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論文

Fusion reaction $$^{48}$$Ca+$$^{249}$$Bk leading to formation of the element Ts (Z=117)

Khuyagbaatar, J.*; Yakushev, A.*; D$"u$llmann, Ch. E.*; Ackermann, D.*; Andersson, L.-L.*; 浅井 雅人; Block, M.*; Boll, R. A.*; Brand, H.*; Cox, D. M.*; et al.

Physical Review C, 99(5), p.054306_1 - 054306_16, 2019/05

$$^{48}$$Ca+$$^{249}$$B融合反応を用いて117番元素(Ts)合成実験を行い、117番元素に起因すると思われる4つの$$alpha$$崩壊連鎖を観測した。うち2つは長い崩壊連鎖で、$$^{294}$$Tsの$$alpha$$崩壊に起因するものと同定された。他の2つは短い崩壊連鎖で、$$^{293}$$Tsの$$alpha$$崩壊に起因すると考えると矛盾しない。今回の結果と過去の文献値を比較したところ、今回の我々の結果は過去の文献値をほぼ再現し、117番元素合成の事実を強く再確認する結果となった。

論文

Online chemical adsorption studies of Hg, Tl, and Pb on SiO$$_{2}$$ and Au surfaces in preparation for chemical investigations on Cn, Nh, and Fl at TASCA

Lens, L.*; Yakushev, A.*; D$"u$llmann, Ch. E.*; 浅井 雅人; Ballof, J.*; Block, M.*; David, H. M.*; Despotopulos, J.*; Di Nitto, A.*; Eberhardt, K.*; et al.

Radiochimica Acta, 106(12), p.949 - 962, 2018/12

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

半減期4$$sim$$49秒の短寿命同位体を用いて、水銀(Hg), タリウム(Tl), 鉛(Pb)の単一原子レベルでのSiO$$_{2}$$及びAu表面への固体吸着挙動をオンライン気相実験により調べた。超重元素Cn, Nh, Flの吸着エンタルピー測定のためのモデル実験として実施した。短寿命同位体はドイツ重イオン研究所の反跳核分離装置TASCAを用いて生成・分離した。生成核はヘリウムガス中に捕集された後、SiO$$_{2}$$あるいはAuで表面を覆われたSi検出器で作製されたガスクロマトグラフィーカラムへと導入した。短寿命Tl及びPb同位体は室温においてSiO$$_{2}$$表面に吸着し、Si検出器で測定することに成功した。一方、HgはSiO$$_{2}$$表面には吸着せず、Au表面に吸着した。この結果より、本実験のセットアップを用いることで短寿命Hg, Tl, Pb同位体の吸着特性を調べることができると証明され、この手法がCn, Nh, Flの実験にも適用できることが確認された。

論文

Neutron-hole states in $$^{131}$$Sn and spin-orbit splitting in neutron-rich nuclei

Orlandi, R.; Pain, S. D.*; Ahn, S.*; Jungclaus, A.*; Schmitt, K. T.*; Bardayan, D. W.*; Catford, W. N.*; Chapman, R.*; Chipps, K. A.*; Cizewski, J. A.*; et al.

Physics Letters B, 785, p.615 - 620, 2018/10

 被引用回数:1 パーセンタイル:49.68(Astronomy & Astrophysics)

Low-lying neutron-hole states in $$^{131}$$Sn were populated via the $$^{132}$$Sn(d,t) reaction at Oak Ridge National Laboratory. The triton angular distributions were compared to DWBA calculations and revealed spectroscopic factors compatible with a single-hole nature of the states populated. The data permit to determine the spin-orbit splitting of the strongly bound $$d_{3/2}$$ and $$d_{5/2}$$ neutron orbits below the shell gap, which was compared to the splitting of the weakly bound 3$$p$$ and 2$$f$$ orbits above the gap. The comparison revealed a smaller energy splitting of the 3$$p$$ orbits. All splittings were reproduced using Woods-Saxon calculations, and the lower splitting of the 3$$p$$ orbits was explained to arise from the large radial extent of the wavefunction and small value of the amplitude at the surface. This result is important to understand at a fundamental level the spin-orbit interaction, and its effects on neutron-rich nuclei.

論文

Towards saturation of the electron-capture delayed fission probability; The New isotopes $$^{240}$$Es and $$^{236}$$Bk

Konki, J.*; Khuyagbaatar, J.*; Uusitalo, J.*; Greenlees, P. T.*; Auranen, K.*; Badran, H.*; Block, M.*; Briselet, R.*; Cox, D. M.*; Dasgupta, M.*; et al.

