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論文

Parity assignment for low-lying dipole states in $$^{58}$$Ni

静間 俊行*; Omer, M.; 早川 岳人*; 湊 太志*; 松葉 俊哉*; 宮本 修治*; 清水 則孝*; 宇都野 穣

Physical Review C, 109(1), p.014302_1 - 014302_7, 2024/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.109.014302
 被引用回数：0

Low-lying dipole states in the singly closed-shell nucleus $$^{58}$$Ni were studied via nuclear resonance fluorescence experiments using a quasi-monoenergetic, linearly polarized photon beam. The parity quantum numbers of the dipole states were determined by the intensity asymmetry of resonantly scattered $$gamma$$-rays with respect to the polarization plane of the incident photon beam. The electric and magnetic dipole (E1 and M1) strengths at excitation energies between 5.9 and 9.8 MeV were obtained based on dipole strengths taken from literature. The E1 and M1 strength distributions were compared with large-scale shell-model predictions in the $$fp$$-shell using the SDPFSDG-MU interaction.

論文

Photoneutron emission cross sections for $$^{13}$$C

宇都宮 弘章*; Goriely, S.*; 木村 真明*; 清水 則孝*; 宇都野 穣; Tveten, G. M.*; Renstr${o}$m, T.*; 有泉 高志*; 宮本 修治*

Physical Review C, 109(1), p.014617_1 - 014617_7, 2024/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.109.014617

ニュースバルのレーザー逆コンプトン散乱光を使って、$$^{13}$$Cの光中性子放出断面積を測定した。これまで実験的な不定性が大きかった、巨大共鳴の裾にあたるエネルギー領域にピーク構造があることを確認した。その結果を大規模殻模型計算、反対称化分子動力学計算と比較し、このピーク構造を含む、光核反応断面積をよく再現することがわかった。

論文

Cross section asymmetry of polarized $$gamma$$-ray elastic scattering

Omer, M.; 静間 俊行*; 小泉 光生; 羽島 良一*; 橋本 智*; 宮本 修治*

LASTI Annual Report, 24, p.20 - 22, 2023/12

https://www.lasti.u-hyogo.ac.jp/annualreport/LASTI_Annual_Report_vol_24_2022.pdf

Nondestructive elemental analysis is highly valued in many fields such as archeology, paleontology, space sciences, nuclear security, and nuclear nonproliferation. These fields usually impose estimating the elemental composition of bulk, large, and inhomogeneous samples nondestructively. Common elemental analysis techniques such as X-ray fluorescence (XRF) may fail in such situations due to self-absorption of low energy X-rays within thin layers of the sample. In the present study, we propose a novel nondestructive method that may be useful in distinguishing the elemental composition of a given sample based on the elastic scattering of linearly polarized and high-energy $$gamma$$-rays. Linear polarization of $$gamma$$-rays causes asymmetry of the elastic scattering cross sections with respect to the polarization plane of the incident $$gamma$$-rays. At specific $$gamma$$-ray energies and scattering angles, the asymmetry ratio, R, of the cross sections in two orthogonal planes is characteristic of each element. The measurement of asymmetry ratio of 1.62 MeV linearly polarized $$gamma$$-rays at NewSUBARU facility is presented. This work is a contribution of the JAEA to the International Atomic Energy Agency (IAEA) under the agreement of the coordinated research program (CRP), J02015 (Facilitation of Safe and Secure Trade Using Nuclear Detection Technology - Detection of RN and Other Contraband).

