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論文

Correlations for the specific heat capacity of (U$$_x$$Pu$$_{1-x}$$)$$_{1-y}$$Gd$$_y$$O$$_{2-z}$$ derived from molecular dynamics

Galvin, C. O. T.*; 町田 昌彦; 中村 博樹; Andersson, D. A.*; Cooper, M. W. D.*

Journal of Nuclear Materials, 572, p.154028_1 - 154028_8, 2022/12

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2022.154028
 被引用回数：5 パーセンタイル：61.74(Materials Science, Multidisciplinary)

UO$$_2$$は多くの原子炉で使用される主要燃料で、運転開始時に炉心の出力分布を平準化するためにGd$$_2$$O$$_3$$を燃焼吸収体として加えるのが一般的である。本研究では、分子動力学シミュレーションにより、酸素空孔形成とU$$^{4+}$$からU$$^{5+}$$への酸化という二つの電荷保存機構を介して、カチオンサイトにGd$$^{3+}$$をドープしたPuO$$_2$$, UO$$_2$$, (U,Pu)O$$_2$$ MOxについて比熱の計算を行った。PuO$$_2$$とUO$$_2$$の比熱は、1800K以上の高温で明確なピークを示し、他の研究とよく一致することが示された。Gd$$^{3+}$$を加えたところ、ピークの高さはそれぞれの成分のものより低下した。さらに、(U$$_x$$Pu$$_{1-x}$$)$$_{1-y}$$Gd$$_y$$O$$_{2-z}$$の比熱に対して解析的なフィット式を作成し、分子動力学データと比較することにより、この式を検証した。

論文

Search for elements 119 and 120

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, 102(6), p.064602_1 - 064602_9, 2020/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.102.064602
 被引用回数：76 パーセンタイル：99.03(Physics, Nuclear)

原子番号119及び120を持つ超重元素の合成を目指した探索実験を、それぞれ$$^{50}$$Ti+$$^{249}$$Bk及び$$^{50}$$Ti+$$^{249}$$Cf核融合-粒子蒸発反応を用いて、ガス充填型反跳分離装置TASCAにて実施した。4ヶ月間におよぶビーム照射実験を行ったが、どちらの元素も検出されず、その生成断面積の上限値は65fb及び200fbであった。119, 120番元素が観測されなかった理由について、安定の島領域の超重元素の核分裂障壁の高さを予測する様々な理論計算値を用いて、核融合-粒子蒸発反応の概念を用いて議論した。

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

AA2019-0039.pdf:5.03MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.99.054306
 被引用回数：33 パーセンタイル：92.86(Physics, Nuclear)

$$^{48}$$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

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

https://doi.org/10.1016/j.nuclphysa.2016.04.025
 被引用回数：54 パーセンタイル：95.07(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

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

https://doi.org/10.1007/s10967-014-3445-y
 被引用回数：8 パーセンタイル：52.35(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

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.112.172501
 被引用回数：228 パーセンタイル：98.37(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, 66, p.02036_1 - 02036_4, 2014/03

https://doi.org/10.1051/epjconf/20146602036
 被引用回数：8 パーセンタイル：89.98(Physics, Nuclear)

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

https://doi.org/10.5506/APhysPolB.45.263
 被引用回数：22 パーセンタイル：73.59(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

Superheavy element flerovium (element 114) is a volatile metal

Yakushev, A.*; Gates, J. M.*; T$"u$rler, A.*; Sch$"a$del, M.; D$"u$llmann, Ch. E.*; Ackermann, D.*; Andersson, L.-L.*; Block, M.*; Br$"u$chle, W.*; Dvorak, J.*; et al.

Inorganic Chemistry, 53(3), p.1624 - 1629, 2014/02

https://doi.org/10.1021/ic4026766
 被引用回数：113 パーセンタイル：98.89(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

金表面に対する114番元素フレロビウム(Fl)の吸着挙動に関するガスクロマトグラフ研究について報告する。実験対象としたFlは$$^{244}$$Pu($$^{48}$$Ca, 3-4n)$$^{288,289}$$Fl反応で合成し、反跳核分離装置を利用して$$^{48}$$Caビームから単離した。Fl及びその$$alpha$$壊変核種である112番元素コペルニシウム(Cn)、そしてその周期表上の同族である14族(Pb)及び12族(Hg)、並びに不活性ガスであるRnの吸着挙動を、等温クロマトグラフィー及び熱クロマトグラフィーを利用した実験装置で観測した。その結果、2個のFl原子が測定され、PbやHgとは異なり直ちに吸着することはなかったが、室温の金表面に吸着した。得られたFlの吸着挙動は、最も近い同族元素であるPbと比較してより不活性であると言えるが、金表面でのFlの吸着エンタルピーの下限値は、金とFlが金属-金属結合を形成することを示している。したがって、Flは同族元素中で最も反応性が低い元素であると言えるが、その性質は金属である。