Physics Letters B, 764, p.265 - 270, 2017/01

 被引用回数:6 パーセンタイル:18.72(Astronomy & Astrophysics)

The new neutron-deficient nuclei $$^{240}$$Es and $$^{236}$$Bk were synthesised at the gas-filled recoil separator RITU. They were identified by their radioactive decay chains starting from $$^{240}$$Es produced in the fusion-evaporation reaction $$^{209}$$Bi($$^{34}$$S,3n)$$^{240}$$Es. Half-lives of 6(2)s and 22$$^{+13}_{-6}$$s were obtained for $$^{240}$$Es and $$^{236}$$Bk, respectively. Two groups of $$alpha$$ particles with energies $$E_{alpha}$$=8.19(3) MeV and 8.09(3) MeV were unambiguously assigned to $$^{240}$$Es. Electron-capture delayed fission branches with probabilities of 0.16(6) and 0.04(2) were measured for $$^{240}$$Es and $$^{236}$$Bk, respectively. These new data show a continuation of the exponential increase of ECDF probabilities in more neutron-deficient isotopes.

論文

Beta-delayed proton emission from $$^{20}$$Mg

Lund, M. V.*; Andreyev, A.; Borge, M. J. G.*; Cederk$"a$ll, J.*; De Witte, H.*; Fraile, L. M.*; Fynbo, H. O. U.*; Greenlees, P. T.*; Harkness-Brennan, L. J.*; Howard, A. M.*; et al.

European Physical Journal A, 52(10), p.304_1 - 304_14, 2016/10

 被引用回数:8 パーセンタイル:22.35(Physics, Nuclear)

Beta-delayed proton emission from $$^{20}$$Mg has been measured at ISOLDE, CERN, with the ISOLDE Decay Station setup including both charged-particle and $$gamma$$-ray detection capabilities. A total of 27 delayed proton branches were measured including seven so far unobserved. An updated decay scheme, including three new resonances above the proton separation energy in $$^{20}$$Na and more precise resonance energies, is presented. Beta-decay feeding to two resonances above the Isobaric Analogue State in $$^{20}$$Na is observed. This may allow studies of the 4032.9(2.4) keV resonance in $$^{19}$$Ne through the beta decay of $$^{20}$$Mg, which is important for the astrophysically relevant reaction $$^{15}$$O($$alpha$$,$$gamma$$)$$^{19}$$Ne. Beta-delayed protons were used to obtain a more precise value for the half-life of $$^{20}$$Mg, 91.4(1.0) ms.

論文

Recoil-$$alpha$$-fission and recoil-$$alpha$$-$$alpha$$-fission events observed in the reaction $$^{48}$$Ca + $$^{243}$$Am

Forsberg, U.*; Rudolph, D.*; Andersson, L.-L.*; Di Nitto, A.*; D$"u$llmann, Ch. E.*; Fahlander, C.*; Gates, J. M.*; Golubev, P.*; Gregorich, K. E.*; Gross, C. J.*; et al.

Nuclear Physics A, 953, p.117 - 138, 2016/09

 被引用回数:22 パーセンタイル:4.76(Physics, Nuclear)

$$^{48}$$Ca + $$^{243}$$Am反応による115番元素合成実験で観測された$$alpha$$崩壊連鎖について、最近我々が報告したドイツGSIで測定したデータと過去に報告されたロシアDubna及び米国LBNLで測定されたデータのすべてを使い、その起源を調査した。それらのデータの中に、反跳核-$$alpha$$-($$alpha$$)-核分裂タイプの短い崩壊連鎖が14事象観測されており、そのうちのいくつかは中性子が2個放出されてできる$$^{289}$$Mc起源であるとこれまで解釈されてきた。一方、今回我々は、これらの短い崩壊連鎖のほとんどが、中性子が3個放出されてできる$$^{288}$$Mc起源であり、崩壊連鎖の途中でEC崩壊して核分裂したものであろうと再同定した。

論文

Extension of TOPAS for the simulation of proton radiation effects considering molecular and cellular endpoints

Polster, L.*; Schuemann, J.*; Rinaldi, I.*; Burigo, L.*; McNamara, A. L.*; Steward, R. D.*; Attili, A.*; Carlson, D. J.*; 佐藤 達彦; Ramos M$'e$ndez, J.*; et al.

