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論文

Isomer spectroscopy in $$^{133}$$Ba and high-spin structure of $$^{134}$$Ba

Kaya, L.*; Vogt, A.*; Reiter, P.*; Siciliano, M.*; 清水 則孝*; 宇都野 穣; Wang, H.-K.*; Gargano, A.*; Coraggio, L.*; Itaco, N.*; et al.

Physical Review C, 100(2), p.024323_1 - 024323_18, 2019/08

$$^{133,134}$$Baの高スピン状態を$$^{136}textrm{Xe}+^{208}textrm{Pb}$$および$$^{13}textrm{C}+^{124}textrm{Sn}$$反応によって生成し、そこからの脱励起ガンマ線を観測した。$$^{133}$$Baの1942keVのアイソマーの寿命を66.6(20)nsと決定し、$$^{134}$$Baの$$10^+$$よりの高スピン状態を見つけた。この結果を殻模型計算と比較し、$$^{134}$$Baの$$10^+$$$$12^+$$の間隔や$$12^+$$$$14^+$$の間隔が広がるなどの特徴が計算によってよく再現できることがわかった。

論文

Thorium oxide dissolution in HNO$$_{3}$$-HF mixture; Kinetics and mechanism

Simonnet, M.; Barr$'e$, N.*; Drot, R.*; Le Naour, C.*; Sladkov, V.*; Delpech, S.*

Radiochimica Acta, 107(4), p.289 - 297, 2019/04

 パーセンタイル:100(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

This paper is an attempt to find out thorium oxide dissolution mechanism in HNO$$_{3}$$-HF mixture. In a previous paper, several parameters effects on thorium oxide dissolution have been described, with specific focus on hydrofluoric acid effect, which can lead to an increase of the dissolution rate if present in small amount, but precipitates as ThF$$_{4}$$ at higher content. Based on this previous study, experimental data were fitted using several dissolution models in order to find out the best one. Finally, a revisited model based on literature and considering the ThF$$_{4}$$ formation was proposed. It describes the main steps of dissolution and is able to fit the experimental data for a wide range of solution compositions. This point is crucial since it allows considering an extrapolation of the established model to not-yet-studied conditions.

論文

Characterization of mineralogical controls on ammonium concentrations in deep groundwaters of the Horonobe area, Hokkaido

笹本 広; 佐藤 久夫*; Arthur, R. C.*

Journal of Geochemical Exploration, 188, p.318 - 325, 2018/05

アンモニウムイオンは、還元条件下における深部地下水において重要な成分である。地層中でのセシウムの収着による遅延は、高レベル放射性廃棄物の長期安全性を確保する上で重要な役割を果たす。しかしながら、セシウムの収着は、地下水中に溶存するアンモニウムイオンの様な陽イオンによる収着競合の影響を受ける可能性がある。本研究では、日本における地下水の一例として、幌延で得られた地下水データを対象に、深部地下水におけるアンモニウムイオンの濃度を支配する反応を推定した。鉱物学的調査、地下水データを用いた熱力学的評価および電子線マイクロアナライザを用いた鉱物表面での窒素(N)分布調査により、地下水中のアンモニウムイオンは、カリウム(K)を含む粘土鉱物であるスメクタイト,イライト,イライト/スメクタイト混合層のカリウムと地下水中のアンモニウムイオンのイオン交換反応により濃度が支配されている可能性が示唆された。また、日本における地下水データセットからスクリーニングされた信頼性の高いデータと比較すると、幌延の地下水中のアンモニウムイオン濃度は、ガス田や油田地域の地下水に類似していることも明らかになった。

論文

EXILL; A High-efficiency, high-resolution setup for $$gamma$$-spectroscopy at an intense cold neutron beam facility

Jentschel, M.*; Blanc, A.*; de France, G.*; K$"o$ster, U.*; Leoni, S.*; Mutti, P.*; Simpson, G.*; Soldner, T.*; Ur, C.*; Urban, W.*; et al.

