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論文

Competition between allowed and first-forbidden $$beta$$ decays of $$^{208}$$At and expansion of the $$^{208}$$Po level scheme

Brunet, M.*; Podoly$'a$k, Zs.*; Berry, T. A.*; Brown, B. A.*; Carroll, R. J.*; Lica, R.*; Sotty, Ch.*; Andreyev, A. N.; Borge, M. J. G.*; Cubiss, J. G.*; et al.

Physical Review C, 103(5), p.054327_1 - 054327_13, 2021/05

 被引用回数:2 パーセンタイル:58.42(Physics, Nuclear)

The structure of $$^{208}$$Po populated through the EC/$$beta^{+}$$ decay of $$^{208}$$At is investigated using $$gamma$$-ray spectroscopy at the ISOLDE Decay Station. The presented level scheme contains 27 new excited states and 43 new transitions, as well as a further 50 previously observed $$gamma$$ rays which have been (re)assigned a position. Through the analysis using the shell model calculations approximately half of the $$beta$$-decay strength of $$^{208}$$At is found to proceed via allowed decay and half via first-forbidden decay. The first-forbidden transitions predominantly populate core excited states at high excitation energies, which is qualitatively understood using shell model considerations.

論文

Development of a pumping laser system for X-ray laser research

河内 哲哉; 加道 雅孝; 田中 桃子; 長谷川 登; 永島 圭介; 助川 鋼太*; Lu, P.; 高橋 謙二郎; 難波 愼一; 小池 雅人; et al.

Applied Optics, 42(12), p.2198 - 2205, 2003/04

 被引用回数:27 パーセンタイル:72.31(Optics)

X線レーザー研究専用の、2つのチャープパルス増幅ビームからなるNd:ガラスレーザーを開発した。このレーザーは、各々のビームにおいて最大20J, 1.3ピコ秒の出力を持ち、プリパルスのパルス幅を調整するための特徴的な可変機能を持っている。このレーザーシステムと収差を持たない線集光システムを用いることにより、ニッケル様銀X線レーザーの高効率な増幅に成功した。

論文

Gain saturation of nickel-like silver and tin X-ray lasers by use of a tabletop pumping laser system

河内 哲哉; 加道 雅孝; 田中 桃子; 佐々木 明; 長谷川 登; Kilpio, A.*; 難波 慎一; 永島 圭介; Lu, P.; 高橋 謙次郎; et al.

Physical Review A, 66(3), p.033815_1 - 033815_7, 2002/09

 被引用回数:85 パーセンタイル:93.06(Optics)

銀及び錫のスラブターゲットに線集光したCPAガラスレーザー光(時間幅4ピコ秒のプリパルスと加熱パルス。パルス間隔1.2ナノ秒)を照射した。本実験ではレーザーの集光光学系に階段ミラーを導入することにより励起光を疑似進行波とし、それにより波長13.9nmと12.0nmの過渡励起電子衝突レーザーにおいて飽和増幅を達成した。利得係数は銀レーザーで35 [1/cm],錫レーザーで30[1/cm]であった。入力エネルギーは各々12J及び14Jであり、小型励起光源を用いた過渡励起電子衝突レーザーとしては最短波長での飽和増幅である。実験的に評価した飽和強度と理論計算による予測との比較から、X線レーザーの線幅としてイオン温度に起因する不均一拡がりと、レーザー準位の衝突励起脱励起に起因する衝突拡がりの両方が、ニッケル様イオンレーザーの場合には重要であることを見い出した。流体コードと衝突輻射モデルを組み合わせた計算に、この線幅の効果を取り入れることにより、実験的に観測されたレーザー線利得の発生位置及びその利得係数の大きさをほぼ再現することができた。

論文

Demonstration of a transient high gain soft X-ray laser for neon-like Argon

Lu, P.; 河内 哲哉; 鈴木 将之*; 助川 鋼太*; 難波 慎一; 田中 桃子; 長谷川 登; 永島 圭介; 大道 博行; 有澤 孝; et al.