Physics in Medicine and Biology, 60(13), p.5053 - 5070, 2015/07

 被引用回数:29 パーセンタイル:5.42(Engineering, Biomedical)

TOPASとは、陽子線治療計画に幅広く利用されているソフトウェアである。本研究の目的は、TOPASに陽子の生物学的効果比(RBE)を計算する機能を追加することである。その目的のため、8つの生物物理モデルをTOPASに組み込んだ。それらモデルのうち4つは、RBEの指標となる物理学的なパラメータとしてLETを用い、残りの4つは、それぞれDNAダメージ数、平均z値, y値,飛跡構造を用いる。その中で、y値を指標としたモデルには、原子力機構が開発したマイクロドジメトリ機能が使われた。導入した8つのモデルの精度は、実験的に求めた陽子のRBEと比較することにより検証した。本研究は、陽子線治療を臨床診療へと近づけるための治療計画の最適化に重要な成果である。

論文

$$^{137}$$Cs concentrations in foliose lichens within Tsukuba-city as a reflection of radioactive fallout from the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident

大村 嘉人*; 松倉 君予*; 阿部 淳一*; 保坂 健太郎*; 玉置 雅紀*; 土肥 輝美; 柿嶌 眞*; Seaward, M. R. D.*

Journal of Environmental Radioactivity, 141, p.38 - 43, 2015/03

 被引用回数:5 パーセンタイル:65.18(Environmental Sciences)

2013年8月に採取した葉状地衣類10種類の放射性セシウム濃度($$^{137}$$Cs)の範囲は1.7-35kBq/kgであった。2つの優占種、Dirinaria applanataとPhyscia orientalisにおいて、それらの$$^{137}$$Cs濃度と試料採取地点の空間線量率との関係を調べた。P. orientalisの$$^{137}$$Cs濃度は福島原子力発電所事故から約1年後に測定したもので、試料採取地点の空間線量率との間に良好な相関関係がみられた(r$$^{2}$$=0.80)。さらに、事故から2年経過した試料採取地点の空間線量率との間にも相関関係がみられた(r$$^{2}$$=0.65)ことから、時間経過後も継続して大気中の放射性降下物レベルを反映するバイオモニターとしての有用性を示すといえる。対照的に、Dirinaria applanataの場合は、それらの試料採取地点の空間線量率との相関関係はみられなかった。

論文

Selected spectroscopic results on element 115 decay chains

Rudolph, D.*; Forsberg, U.*; Golubev, P.*; Sarmiento, L. G.*; Yakushev, A.*; Andersson, L.-L.*; Di Nitto, A.*; D$"u$llmann, Ch. E.*; Gates, J. M.*; Gregorich, K. E.*; et al.

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 303(2), p.1185 - 1190, 2015/02

 被引用回数:6 パーセンタイル:28.02(Chemistry, Analytical)

115番元素の$$alpha$$崩壊連鎖を30事象観測し、過去に$$^{288}$$115同位体として報告されている$$alpha$$崩壊連鎖と矛盾しないことを見出した。GEANT4モンテカルロシミュレーションにより高分解能$$alpha$$-光子同時計数実験結果の再現を試みた。この解析手法により、超重核のQ$$_{alpha}$$値や励起準位構造を精度よく導出できるようになる。

論文

$$^{48}$$Ca + $$^{249}$$Bk fusion reaction leading to element Z = 117; Long-lived $$alpha$$-decaying $$^{270}$$Db and discovery of $$^{266}$$Lr

Khuyagbaatar, J.*; Yakushev, A.*; D$"u$llmann, Ch. E.*; Ackermann, D.*; Andersson, L.-L.*; 浅井 雅人; Block, M.*; Boll, R. A.*; Brand, H.*; Cox, D. M.*; et al.