Journal of Instrumentation (Internet), 12(11), p.P11003_1 - P11003_33, 2017/11

 被引用回数:8 パーセンタイル:17(Instruments & Instrumentation)

A highly efficient array of high-purity germanium (HPGe) detectors was developed and operated at the cold neutron beam facility PF1B of the Institut Laue-Langevin (ILL) to carry out nuclear structure studies, via measurements of $$gamma$$-rays following neutron-induced capture and fission reactions. The setup consisted of a collimation system producing a pencil beam with a thermal capture equivalent flux of about 10$$^8$$ns$$^{-1}$$cm$$^{-2}$$ at the target position and negligible neutron halo. The target was surrounded by an array of eight to ten anti-Compton shielded EXOGAM Clover detectors, four to six anti-Compton shielded large coaxial GASP detectors and two standard Clover detectors. For a part of the campaign the array was combined with 16 LaBr$$_{3}$$:(Ce) detectors from the FATIMA collaboration.

論文

Feasibility study of advanced measurement technology for solution monitoring at reprocessing plant; Dose rate measurement for the solution including Pu with FP

松木 拓也; 山中 淳至; 関根 恵; 鈴木 敏*; 安田 猛; 蔦木 浩一; 富川 裕文; 中村 仁宣; LaFleur, A. M.*; Browne, M. C.*

Proceedings of INMM 58th Annual Meeting (Internet), 8 Pages, 2017/07

東海再処理施設(TRP)では、高放射性廃液貯槽(HAW貯槽)で貯蔵している核分裂生成物(FP)を含んだ高放射性廃液(HALW)中に含まれるプルトニウム(Pu)量の監視を目的とした新たな検出器の開発を2015年から2017年までの計画で進めている。これによりHALW中のPu量をリアルタイムに監視することが可能となるため、国際原子力機関が長期課題として掲げている「より効果的・効率的な再処理施設の保障措置」に貢献することが可能となる。本計画の第2段階では、第3段階として予定しているHAW貯槽を格納しているセル内の放射線(中性子及び$$gamma$$線スペクトル)測定用検出器の遮へい設計及び設置位置の検討に必要なセル内の線量分布を調査するため、HAW貯槽セル内に設置しているガイドレール中の線量測定、及び線量分布のMCNPシミュレーション計算結果との比較を実施した。本論文では、セル内の線量測定結果、シミュレーション計算結果との比較により明らかとなったシミュレーションモデルの改良点、今後の展開について報告する。

論文

Feasibility study of advanced technology for Pu with FP solution monitoring; Overview of research plan and modelling for simulation

関根 恵; 松木 拓也; 鈴木 敏; 谷川 聖史; 安田 猛; 山中 淳至; 蔦木 浩一; 中村 仁宣; 富川 裕文; LaFleur, A. M.*; et al.

EUR-28795-EN (Internet), p.788 - 796, 2017/00

国際原子力機関(IAEA)は、再処理施設の保障措置をより効果的・効率的に実施するための手法として、核物質の動きを監視するため、リアルタイム測定技術開発の必要性を長期課題として掲げている。この課題を解決するため、日本原子力研究開発機構(JAEA)では、核分裂性物質(FP)を含まない精製後のPuを含む溶液中のPu量を監視するシステム(中性子同時計数法)を設計・開発している。再処理施設にはFP及びPuを含む溶液も存在することから、FP存在下においてもPu量の測定が可能な検出器の技術開発を日米共同研究として、2015年から3年間の計画で東海再処理施設の高放射性廃液貯蔵場(HALW)にて実施している。まず、第一段階として、検出器開発のための放射線輸送計算コード(MCNP)計算モデルの作成に必要となる、高レベル放射性廃液(HALW)貯槽の設計情報の調査及び、実際の廃液を採取し、Pu濃度、密度、同位体組成比、核種等の特定を行った。また、Ge半導体により分析したスペクトルデータから各ピークを抽出し、高射性溶液から放出される$$gamma$$線源ファイルを、PHITSを用いて作成した。これらの結果は、検出器選定、その遮蔽及び検出器の設置場所を選定するために実施するMCNPの基礎データとして利用する予定である。さらに、検出器の設置場所の検討として、廃液貯槽があるセル外壁において利用可能な放射線を調査するため、$$gamma$$線及び中性子検出器による連続測定を実施し、シミュレーションと比較した。$$gamma$$線測定についてFP由来の$$gamma$$線の影響を受けないとされる3MeV以上の高エネルギー領域も測定した結果、セル外における廃液貯槽由来の放射線測定は難しいことが分かった。本発表においては、研究計画、HALWの組成調査結果及び高放射性溶液の線源ファイルの作成、セル外壁における放射線測定結果について報告する。