Japanese Journal of Applied Physics, Part 2, 41(2A), p.L133 - L135, 2002/02

 被引用回数:9 パーセンタイル:38.09(Physics, Applied)

私たちは、ガスパフターゲットを用いて高利得Ne様アルゴンイオンのX線レーザー発振を実証した。X線レーザープラズマは、進行波励起方式で、全エネルギー9Jの、線集光したピコ秒レーザーがガスパフターゲットを照射することにより生成された。強い発振線が観測され、18.7cm$$^{-1}$$の高利得係数と3.7mrad以下のビームダイバージェンスが、ターゲットまで0.45cmで46.9nmのNe様アルゴンの過渡利得励起(TCE)3p$$^{1}$$s$$_{0}$$-3s$$^{1}$$p$$_{1}$$遷移で計測された。

論文

X-ray laser research at Advanced Photon Research Center of JAERI, Kansai

加道 雅孝; 河内 哲哉; 田中 桃子; 長谷川 登; 高橋 謙次郎; 難波 慎一; 助川 鋼太*; 佐々木 明; Lu, P.; Tang, H.; et al.

Soft X-Ray Lasers and Applications IV (Proceedings of SPIE Vol.4505), p.54 - 61, 2001/12

1999年木津地区に移転後、X線レーザーの発振実験を行ってきた。ナノ秒の前駆パルスとピコ秒の加熱パルスを用いる過渡励起方式により波長32.4nmのネオン様チタン,波長13.9nmのニッケル様銀,波長11.9nmのニッケル様スズX線レーザーの発振に成功した。ニッケル様銀で23cm$$^{-1}$$の利得係数、ニッケル様スズで14cm$$^{-1}$$の利得係数が得られた。前駆パルスとしてピコ秒の超短パルスを用いることにより、従来より大きな利得係数を得ることに成功した。媒質中を伝搬するX線レーザーの空間プロファイルの計測を行った。その結果、10$$mu$$m程度の小さな領域において非常に高い利得が発生していることがわかった。新しい方式のX線レーザー発振の手法として、荷電交換を用いた再結合方式等の研究を行った。これらの研究の詳細について報告する。

論文

Chemical analysis of high-level radioactive waste glass by ICP-AES

馬場 恒孝; 萩谷 弘通*; 田村 行人; 妹尾 宗明*; 米澤 仲四郎; Carter, P.*

Analytical Sciences, 14, p.389 - 394, 1998/04

 被引用回数:11 パーセンタイル:38.83(Chemistry, Analytical)

セラフィールドのウィンズケールガラス固化プラントで作製された、高レベル放射性廃棄物ガラス固化体の化学組成を誘導結合プラズマ発光分光分析法(ICP-AES)による定量分析によって決定した。化学分析は日本原子力研究所のホットセル及びグローブボックス内で実施した。ガラス固化体試料は、SiとBの定量のための過酸化ナトリウム融解法及びLi,Na,Mg,Al,P,Cr,Fe,Ni,Sr,Zr,Mo,La,Ce,Nd及びUの定量のためのフッ化水素酸一過塩素酸を用いた酸分解法によって、それぞれ溶液に調製された。並行して実施したガラス標準試料(NIST SRM-1412)及び非放射性模擬ガラス固化体の分析データによって、本分析法の信頼性を示すことができた。高レベル放射性廃棄物ガラス固化体の分析結果は、ガラス固化に用いた高レベル放射性廃液及びガラスフリットの分析データをもとに英国核燃料会社(BNFL)が推算した値と良く一致した。

報告書

Japan-Australia co-operative program on research and development of technology for the management of high level radioactive wastes: Phase II (1990-1995)