Physical Review Letters, 112(17), p.172501_1 - 172501_5, 2014/05

 被引用回数:131 パーセンタイル:1.03(Physics, Multidisciplinary)

ドイツ重イオン研究所のガス充填型反跳核分離装置TASCAを用いて$$^{48}$$Ca + $$^{249}$$Bk核融合反応で生成する原子番号117の超重元素の観測に成功した。この結果は、過去にロシアのフレーロフ研究所が報告した117番新元素の結果を再確認するもので、117番元素の合成及び発見を確かなものとする成果である。一方、117番元素からの$$alpha$$崩壊連鎖の最後の原子核は、過去に報告された$$^{270}$$Dbではなく、未知核種$$^{266}$$Lrであり、$$^{270}$$Dbは非常に長い寿命を持つ$$alpha$$崩壊核種であることを明らかにした。

論文

Spectroscopic tools applied to element Z = 115 decay chains

Forsberg, U.*; Rudolph, D.*; Golubev, P.*; Sarmiento, L. G.*; Yakushev, A.*; Andersson, L.-L.*; Di Nitto, A.*; D$"u$llmann, Ch. E.*; Gates, J. M.*; Gregorich, K. E.*; et al.

EPJ Web of Conferences (Internet), 66, p.02036_1 - 02036_4, 2014/03

 被引用回数:5 パーセンタイル:9.47

115番元素の$$alpha$$崩壊連鎖測定に使用した焦点面Si検出器のセットアップと検出器プリアンプ出力のデジタル波形解析の結果及び検出器不感層による$$alpha$$線エネルギー損失の事象毎の補正解析の結果について報告する。$$alpha$$線検出器は、両面分割型Siストリップ検出器(DSSSD)5枚を箱型に配置し、115番元素を打ち込む底面検出器の片面の信号をデジタル波形解析した。底面検出器と側面検出器の2枚のSi検出器で検出された$$alpha$$線は、2枚の不感層を斜めに横切ることから$$alpha$$線エネルギー損失が事象毎に異なる。検出位置から$$alpha$$線の放射角度を求めることで事象毎にエネルギー損失を補正することで$$alpha$$線のエネルギー分解能を大幅に改善することに成功した。

論文

Alpha-photon coincidence spectroscopy along element 115 decay chains

Rudolph, D.*; Forsberg, U.*; Golubev, P.*; Sarmiento, L. G.*; Yakushev, A.*; Andersson, L.-L.*; Di Nitto, A.*; D$"u$llmann, Ch. E.*; Gates, J. M.*; Gregorich, K. E.*; et al.

Acta Physica Polonica B, 45(2), p.263 - 272, 2014/02

 被引用回数:15 パーセンタイル:21.56(Physics, Multidisciplinary)

$$^{48}$$Caビームと$$^{243}$$Am標的との核反応で115番元素の同位体を合成し、$$alpha$$崩壊連鎖を30事象観測した。観測された崩壊連鎖は過去に115番元素のものとして報告されたものと矛盾が無く、115番元素の同定を再確認した。また$$alpha$$線と光子との同時計数測定を合わせて行い、115番元素の$$alpha$$崩壊連鎖上に位置する超重核の$$gamma$$線およびX線の候補を観測した。最も重い超重核領域での$$gamma$$線の観測は、超重核の核構造研究に大きな進歩をもたらすものである。

論文

Spectroscopy of element 115 decay chains

Rudolph, D.*; Forsberg, U.*; Golubev, P.*; Sarmiento, L. G.*; Yakushev, A.*; Andersson, L. L.*; Di Nitto, A.*; D$"u$llmann, Ch. E.*; Gates, J. M.*; Gregorich, K. E.*; et al.

Physical Review Letters, 111(11), p.112502_1 - 112502_5, 2013/09

 被引用回数:88 パーセンタイル:2.76(Physics, Multidisciplinary)

A high-resolution X-ray and $$alpha$$-ray coincidence spectroscopy experiment was conducted at the GSI Helmholtzzentrum f$"u$r Schwerionenforschung. Thirty correlated decay chains were detected following the fusion-evaporation reaction $$^{48}$$Ca + $$^{243}$$Am. The observations are consistent with previous assignments of similar decay chains to originate from element Z = 115. For the first time, precise spectroscopy allows the derivation of excitation schemes of isotopes along the decay chains starting with elements Z $$>$$ 112. Comprehensive Monte-Carlo simulations accompany the data analysis. Nuclear structure models provide a first level interpretation.