論文

Low-lying electric and magnetic dipole strengths in $$^{207}$$Pb

静間 俊行*; 湊 太志; Omer, M.*; 早川 岳人*; 大垣 英明*; 宮本 修治*

Physical Review C, 103(2), p.024309_1 - 024309_8, 2021/02

AA2020-0675.pdf:0.29MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.103.024309
 被引用回数：4 パーセンタイル：57.13(Physics, Nuclear)

$$^{207}$$Pbの低エネルギー双極子強度を準モノクロ=線形偏極フォトンビームの光核散乱を使って調べ、6.8MeVまでの励起エネルギーにおける電磁双極子($$E1$$)および磁気双極子強度($$M1$$)を導出した。今回の($$vec{gamma}$$,$$gamma'$$)反応の結果は、過去に行われた($$gamma$$,$$n$$)反応のデータと合わせて、中性子閾値近傍のエネルギーにおける$$E1$$と$$M1$$の光吸収反応断面積を求めるために使った。得られた測定結果は、乱雑位相近似法+粒子振動カップリング法による理論計算の結果と比較し、核構造の観点から議論を行う。

論文

Real-time ${{it in vivo}}$ dosimetry system based on an optical fiber-coupled microsized photostimulable phosphor for stereotactic body radiation therapy

矢田 隆一*; 前中 一介*; 宮本 修治*; 岡田 豪*; 笹倉 亜規*; 芦田 基*; 足立 真士*; 佐藤 達彦; Wang, T.*; 赤坂 浩亮*; et al.

Medical Physics, 47(10), p.5235 - 5249, 2020/10

https://doi.org/10.1002/mp.14383
 被引用回数：7 パーセンタイル：52.3(Radiology, Nuclear Medicine & Medical Imaging)

光ファイバーとマイクロサイズ光刺激蛍光体を組み合わせた定位放射線治療のためのリアルタイム体内線量評価システムを開発した。開発したシステムの線量応答の線形性,線量率依存性,温度依存性などを医療用Linacを用いて検証した。また、測定値と粒子・重イオン輸送計算コードPHITSによる計算値を比較し、その妥当性を確認した。これらの結果より、開発したシステムが定位放射線治療のリアルタイム体内線量評価システムとして十分な性能を有することを確認した。

論文

Neutron emission spectrum from gold excited with 16.6 MeV linearly polarized monoenergetic photons

桐原 陽一; 中島 宏; 佐波 俊哉*; 波戸 芳仁*; 糸賀 俊朗*; 宮本 修治*; 武元 亮頼*; 山口 将志*; 浅野 芳裕*

Journal of Nuclear Science and Technology, 57(4), p.444 - 456, 2020/04

https://doi.org/10.1080/00223131.2019.1691073
 被引用回数：7 パーセンタイル：61.94(Nuclear Science & Technology)

兵庫県立大学ニュースバル放射光施設ビームラインBL01において、$$16.6pm0.2$$MeVの単色直線偏光光子ビームを$$^{197}$$Auへ照射したときの中性子放出スペクトルを、飛行時間法により測定した。これより光核反応によって生成される2成分の中性子スペクトルを測定した。このうちの1つ成分(A)は、4MeVまでのエネルギーであり蒸発に類似したスペクトル形状を示した。もう一方の成分(B)は、4MeV以上のエネルギーでありバンプに類似したスペクトル形状を示した。中性子の放出強度において、成分(A)は角度依存は見られなかったが、成分(B)は偏光と検出器方向を成す角度$$Theta$$の関数として、$$a+bcos(2Theta)$$の関係を示すことがわかった。

論文

Low-lying dipole strength in $$^{52}$$Cr

静間 俊行*; 早川 岳人*; 大東 出*; 大垣 英明*; 宮本 修治*; 湊 太志

Physical Review C, 96(4), p.044316_1 - 044316_10, 2017/10

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.96.044316
 被引用回数：9 パーセンタイル：55.37(Physics, Nuclear)