馬場 恒孝; K.P.Hart*

JAERI-Tech 96-024, 67 Pages, 1996/05

JAERI-Tech-96-024.pdf:2.5MB

高レベル放射性廃棄物処理処分技術の研究開発における日豪の研究協力計画第二フェーズは1990年から5ヶ年計画として始められた。研究協力の主な活動は、長期耐久性に関する研究で、キュリウム添加シンロックの$$alpha$$加速試験及び天然鉱物の特性を調べる試験であった。第二フェーズの研究協力計画の全般的な成果は、双方の担当者間ですばらしい協力関係を継続したことと、代替固化体としてのシンロックの潜在的な利点と限界について理解を深めたことである。同時に、キュリウム添加量の影響を明らかにする研究、ナチュラルアナログの研究及び廃棄物成分溶出の長期予測モデルの開発の必要性が認められた。

口頭

ルンゲクッタ法によるミュオン触媒核融合の時間発展の計算

山下 琢磨*; 奥津 賢一*; 木野 康志*; 中島 良太*; 宮下 湖南*; 安田 和弘*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇; 河村 成肇*; et al.

no journal, , 

重水素・三重水素混合薄膜に覆われた水素固体標的に負ミュオン($$mu$$)を入射する実験系を想定し、ミュオン触媒核融合反応($$mu$$CF)の時間発展をルンゲクッタ法による逐次計算により分析した。ミュオン分子共鳴状態を含む$$mu$$CFサイクルを構築し、核融合によって生成する中性子強度、標的から再放出されるミュオン量を最大化する三重水素含有率を明らかにした。

口頭

J-PARC MLFでのdd-$$mu$$CF実験における中性子計測について

名取 寛顕*; 土居内 翔伍*; 石田 勝彦*; 木野 康志*; 三宅 康博*; 宮下 湖南*; 中島 良太*; 永谷 幸則*; 西村 昇一郎*; 岡 壽崇; et al.

no journal, , 

J-PARCにおいて、トリチウムと重水素を用いたdtミュオン触媒核融合反応($$mu$$CF)を利用して超低速負ミュオンビームを開発し、走査型負ミュオン顕微鏡の技術確立を目指す計画が進行中である。2020年3月に真空容器内に1mm厚の水素/重水素(混合比99.9%/0.1%)のミュオン静止層の上に数$$mu$$m厚の重水素層を加えた固体水素・重水素ターゲットを作成し、J-PARC D2ビームラインにおいて負ミュオンを照射するビーム試験を行った。本講演では特に中性子の測定について報告を行う。

口頭

ミュオン分子内核反応後に放出されたミュオンの測定,1; ミュオン特性X線による検出法の開発

奥津 賢一*; 木野 康志*; 中島 良太*; 宮下 湖南*; 安田 和弘*; 山下 琢磨*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇; 河村 成肇*; et al.

no journal, , 

ミュオン触媒核融合($$mu$$CF)は素粒子の一つである負ミュオンが触媒のように振舞いながら水素同位体間の核融合を起こす反応である。$$mu$$CF反応は、反応後のミュオンの運動エネルギー分布幅が小さい点や単色の中性子を放出する性質から、非破壊検査に威力を発揮できる運動量の揃った高品質なミュオンビーム源や高品質な第3の中性子源として注目されるようになった。本研究では、核反応後のミュオンをビームラインとは別軸に引き出すと共にミュオンを集めながら輸送する同軸輸送管を新たに開発した。また、同軸輸送管の先にチタン箔を設置し、チタンのミュオン特性X線を利用して再生ミュオンの検出を行った。

口頭

J-PARC MLFでのdd-$$mu$$CF実験におけるミュオン特性X線を用いた放出ミュオンの観測

奥津 賢一*; 木野 康志*; 中島 良太*; 宮下 湖南*; 安田 和弘*; 山下 琢磨*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇; 河村 成肇*; et al.

no journal, , 

ミュオン触媒核融合($$mu$$CF)は素粒子の一つである負ミュオンが触媒のように振舞いながら水素同位体間の核融合を起こす反応である。$$mu$$CFは、反応後のミュオンの運動エネルギー分布幅が小さい点や単色の中性子を放出する性質から、非破壊検査に威力を発揮できる運動量の揃った高品質なミュオンビーム源や走査ミュオン顕微鏡などへの応用が期待される。固体水素標的から核反応後に放出される再生ミュオンの運動エネルギー分布の測定法について検討した。