論文

Shell evolution beyond $$N$$=40; $$^{69,71,73}$$Cu

Sahin, E.*; Doncel, M.*; Sieja, K.*; de Angelis, G.*; Gadea, A.*; Quintana, B.*; G$"o$rgen, A.*; Modamio, V.*; Mengoni, D.*; Valiente-Dob$'o$n, J. J.*; et al.

Physical Review C, 91(3), p.034302_1 - 034302_9, 2015/03

 被引用回数:16 パーセンタイル:13.65(Physics, Nuclear)

The level structure of the neutron-rich $$^{69}$$Cu, $$^{71}$$Cu, and $$^{73}$$Cu isotopes was investigated using multinucleon transfer reactions at Laboratori Nazionali di Legnaro using the AGATA Demonstrator array coupled to the PRISMA magnetic spectrometer. Lifetimes of excited states in Cu nuclei were measured with the recoil-distance Doppler-shift method. The resulting electromagnetic matrix elements for transitions from excited states in $$^{69,71,73}$$Cu nuclei was used to assess the collective or single-particle character of these states. The results are compared with predictions of large-scale shell-model calculations, showing how the proton pf shell evolve as neutrons fill the 1g$$_{9/2}$$ orbital.

論文

$$B(E2;2^+_1rightarrow 0^+_1)$$ value in $$^{90}$$Kr

R$'e$gis, J.-M.*; Jolie, J.*; Saed-Samii, N.*; Warr, N.*; Pfeiffer, M.*; Blanc, A.*; Jentschel, M.*; K$"o$ster, U.*; Mutti, P.*; Soldner, T.*; et al.

Physical Review C, 90(6), p.067301_1 - 067301_4, 2014/12

 被引用回数:17 パーセンタイル:14.77(Physics, Nuclear)

A smooth onset of collectivity in $$^{88,92,94,96}$$Kr has been determined from reported $$B(E2;2^+_1rightarrow 0^+_1)$$ and E(2$$^+_1$$) values. This is in contrast to the sudden onset in even-even Zr, Mo, and Sr isotopes. Our objective was to complete the systematics by determining the $$B(E2;2^+_1rightarrow 0^+_1)$$ value in $$^{90}$$Kr, which was produced by cold-neutron-induced fission of $$^{235}$$U. The lifetime of the 2$$^+_1$$ state in $$^{90}$$Kr was measured via the electronic $$gamma - gamma$$ timing technique using the EXILL and FATIMA spectrometers. Based on the measured mean lifetime of $$tau$$ = 15(10) ps, the $$B(E2;2^+_1rightarrow 0^+_1)$$ value of 13$$^{+26}_{-5}$$ W.u. in $$^{90}$$Kr is determined for the first time and the smooth onset of deformation in the even-even Kr isotopes beyond neutron number N=50 is confirmed.

論文

On the design of experiments to study extreme field limits

Bulanov, S. S.*; Chen, M.*; Schroeder, C. B.*; Esarey, E.*; Leemans, W. P.*; Bulanov, S. V.; Esirkepov, T. Z.; 神門 正城; Koga, J. K.; Zhidkov, A. G.*; et al.

AIP Conference Proceedings 1507, p.825 - 830, 2012/12

 被引用回数:7 パーセンタイル:4.96

We propose the experiments on the collision of intense laser pulses with energetic electron bunches and on the collision of two or more intense laser pulses for studying extreme field limits in the nonlinear interaction of electromagnetic waves. The regimes of dominant radiation reaction, which completely changes the electromagnetic wave matter interaction, will be revealed in such experiments. This will result in a new powerful source of ultra short high brightness $$gamma$$-ray pulses. A possibility of the demonstration of the electron positron pair creation from vacuum in the collision of two or more intense laser pulses is discussed.