準単色線形偏向光子ビームを用いた核共鳴蛍光散乱実験によって、$$^{52}$$Crの低エネルギー双極子強度を測定した。励起状態のパリティは、入射光子ビームの偏極面における共鳴散乱$$gamma$$線の非対称性により決定した。励起エネルギー7.5MeVから12.1MeVまでの磁気双極子(M1)強度の総和は$$sum B(M1)uparrow=5.64(34) mu_N^2$$、電気双極子(E1)強度は$$sum B(E1)uparrow=73.7(23) times 10^{-3} e^2$$ fm$$^2$$という結果が得られた。観測されたM1とE1強度はSkyrme力を用いた乱雑位相近似法計算と比較を行い、双極子強度分布に対する2粒子2空孔状態とテンソル力の影響を調べた。この結果、2粒子2空孔状態とテンソル力の効果がともに、実験データの遷移強度の和を説明するために必要であることが分かった。

論文

Proposal for selective isotope transmutation of long-lived fission products using quasi-monochromatic $$gamma$$-ray beams

早川 岳人; 宮本 修治*; 羽島 良一; 静間 俊行; 天野 壮*; 橋本 智*; 三澤 毅*

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(12), p.2064 - 2071, 2016/12

https://doi.org/10.1080/00223131.2016.1194776
 被引用回数：5 パーセンタイル：43.41(Nuclear Science & Technology)

準単色の$$gamma$$線による光核反応を用いた選択的な同位体変換法を提案する。この手法は、$$^{93}$$Zr, $$^{107}$$Pd、ないし$$^{79}$$Seのような長寿命核分裂生成物(LLFP)の粒子閾値が、同じ元素の他の安定同位体の粒子閾値より低いという事実に基づく。そのため、この手法では、ターゲット物質がLLFP以外に安定同位体を含んでいたとしても、新しくLLFPが生成されないという傑出した特徴を有する。レーザーコンプトン散乱$$gamma$$線と原子炉の中性子捕獲反応$$gamma$$線がこの手法に適した$$gamma$$線源である。

論文

Spatial anisotropy of neutrons emitted from the $$^{56}$$Fe($$gamma$$, n)$$^{55}$$Fe reaction with a linearly polarized $$gamma$$-ray beam

早川 岳人; 静間 俊行; 宮本 修治*; 天野 将*; 武元 亮頼*; 山口 将志*; 堀川 賢*; 秋宗 秀俊*; 千葉 敏*; 緒方 一介*; et al.

Physical Review C, 93(4), p.044313_1 - 044313_4, 2016/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.93.044313
 被引用回数：7 パーセンタイル：49.18(Physics, Nuclear)

ニュースバル放射光施設で、直線偏光したレーザーコンプトン散乱$$gamma$$線を用いて$$^{56}$$Fe($$gamma$$, n)$$^{55}$$Fe反応から放出された中性子の角度分布の非対称性を計測した。ビーム軸に対して90$$^{circ}$$の角度における、$$gamma$$線の直線偏光面と検出器の間の方位角$$phi$$に関する中性子の強度の角度分布を計測した。7つの角度で計測された中性子の強度は、理論的に予言された関数$$a$$+$$ b$$cos(2$$phi$$)でよく再現された。

論文

レーザーコンプトン散乱$$gamma$$線を用いた光核反応理論の実証

早川 岳人; 宮本 修治*

Isotope News, (734), p.12 - 16, 2015/06

1950年代に、100%直線偏光した$$gamma$$線の入射による($$gamma$$,n)反応で、双極子遷移した場合、放出される中性子の角度分布は非等方的であると理論的に予言されていた。しかし、便利な直線偏光した$$gamma$$線ビームの欠如により、半世紀以上にわたりこの理論は実験的に検証されていなかった。レーザーコンプトン散乱(LCS)$$gamma$$線ビームが開発された。そのため、ほぼ100%直線偏光した$$gamma$$線を用いることが可能になった。我々はニュースバルの直線偏光したレーザーコンプトン散乱$$gamma$$線を、$$^{197}$$Au, $$^{127}$$Iと天然Cuに照射して中性子の角度分布を計測して、理論的予言を実験的に確認した。この結果は、直線偏光した$$gamma$$線による($$gamma$$,n)反応が核物理学において新しいツールになることを示している。