口頭

ミュオン分子内核反応後に放出されたミュオンの測定,2; 放射線輸送計算

宮下 湖南*; 奥津 賢一*; 木野 康志*; 中島 良太*; 安田 和弘*; 山下 琢磨*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇; 河村 成肇*; et al.

no journal, , 

ミュオン触媒核融合によって発生する再生ミュオンの運動エネルギー分布を直接測定することを目指している。放射線輸送計算コードPHITSのシミュレーションに基づいて実験系を設計し、J-PARCにおいてミュオンビーム照射実験を行い、得られた実験結果と計算結果の比較を行ったので報告する。

口頭

ミュオン分子内核反応後に放出されたミュオンの測定,3; 静電場設計

中島 良太*; 奥津 賢一*; 木野 康志*; 宮下 湖南*; 安田 和弘*; 山下 琢磨*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇; 河村 成肇*; et al.

no journal, , 

核反応後に放出される再生ミュオンは、数keVから10keV程度の運動エネルギー分布を持つ。この運動エネルギー分布測定には、重水素膜から放出された再生ミュオンをチタン薄膜まで輸送し、チタン原子から放出される特性ミュオンX線を検出する必要がある。実験系の構築のため、本研究では、イオン軌道計算ソフトウェアSIMIONを用いて、重水素膜からチタン薄膜までの輸送シミュレーションを行った。

口頭

ミュオン触媒核融合後に放出されたミュオン運動量分布測定のための数値シミュレーションと設計

宮下 湖南*; 奥津 賢一*; 木野 康志*; 中島 良太*; 安田 和弘*; 山下 琢磨*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇; 河村 成肇*; et al.

no journal, , 

ミュオン触媒核融合後に放出される再生ミュオンの運動エネルギー分布測定を行うと、核反応の瞬間のdd$$mu$$ (d: 重水素、$$mu$$: ミュオン)の波動関数に関する現象を観察することができる。本研究では、バックグラウンドの原因とその低減方法、シミュレーションコードを用いた輸送する再生ミュオンの軌道などについて議論する。

口頭

ミュオン触媒核融合反応後のミュオンの運動エネルギーの選別と検出の粒子輸送シミュレーション

中島 良太*; 奥津 賢一*; 木野 康志*; 宮下 湖南*; 安田 和弘*; 山下 琢磨*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇; 河村 成肇*; et al.

no journal, , 

ミュオン触媒核反応後に放出される再生ミュオンの運動エネルギー分布測定のための実験系を開発している。運動エネルギー分布測定のためには、再生ミュオンを固体水素ターゲットから離れたところまで輸送し、Ti薄膜に衝突させる必要がある。本発表では、電場を用いたミュオン輸送について、荷電粒子軌跡計算ソフトウェアSIMIONと粒子輸送計算コードPHITSで検討した。

口頭

ミュオン触媒核融合反応素過程の解明に向けたミュオン検出系の開発

奥津 賢一*; 木野 康志*; 中島 良太*; 宮下 湖南*; 安田 和弘*; 山下 琢磨*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇; 河村 成肇*; et al.

no journal, , 

電子の207倍の質量を持ち、2.2$$mu$$sの寿命で崩壊するミュオンは、電子より強く原子核同士を結びつけることができるため、2つの水素同位体核とミュオンが形成するミュオン分子内ではミュオン触媒核融合とよばれる核反応が起きる。ミュオン触媒核融合反応後に放出されるミュオン(再生ミュオン)の運動エネルギー分布を測定することで核反応の際のミュオン分子軌道の変化を調べることができる。本講演では、再生ミュオンの検出のために現在開発しているミュオン触媒核融合用水素固体標的系と電場によるミュオン輸送シミュレーションの結果などを報告する。

口頭

ミュオン触媒核融合素過程計測へ向けた固体水素標的

奥津 賢一*; 木野 康志*; 中島 良太*; 宮下 湖南*; 安田 和弘*; 山下 琢磨*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇; 河村 成肇*; et al.