論文

Field-induced phenomena in ferromagnetic superconductors UCoGe and URhGe

青木 大*; Taupin, M.*; Paulsen, C.*; Hardy, F.*; Taufour, V.*; 小手川 恒*; Hassinger, E.*; Malone, L.*; 松田 達磨; 三宅 厚志*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 81(Suppl.B), p.SB002_1 - SB002_6, 2012/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:66.83(Physics, Multidisciplinary)

We review our recent studies on ferromagnetic superconductors, UGe2, URhGe, and UCoGe. We focus on experimental results of URhGe and UCoGe in which the superconductivity occurs already at ambient pressure. The huge upper critical field $$H$$$$_{c2}$$ on UCoGe for the field along the hard magnetization axis ($$b$$-axis) is confirmed by the AC susceptibility measurements by the fine tuning of field angle. Contrary to the huge $$H$$$$_{c2}$$ along the hard-magnetization axis, $$H$$$$_{c2}$$ along the easy-magnetization axis ($$c$$-axis) is relatively small in value. However, the initial slope of $$H$$$$_{c2}$$, namely $$d$$$$H$$$$_{c2}$$/$$dT$$ ($$H$$$$rightarrow$$0) both in UCoGe and in URhGe indicates the large value, which can be explained by the magnetic domain effect detected in the magnetization measurements. The specific heat measurements using a high quality single crystal of UCoGe demonstrate the bulk superconductivity, which is extended under magnetic field for the field along $$c$$-axis.

論文

Strain and magnetic-field characterization of a bronze-route Nb$$_3$$Sn ITER wire; Benchmarking of strain measurement facilities at NIST and University of Twente

Cheggour, N.*; Nijhuis, A.*; Krooshoop, H. J. G.*; Lu, X. F.*; Splett, J.*; Stauffer, T. C.*; Goodrich, L. F.*; Jewell, M. C.*; Devred, A.*; 名原 啓博

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 22(3), p.4805104_1 - 4805104_4, 2012/06

 被引用回数:9 パーセンタイル:42.14(Engineering, Electrical & Electronic)

ITER用ブロンズ法Nb$$_3$$Sn素線の4.2Kにおける臨界電流を、軸方向歪みと磁束密度を関数としてNISTとTwente大学でそれぞれ測定し、ベンチマーク試験を行った。NISTはWalters' spring歪み印加装置を、Twente大学ではPacman歪み印加装置を使って測定した。このITER用ブロンズ法素線は非常に高い可逆限界歪みを持っているので、$$-1%$$から$$+1%$$までの広い歪み範囲で測定データの比較が可能である。本稿では、各装置での測定データとそれらの比較を行い、また、測定方法やフィッティング関数のパラメータ決定方法に関しても議論する。

論文

Polymer model for zeolite thermochemical stability

Arthur, R. C.*; 笹本 広; Walker, C.; 油井 三和

Clays and Clay Minerals, 59(6), p.626 - 639, 2011/11

 被引用回数:7 パーセンタイル:63.68(Chemistry, Physical)

高レベル放射性廃棄物の地層処分において、地下坑道の掘削、施工段階での湧水対策としてセメント系グラウトが用いられた場合、岩盤の長期的な劣化等による化学場の変化が予想される。化学場の変化は、地層処分の性能評価における核種移行評価に影響を与えるため重要である。沸石類は、セメント系グラウトと岩盤との反応で生ずる変質生成物の一つである。化学場の長期的な変化を評価する場合、沸石類のような変質生成物に対する熱力学データが必要となる。本報告では、沸石類を対象に、信頼性の高い熱力学データを整備するため、既往の経験的な計算手法を改良し、実験値との整合性の高い、より信頼性の高いデータを導出するモデルを提案した。また、本モデルを用いることで、沸石類以外の重要な変質生成物(粘土鉱物等)の熱力学データ導出への適用可能性も示唆された。

論文

Interpretation of undisturbed hydrogeochemical conditions in Neogene sediments of the Horonobe area, Hokkaido, Japan

笹本 広; Arthur, R. C.*; 濱 克宏

Applied Geochemistry, 26(8), p.1464 - 1477, 2011/08

 被引用回数:8 パーセンタイル:62.63(Geochemistry & Geophysics)