論文

Efforts towards improvement of systems codes for the Broader Approach DEMO design

中村 誠; Kemp, R.*; 宇藤 裕康; Ward, D. J.*; 飛田 健次; 日渡 良爾*; Federici, G.*

Fusion Engineering and Design, 87(5-6), p.864 - 867, 2012/08

 被引用回数:13 パーセンタイル:18.43(Nuclear Science & Technology)

ITERやポストITER時代での電力生産に向けた核融合研究のため、原型炉へ向けた開発目標を明確にする必要がある。具体的にはプラズマパラメータや工学要件(磁場コイルやダイバータ熱負荷)等の目標設定である。一般に炉設計の第一段階として、工学的制約を踏まえた運転領域の評価のためにシステム解析が行われる。そのため、既存のシステムコードの評価あるいは開発が炉設計の基本として重要となる。本論文では、BA原型炉のためのシステムコード開発に向けた最近の活動のうち、これまでに日本と欧州が独自に開発したシステムコードのベンチマーク試験について報告する。ブートストラップ電流がさほど大きくない中程度のベータ値の領域では、両者のコードの計算結果はよく一致した。

論文

Intruder excitations in $$^{35}$$P

Wiedeking, M.*; Rodriguez-Vieitez, E.*; Fallon, P.*; Carpenter, M. P.*; Clark, R. M.*; Cline, D.*; Cromaz, M.*; Descovich, M.*; Janssens, R. V. F.*; Lee, I.-Y.*; et al.

Physical Review C, 78(3), p.037302_1 - 037302_4, 2008/09

 被引用回数:9 パーセンタイル:40.81(Physics, Nuclear)

アルゴンヌ国立研究所タンデム加速器施設(ATLAS)で、$$^{208}$$Pb($$^{36}$$S, $$Xgamma$$)反応により、$$^{35}$$Pの励起状態を生成し、そこから脱励起する$$gamma$$線を観測することによって、$$^{35}$$Pのエネルギー準位を構築した。その結果、約5MeVの励起エネルギーに多数の新しい状態を発見した。殻模型計算と比較した結果、魔法数20を仮定した$$sd$$殻模型計算ではこれらの多くの状態は出てこないため、これらは中性子数20の殻ギャップから中性子が1個励起する状態、もしくは2個励起する状態であると考えられる。発表者らが行ったモンテカルロ殻模型計算では、実験で観測された多数の状態が存在することが示された。これらの励起エネルギーは$$^{35}$$Pにおける中性子数20の殻ギャップを敏感に反映するものであるため、モンテカルロ殻模型計算で使われた有効相互作用が妥当であり、$$^{35}$$Pでは大きな殻ギャップが存在することが確かめられた。

口頭

核融合原型炉設計に向けたシステムコードの開発

中村 誠; Kemp, R.*; 宇藤 裕康; 飛田 健次; Ward, D. J.*; 濱松 清隆; Federici, G.*

no journal, , 

核融合原型炉設計に向けたシステム解析コードTPCの開発の現状を報告する。システム解析コード開発の最初の段階として、システム解析コードTPCとPROCESSのベンチマーク計算の比較を行った。TPCは原子力機構で開発中のシステムコードで、PROCESSはカラム研究所(イギリス)で開発中のシステムコードである。ITER級サイズでギガワット級の熱出力の核融合炉を計算対象とした場合、両コードの計算結果はおおむね一致した。しかし、放射損失パワーの計算値で不一致が見られた。この原因は、両コード間で不純物放射と不純物空間分布のモデルの違いにある。会議では、原型炉級のプラズマに関連するシステム解析コード中の幾つかの計算式の開発の必要性についても論じる。

口頭

Neutron hole states in $$^{131}$$Sn studied via the $$^{132}$$Sn(d,t)$$^{131}$$Sn reaction

Orlandi, R.; Pain, S. D.*; Bardayan, D. W.*; Gross, C. J.*; Smith, M. S.*; Jungclaus, A.*; Ahn, S.*; Jones, K. L.*; Pittman, S. T.*; Schmitt, K. T.*; et al.

no journal, , 

Knowledge of single-particle energies in the vicinity of exotic doubly-magic nuclei is of critical importance to understand evolution of nuclear structure. In the present work, the $$^{132}$$Sn(d,t)$$^{131}$$Sn reaction (Q=-1.055 MeV) was studied in inverse kinematics at HRIBF of Oak Ridge National Laboratory. The $$^{132}$$Sn ISOL beam was post-accelerated to an energy of 4.39 MeV/u using the ORNL HRIBF accelerator. The beam (average intensity of $$sim$$1.2e4 pps) impinged on a $$sim$$250 $$mu$$g/cm$$^{2}$$ deuterated polyethylene target, for approximately 4 days. Ejected tritons were detected using the Super ORRUBA array of segmented Si telescopes. Low-lying states in $$^{131}$$Sn were populated in the experiment. Preliminary results will be shown.

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