論文

Neutron angular distribution in ($$gamma$$, n) reactions with linearly polarized $$gamma$$-ray beam generated by laser Compton scattering

堀川 賢*; 宮本 修治*; 望月 孝晏*; 天野 壮*; Li, D.*; 今崎 一夫*; 井澤 靖和*; 緒方 一介*; 千葉 敏*; 早川 岳人

Physics Letters B, 737, p.109 - 113, 2014/10

https://doi.org/10.1016/j.physletb.2014.08.024
 被引用回数：17 パーセンタイル：73.11(Astronomy & Astrophysics)

1950年代に、100%直線偏光した$$gamma$$線の($$gamma$$,n)反応による中性子の角度分布は非対称であり、ビーム軸に対して90度の角度では、a+b sin$$^{2}$$$${theta}$$の関数で記述できることが予言されていたが、半世紀以上にわたり中重核に対して実験的には検証されていなかった。われわれはNewSUBARUで直線偏光したレーザーコンプトン散乱$$gamma$$線を用いて、$$^{197}$$Au, $$^{127}$$IとナチュラルのCuに対して、理論的に予言された角度分布を検証した。

論文

Determination of the number of pulsed laser-Compton scattering photons

近藤 壮雄*; 宇都宮 弘章*; 秋宗 秀俊*; 山県 民穂*; 岡本 明之*; 原田 秀郎; 北谷 文人; 嶋 達志*; 堀川 賢*; 宮本 修治*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 659(1), p.462 - 466, 2011/12

https://doi.org/10.1016/j.nima.2011.08.035
 被引用回数：29 パーセンタイル：89.17(Instruments & Instrumentation)

厚い$$gamma$$線吸収材を透過した後に多重光子数のポアソン分布が、入射する光子数のポアソン分布から変化する度合いを測定することにより、レーザ逆コンプトン光子数を高精度で計測できる技術を提案した。検証のため、NewSUBARUで発生させた16.7MeVのレーザ逆コンプトン光の波高スペクトルを6"$$times$$5"のNaI(Tl)検出器により測定した。鉛板の厚さは、$$gamma$$線透過率が75.8, 50.9, 25.9%となる3種類とした。また、鉛板がない場合のスペクトルも測定した。この結果、本手法により、3.5%の精度で入射光子数を決定できることを示した。

論文

Several-MeV $$gamma$$-ray generation at NewSUBARU by laser Compton backscattering

天野 将*; 堀川 賢*; 石原 一樹*; 宮本 修治*; 早川 岳人; 静間 俊行; 望月 孝晏*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 602(2), p.337 - 341, 2009/04

https://doi.org/10.1016/j.nima.2009.01.010
 被引用回数：75 パーセンタイル：97.76(Instruments & Instrumentation)

ニュースバル電子蓄積リングにてCO$$_2$$レーザーを用いてMeV領域のレーザーコンプトン散乱$$gamma$$線源を開発した。電子エネルギーが974, 1220, 1460MeVのときに、計測した$$gamma$$線の最大エネルギーは1.72, 2.72, 3.91MeVであった。$$gamma$$線の輝度は、7300photon/mA/W/sであり、5.8$$times$$10$$^6$$ photon/sの強度が実現した。これらの計測値は計算値と一致した。この世代の$$gamma$$線は蓄積リングのノーロスモードで稼働しており、最大フラックスはレーザーパワーによってのみ制限を受ける。

論文

Half-life of the $$^{164}$$Ho by the ($$gamma$$,$$n$$) reaction from Laser Compton scattering $$gamma$$ rays at the electron storage ring NewSUBARU

早川 岳人; 静間 俊行; 宮本 修治*; 天野 壮*; 堀川 賢*; 石原 一樹*; 森 道昭; 川瀬 啓悟; 神門 正城; 菊澤 信宏; et al.