no journal, , 

ミュオン触媒核融合($$mu$$CF)は、負ミュオンがミュオン分子dd$$mu$$を形成し分子内で核融合反応($$mathrm{dd}mu rightarrow {}^{3}mathrm{He} + mathrm{n} + mu + 3.27~mathrm{MeV}$$もしくは$$mathrm{t} + mathrm{p} + mu + 4.03~mathrm{MeV}$$)を起こし、これを次々と繰り返す反応である。我々は$$mu$$CFの素過程の研究のため、固体水素標的を真空槽中に作製し基礎実験を行っている。本発表では、固体水素標的の形状、状態などの観測の他に$$mu$$CF実験での実用性などについて報告する。

口頭

ミュオン触媒核融合後の再生ミュオン検出のためのバックグラウンド低減; 数値シミュレーションによる装置設計

宮下 湖南*; 奥津 賢一*; 木野 康志*; 中島 良太*; 安田 和弘*; 山下 琢磨*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇; 河村 成肇*; et al.

no journal, , 

負ミュオンが重水素分子イオン(D$$_{2}^{+}$$)様のミュオン分子dd$$mu$$を作ると、核間距離はD$$_{2}^{+}$$の1/207程度になり、dd$$mu$$分子内で核融合反応が起きる。我々はこのミュオン触媒核融合($$mu$$CF)時に放出される再生$$mu$$の運動エネルギー分布の測定を計画しているが、バックグラウンド(BG)が大きいことが問題となっていた。放射線輸送コードPHITSと測定結果の比較から、主要なBGの発生源がサーマルシールドの標的手前側であることがわかったので、BGの発生源を同軸輸送管の軸から離し、X線検出器と発生源の間に遮蔽体を設置できるようサーマルシールドの形状を修正した。その結果、BGを最大で2%未満に抑えることが可能になると見積もられた。

口頭

輸送管内芯線電極がつくる静電場による荷電粒子の輸送効率の計算

中島 良太*; 奥津 賢一*; 木野 康志*; 宮下 湖南*; 安田 和弘*; 山下 琢磨*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇; 河村 成肇*; et al.

no journal, , 

ミュオン触媒核反応後に放出される再生ミュオンの運動エネルギー分布測定のための実験系を開発している。再生ミュオンを同軸輸送管によって制動放射線などのバックグラウンドが低い場所まで輸送するには、再生ミュオンの運動エネルギーや同軸管への入射条件などを最適化する必要がある。荷電粒子軌跡計算ソフトウェアSIMIONを用いて、固体水素標的から放出された再生ミュオンの軌跡を計算し、再生ミュオンの輸送効率や放出位置依存性について議論した。

口頭

ミュオンビームの固体水素内における挙動の数値シミュレーション

小西 蓮*; 奥津 賢一*; 木野 康志*; 佐々木 喬祐*; 中島 良太*; 山下 琢磨*; 宮下 湖南*; 安田 和弘*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; et al.

no journal, , 

負ミュオンが重水素分子イオン(D$$_{2}^{+}$$)様のミュオン分子dd$$mu$$を作ると、核間距離が小さくなり、核間の波動関数がクーロン障壁をトンネル効果ですり抜けて、強い相互作用が働く距離で有意な値を持ち、重なり、その結果としてミュオン分子内で核融合が起こる。核融合後に放出されるミュオンは、高品質なミュオンビーム源として期待されているが、その挙動が不明であった。そこで、本研究ではPHITSコードを用いて、超低速ミュオンの固体水素薄膜中における振る舞いを調べた。厚さ0.1$$sim$$1$$mu$$mで変化させた固体水素に1$$sim$$10keVの単色ペンシルミュオンビームを打ち込んだところ、10keVの場合、1$$mu$$mではほとんどのミュオンが停止し、厚さ0.5$$mu$$mで$$sim$$70%、厚さ0.4$$mu$$mより薄いところでは$$>$$99%のミュオンが固体水素薄膜を通過するなどがわかった。

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