高レベル放射性廃棄物の地層処分において、地下深部の未擾乱状態の水理地球化学的条件を把握することは、処分の性能評価において初期条件となる地下水の地球化学的条件を設定するうえで重要である。本報では、幌延の深地層研究所計画における地上からの調査段階で得られた地下水データをもとに、経験的及び統計的手法による地下水データの信頼性・相関性のチェックや地球化学モデルを用いた未擾乱状態の水理地球化学条件の解釈(推定)を行い、地上からの調査段階で得られた地下水データの品質や信頼性を評価する手法の適用性を検討した。

論文

Thermoelectric evidence for high-field anomalies in the hidden order phase of URu$$_2$$Si$$_2$$

Malone, L.*; 松田 達磨; Antunes, A.*; Knebel, G.*; Taufour, V.*; 青木 大*; Behnia, K.*; Proust, C.*; Flouquet, J.*

Physical Review B, 83(24), p.245117_1 - 245117_5, 2011/06

 被引用回数:16 パーセンタイル:35.96(Materials Science, Multidisciplinary)

Measurements of the thermoelectric coefficients of URu$$_2$$Si$$_2$$ in a high magnetic field could imply topological Fermi surface changes even deep inside the hidden order state. A change is observed in the thermopower as a function of the field applied parallel to the easy axis of magnetization, which could signify a change in the Fermi surface characteristics. The maximum of the thermopower coincides with previously measured anomalies in resistivity at $$H^*$$ = 23T. We analyze our results in terms of a Lifshitz transition in URu$$_2$$Si$$_2$$ originating from the hidden order Pauli depairing on a given subband.

論文

Trends in heavy fermion matter

Flouquet, J.*; 青木 大*; Bourdarot, F.*; Hardy, F.*; Hassinger, E.*; Knebel, G.*; 松田 達磨; Maingast, C.*; Paulsen, C.*; Taufour, V.*

Journal of Physics; Conference Series, 273, p.012001_1 - 012001_25, 2011/02

 被引用回数:10 パーセンタイル:5.21

A brief review on major advances in heavy fermion physics is presented including the Ce metal phase diagram, the huge effective mass detected in CeAl$$_3$$, and the successive discoveries of unconventional superconductivity in CeCu$$_2$$Si$$_2$$ and three U based compounds, UBe$$_{13}$$, UPt$$_3$$ and URu$$_2$$Si$$_2$$. In order to track the origin of the huge effective mass, the case of intermediate valence compounds is discussed with emphasis on the differences between Yb and Ce materials. Pressure and magnetic-field studies on the ferromagnetic superconductor URhGe illustrate the role of the singular effective mass enhancement on the superconducting pairing.

論文

High-spin structure of $$^{37}$$Cl, intruder excitations, and the $$sd$$-$$fp$$ shell gap

Ionescu-Bujor, M.*; Iordachescu, A.*; Lenzi, S. M.*; Napoli, D. R.*; M$u{a}$rginean, N.*; Medina, N. H.*; Bazzacco, D.*; Bucurescu, D.*; de Angelis, G.*; Della Vedova, F.*; et al.

Physical Review C, 80(3), p.034314_1 - 034314_12, 2009/09

 被引用回数:10 パーセンタイル:37.76(Physics, Nuclear)

イタリア・レニャーロ国立研究所のタンデム加速器にて$$^{24}$$Mg($$^{16}$$O, 3$$p$$)反応によって$$^{37}$$Cl核の高スピン状態を生成し、そこからの脱励起$$gamma$$線を観測した。励起エネルギー約17MeVまでの状態を観測し、スピン29/2$$^+$$(負パリティは27/2$$^-$$)までのイラスト状態を確立した。この結果を機構でなされたモンテカルロ殻模型計算と比較したところ、実験と良い一致を得た。これら高スピン状態は、魔法数20の殻ギャップを超えて励起する状態であることが理論と実験との比較からわかった。また、モンテカルロ殻模型法と採用されたSDPF-M相互作用の有用性を確かめることができた。