Physical Review C, 77(6), p.068801_1 - 068801_4, 2008/06

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.77.068801
 被引用回数：12 パーセンタイル：60.96(Physics, Nuclear)

$$^{164}$$Erはp核であるが、近傍のp核と比較して太陽組成が1桁大きいため、1950年代から起源が議論されてきた。その生成メカニズムの1つとして高温下でベータ崩壊する$$^{163}$$Dyを基点とした遅い中性子捕獲反応過程の分岐が提案されている。$$^{164}$$Hoは生成過程の途中に位置するため、その崩壊スキームの解明は重要である。$$^{164}$$Hoには約37.5分の半減期のアイソマーが存在する。しかし、その半減期は1966年に計測された後、測定されていない。そこで、本研究では、NewSUBARUの逆コンプトン$$gamma$$線による($$gamma$$,$$n$$)反応によって$$^{164}$$Hoを生成し、アイソマーの崩壊による$$gamma$$線の崩壊曲線を計測する手法で、半減期をより精密に測定した。

論文

Absolute calibration of imaging plate for GeV electrons

中新 信彦*; 近藤 公伯; 薮内 俊毅*; 辻 和樹*; 田中 和夫*; 鈴木 伸介*; 安積 隆夫*; 柳田 謙一*; 花木 博文*; 小林 尚志*; et al.

Review of Scientific Instruments, 79(6), p.166102_1 - 066102_3, 2008/06

高エネルギー電子線の検出器として利用されるイメージングプレートの絶対感度較正を行った。GeV領域に感度較正範囲を広げるべくSPring-8の入射用ライナックを利用した。この結果、従来の100MeVまでの感度が1GeVまで広げられた。

論文

Half-life of $$^{184}$$Re populated by the $$(gamma,n)$$ reaction from laser Compton scattering $$gamma$$ rays at the electron storage ring NewSUBARU

早川 岳人; 宮本 修治*; 林 由紀雄; 川瀬 啓悟*; 堀川 賢*; 千葉 敏; 中西 康介*; 橋本 尚信*; 太田 岳史*; 神門 正城; et al.

Physical Review C, 74(6), p.065802_1 - 065802_5, 2006/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.74.065802
 被引用回数：29 パーセンタイル：82.84(Physics, Nuclear)

相対論工学によって達成された逆コンプトン$$gamma$$線による$$^{185}$$Re$$(gamma,n)$$$$^{184}$$Re反応を用いて生成した$$^{184}$$Reの半減期を報告する。この逆コンプトン$$gamma$$線はニュースバルの電子蓄積リングにおいて生成された。これまで、$$^{184}$$Reの3$$^-$$のスピン・パリティーを持つ基底状態の半減期測定は、重水素ビームを用いて行われた。その結果、38.0$$pm$$0.5日の半減期が計測されている。しかし、この時点では$$^{184}$$Reに8$$^+$$のスピン・パリティーを持つアイソマーの存在は知られていなかった。そのため、このアイソマー(半減期は169$$pm$$8日)の寄与があるはずであり、本来の値より長くなっている可能性が極めて高い。一般に粒子ビームの入射反応と比較して、$$(gamma,n)$$反応は原子核に持ち込む角運動量が小さいために小さいスピンを持つ基底状態を生成しやすいという長所を有する。本実験によって、35.4$$pm$$0.7日の半減期が得られた。これは、これまで奨励されていた半減期より約7%も短い。この結果は、放射化法を用いた応用研究に直接的に影響を与える。

