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論文

$$^{60}$$Fe and $$^{244}$$Pu deposited on Earth constrain the r-process yields of recent nearby supernovae

Wallner, A.*; Froehlich, M. B.*; Hotchkis, M. A. C.*; 木下 哲一*; Paul, M.*; Martschini, M.*; Pavetich, S.*; Tims, S. G.*; Kivel, N.*; Schumann, D.*; et al.

Science, 372(6543), p.742 - 745, 2021/05

https://doi.org/10.1126/science.aax3972
 被引用回数：40 パーセンタイル：96.93(Multidisciplinary Sciences)

鉄よりも重い元素の半分は、極短時間に無数の中性子を捕獲する過程(r過程)によって生成される。理論的研究によって、このr過程の物理的な条件や基礎課程は明らかになってきているが、その天体サイトと元素合成量に関してはいまだに議論の的で、超新星爆発や中性子星合体などが候補に挙がっている。我々のグループでは、太平洋で採取したマンガンクラスト試料から太陽系外起源の超微量の$$^{60}$$Fe(半減期260万年)と$$^{244}$$Pu(半減期8,060万年)を加速器質量分析で定量した。$$^{60}$$Feは主に巨大質量の星が爆発(超新星爆発)してその一生を終えるときに形成・放出される一方で、$$^{244}$$Puはr過程のみで生成される。$$^{60}$$Feの分析結果からは過去1,000万年の間に太陽系近傍で起こった2つの異なる重力崩壊型の超新星爆発による$$^{60}$$Feの地球への流入があったことが明らかになった。$$^{244}$$Pu/$$^{60}$$Feの流入比は、どちらの重力崩壊型の超新星爆発でも同様の値であった。$$^{244}$$Puの分析結果から求めた$$^{244}$$Puの地球への流入量は、超新星爆発がr過程を支配していると仮定した理論予想値よりも低かった。つまり本研究結果は、超新星爆発がr過程を支配しているのではなく、中性子星合体など他の寄与があることを示唆している。

論文

$$^{7}$$Be($$n, alpha)^{4}$$He reaction and the cosmological lithium problem; Measurement of the cross section in a wide energy range at n_TOF at CERN

Barbagallo, M.*; Musumarra, A.*; Cosentino, L.*; Maugeri, E.*; Heinitz, S.*; Mengoni, A.*; Dressler, R.*; Schumann, D.*; K$"a$ppeler, F.*; 原田 秀郎; et al.

Physical Review Letters, 117(15), p.152701_1 - 152701_7, 2016/10

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.117.152701
 被引用回数：83 パーセンタイル：94.75(Physics, Multidisciplinary)

The energy-dependent cross section of the $$^{7}$$Be($$n, alpha)^{4}$$He reaction, of interest for the so-called cosmological lithium problem in big bang nucleosynthesis, has been measured for the first time from 10 meV to 10 keV neutron energy. Coincidences between the two alpha particles have been recorded in two Si-$$^{7}$$Be-Si arrays placed directly in the neutron beam. The present results are consistent, at thermal neutron energy, with the only previous measurement performed in the 1960s at a nuclear reactor. The energy dependence reported here clearly indicates the inadequacy of the cross section estimates currently used in BBN calculations. Although new measurements at higher neutron energy may still be needed, the n_TOF results hint at a minor role of this reaction in BBN, leaving the long-standing cosmological lithium problem unsolved.

論文

Fluoride complexation of rutherfordium (Rf, element 104)

Strub, E.*; Br$"u$chle, W.*; Eichler, R.*; G$"a$ggeler, H. W.*; Glatz, J. P.*; Grund, A.*; G$"a$rtner, M.*; J$"a$ger, E.*; Jost, D.*; Kirbach, U.*; et al.

1st International Conference on the Chemistry and Physics of the Transactinide Elements; Extended Abstracts, 4 Pages, 1999/00

硝酸・フッ酸混合溶液を溶離液として104番元素ラザホージウム(Rf)のイオン交換挙動を同族のZr, Hf及び擬4族のThと比較した。特にフッ酸濃度に対する分配係数の変化を観測することで、それぞれの元素のフッ素イオンとの錯イオン形成の傾向を調べた。その結果、RfはZr, HfよりむしろThに近い挙動を示すことがわかった。錯体形成は一般的にイオン半径の影響を大きく受けるため、Rf$$^{4+}$$のイオン半径がTh$$^{4+}$$に近くHf$$^{4+}$$やZr$$^{4+}$$より大きいと考えると相対論拡大効果がアクチノイド収縮より大きな影響を与えている可能性を示す。

論文

Chromatographic studies of rutherfordium (element 104) with tributylphosphate

Br$"u$chle, W.*; Eichler, B.*; G$"a$ggeler, H. W.*; Guenther, R.*; J$"a$ger, E.*; Jost, D.*; Kratz, J. V.*; 永目 諭一郎; Paulus, W.*; Pershina, V.*; et al.

Proceedings of 1st International Conference on the Chemistry and Physics of the Transactinide Elements, 3 Pages, 1999/00

周期表第4族に属するZr,Hf並びに超アクチノイド元素Rfの塩酸溶液からトリブチルリン酸(TBP)への抽出挙動を調べた。8M HCl/TBP系においてZr, Hf, Rfそれぞれの分配係数は1180, 65,150となりTBPへの抽出はHf$$<$$Rf$$<$$Zrの順で大きくなるという興味ある結果が得られた。これは元素の周期性だけからは説明できない。したがって、相対論効果を考慮した理論計算に、加水分解と錯形成間の競争過程を導した計算を行うと実験の傾向をよく再現できることがわかった。

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