論文

An Evaluation of solubility limits on maximum uranium concentrations in groundwater

岩月 輝希; Arthur, R. C.*

Thermodynamics, Solubility and Environmental Issues, p.153 - 168, 2007/04

岐阜県東濃地域において、地下水中におけるウラン溶解度を観察,熱力学解析等に基づいて推測した。その結果、地下水中のウランの溶解度を支配する固相としてアモルファスUO$$_{2}$$が挙げられた。また、その溶解度は地下水のpH, Eh, 炭酸ガス分圧により大きく異なることが確認された。

論文

An Overview of a natural analogue study of the Tono Uranium Deposit, central Japan

笹尾 英嗣; 太田 久仁雄; 岩月 輝希; 新里 忠史; Arthur, R. C.*; Stenhouse, M. J.*; Zhou, W.*; Metcalfe, R.*; 高瀬 博康; MacKenzie, A. B.*

Geochemistry; Exploration, Environment, Analysis, 6(1), p.5 - 12, 2006/02

東濃ウラン鉱床においては2001年度から地層処分の安全評価での変動シナリオを考慮したナチュラルアナログ研究を行っている。この研究では性能評価で使われるシステム解析手法を応用している。本論では他の一連の論文のイントロダクションとして、研究の概要を紹介するとともに、東濃ウラン鉱床で取得したサイトデータを記載した。

論文

High spin structure and intruder configurations in $$^{31}$$P

Ionescu-Bujor, M.*; Iordachescu, A.*; Napoli, D. R.*; Lenzi, S. M.*; M$u{a}$rginean, N.*; 大塚 孝治*; 宇都野 穣; Ribas-Arino, J.*; Axiotis, M.*; Bazzacco, D.*; et al.

Physical Review C, 73(2), p.024310_1 - 024310_12, 2006/02

 被引用回数:20 パーセンタイル:20.91(Physics, Nuclear)

イタリア・レニャーロ国立研究所のタンデム加速器を用いて、$$^{31}$$Pの高スピン準位を$$^{24}$$Mg($$^{16}$$O,2$$alpha p$$)反応によって測定した。この実験から、正パリティ状態については17$$^+$$/2まで、負パリティ状態については15$$^-$$/2までのイラスト状態及び何本かの非イラスト状態を同定した。観測されたそれぞれの状態からの脱励起$$gamma$$線の寿命から、$$E2$$, $$M1$$, $$E1$$遷移確率を導出した。この実験により、$$sd$$殻領域における殻模型の再現性を侵入者配位まで拡大してテストすることが可能になった。原子力機構でなされたモンテカルロ殻模型計算の結果を今回の実験値と比べたところ、正パリティ状態のみならず、負パリティ状態の位置とほとんどすべての電磁遷移確率を正しく再現できることがわかった。この一致から、モンテカルロ殻模型に代表される大規模殻模型計算がこれまで多くの研究がなされてきた低励起状態のみならず、イラスト線近傍の高励起状態においてもよく予言されることが示された。

論文

Estimation of In-Situ Groundwater Chemistry Using Geochemical Modeling; A Test Case for Saline Type Groundwater in Argillaceous Rock

笹本 広; 油井 三和; Arthur, R. C.*

Proceedings of 2nd International Meeting on Clays in Natural and Engineered barriers for Radioactive Waste Confinement (TOURS 2005) (CD-ROM), p.259 - 260, 2005/03

pHやEhといった物理化学パラメータは,深部地下水に対しては,地表で測定された場合,温度・圧力の変化や大気との接触により,その特性が変化し,実際の深部の状態を正確に示していない可能性がある。この様な場合,深部地下水のpHやEhをコントロールしている反応を基に,地球化学モデリングにより,深部地下水の特性を推定する方法が有効である。今回,泥質岩中に存在する海水系地下水の一例として,茂原地域に分布する塩水地下水の地表での測定・分析結果や地層の構成鉱物に関する情報を基に,深部における塩水地下水のpH, Ehや水質について,地球化学モデリングによる推定を試みた。本報告では,推定にあたり考慮した反応やモデリング手法について報告するとともに,これらの手法の妥当性を示すための今後の計画について紹介する。

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