報告書

光陰極電子銃による高輝度電子ビームの研究; LINAC-FEL用ニードルRF電子銃の開発

望月 孝晏*; 宮本 修治*; 天野 壮*; 井上 隆博*; 八束 充保*; 長谷川 信; 山崎 良雄

JNC TY9400 2000-008, 20 Pages, 2000/03

JNC-TY9400-2000-008.pdf:0.81MB

本報告書は、姫路工業大学と核燃料サイクル機構が、光陰極(フォトカソード)電子銃による高輝度電子ビームの研究に関して、共同で実施した研究成果をとりまとめたものである。本研究の目的は、光電子放出(フォトエミッション)型電子銃を用いて高品質電子ビームを発生するために、電子銃の特性とダイナミックスを計算機シミュレーションおよび実験研究により調べ、フォトエミッション型電子銃の応用の可能性を評価することである。電子ビーム品質の改善・高輝度化は、自由電子レーザー(Free Electron Laser:FEL)等の応用上、性能を決定する主要な項目で各種の方法が試みられている。レーザーフォトカソードを用いた電子銃は、短パルスレーザーによる制御性の増加も加えて、電子銃の大きな改善を可能とすると期待されている。フォトカソードを利用する電子源は、古くから利用されてきているが、近年の安定なモードロックレーザー技術の進歩により、高周波(RF)電子銃に安定に同期した発生が可能となり、新しい展開が開けている。本研究では、フォトエミッションをニードルカソード先端の高電界の元で行うことにより、フォトエミッションの量子効率の大幅な改善が行われることを、実験的に示し、それを用いたRF電子銃の計算機シミュレーションによるパラメーターサーベイを行った。

口頭

電離放射線のイオン流体移送型計測に関する技術開発,13; BG変動の影響評価

青山 佳男; 宮本 泰明; 山口 大美; 泉 幹雄*; 内藤 晋*; 山本 修治*; 佐野 明*; 南部 健一*; 高橋 浩之*; 小田 昭紀*

no journal, , 

大型廃棄物のクリアランス検認を可能にする計測システムの開発において、計測下限の改善を目指してBG変動の要因分析試験を実施した。その試験において、空気の置換によるBG電流の低減など、計測性能を改善可能な要因を抽出した。

口頭

ニュースバルの逆コンプトン$$gamma$$線によるReの光核反応

早川 岳人; 宮本 修治*; 林 由紀雄; 川瀬 啓悟*; 堀川 賢*; 千葉 敏; 中西 康介*; 橋本 尚信*; 太田 岳史*; 神門 正城; et al.

no journal, , 

SPring-8のニュースバル放射光施設では、最大17MeVの逆コンプトン$$gamma$$線が利用可能である。このエネルギーは中性子離別エネルギーはもちろん、巨大共鳴のエネルギーより十分に高いため、原子核と反応し中性子数が1小さい同位体を生成する。この手法で、天然に存在する安定同位体より軽い不安体同位体の生成が可能である。Re-185からRe-184を生成し、そのベータ崩壊の半減期を83日間にわたり計測した。その結果、従来の推奨値より7%短い半減期を得た。これまでの推奨値は、アイソマーの影響があったが、本実験ではその寄与がないためである。

口頭

Half-life of $$^{184}$$Re populated by photodisintegration reaction with Laser Compton scattering $$gamma$$-rays at NewSUBARU

早川 岳人; 宮本 修治*; 林 由紀雄; 川瀬 啓悟*; 堀川 賢*; 千葉 敏; 中西 康介*; 橋本 尚信*; 太田 岳史*; 神門 正城; et al.

no journal, , 

ニュースバルでは最大エネルギー17MeVのレーザー逆コンプトン$$gamma$$線が稼動している。この$$gamma$$線を原子核に照射すると、$$gamma$$線と原子核が光核反応を起こし、もとの原子核とは異なる同位体が生成される。この手法を用いて、Re-185から不安体同位体Re-184を生成した。このRe-184の基底状態のベータ崩壊を83日間計測した。その結果、約35.4日の半減期の値を得た。この値は従来の推奨値より7%短いとの結果を得た。これは、従来の推奨値が計測された段階では、約169日の半減期のアイソマーが発見されていなかったためである。

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