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

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.111.112502
 被引用回数：134 パーセンタイル：96.09(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

First prompt in-beam $$gamma$$-ray spectroscopy of a superheavy element; The $$^{256}$$Rf

Rubert, J.*; Dorvaux, O.*; Gall, B. J. P.*; Greenlees, P. T.*; Asfari, Z.*; Piot, J.*; Andersson, L. L.*; 浅井 雅人; Cox, D. M.*; Dechery, F.*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 420, p.012010_1 - 012010_10, 2013/03

https://doi.org/10.1088/1742-6596/420/1/012010
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Nuclear)

初めての超重元素即発インビーム$$gamma$$線分光実験を$$^{256}$$Rfを対象に行った。MIVOC法を用いた大強度$$^{50}$$Tiビームの開発を行い、実験を成功させた。$$^{256}$$Rfの回転励起状態をスピン20 $$hbar$$まで観測し、その慣性能率を導出した。これらのデータから、陽子数104には大きな変形閉殻が存在しないことが明らかとなった。

論文

Shell-structure and pairing interaction in superheavy nuclei; Rotational properties of the $$Z$$=104 nucleus $$^{256}$$Rf

Greenlees, P. T.*; Rubert, J.*; Piot, J.*; Gall, B. J. P.*; Andersson, L. L.*; 浅井 雅人; Asfari, Z.*; Cox, D. M.*; Dechery, F.*; Dorvaux, O.*; et al.

Physical Review Letters, 109(1), p.012501_1 - 012501_5, 2012/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.109.012501
 被引用回数：62 パーセンタイル：88.45(Physics, Multidisciplinary)

104番元素$$^{256}$$Rfの回転励起構造をインビーム$$gamma$$線核分光の手法により初めて観測することに成功した。$$^{256}$$Rfは回転励起構造が観測された最も重い原子核であり、今回の結果は重い極限に位置する原子核の一粒子軌道殻構造と対相関に関する貴重な情報を与える。今回の実験で得られた$$^{256}$$Rfの回転状態の慣性能率の値は、陽子数104における変形閉殻の存在を明確に否定し、近年の数多くの自己無撞着平均場モデルの予測と異なる結果を示した。

論文

First experiment at TASCA towards X-ray fingerprinting of element 115 decay chains

Forsberg, U.*; Golubev, P.*; Sarmiento, L. G.*; Jeppsson, J.*; Rudolph, D.*; Andersson, L.-L.*; Ackermann, D.*; 浅井 雅人; Block, M.*; Eberhardt, K.*; et al.

Acta Physica Polonica B, 43(2), p.305 - 311, 2012/02

http://th-www.if.uj.edu.pl/acta/vol43/abs/v43p0305.htm

$$^{48}$$Caビームとアクチノイド標的を用いて合成される超重元素の原子番号と質量数は、実験的に直接決定されておらず、新元素同定という意味では疑念が残る。本研究は、それらの超重元素の原子番号を特性X線の観測により直接同定することを目的とする。超重元素の合成と分離には、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、その焦点面に高効率の$$alpha$$-$$gamma$$-electron同時計数測定装置を構築した。反跳核の輸送効率と収束性を実測し、シミュレーションと比較した。115番元素のX線測定を実現するのに十分な性能を達成した。

論文

Isomeric decay studies around $$^{204}$$Pt and $$^{148}$$Tb

Podoly$'a$k, Zs.*; Steer, S. J.*; Pietri, S.*; Werner-Malento, E.*; Regan, P. H.*; Rudolph, D.*; Garnsworthy, A. B.*; Hoischen, R.*; G$'o$rska, M.*; Gerl, J.*; et al.

European Physical Journal; Special Topics, 150(1), p.165 - 168, 2007/11

https://doi.org/10.1140/epjst/e2007-00294-4
 被引用回数：11 パーセンタイル：55.07(Physics, Multidisciplinary)

$$^{208}$$Pbの核破砕反応を用いて多数の特殊な原子核を生成した。アイソマー崩壊の後に遅延$$gamma$$線を測定し、励起状態の核構造研究を行った。その結果、中性子数126を持つ中性子過剰核$$^{204}$$Ptの励起状態について初めての実験的な情報を得ることができた。また、既に報告されている$$^{148}$$Tb and $$^{147}$$Gdの$$I=27hbar$$ and $$I=(49/2)hbar$$アイソマーからの崩壊$$gamma$$線を観測した。これらのアイソマーは、核破砕反応で生成した最も高いdiscreteな励起状態であり、本手法を用いることにより、高スピン核構造研究の新たな展開が可能になると考えられる。

論文

Recent results in fragmentation isomer spectroscopy with rising

Pietri, S.*; Regan, P. H.*; Podoly$'a$k, Zs.*; Rudolph, D.*; Steer, S. J.*; Garnsworthy, A. B.*; Werner-Malento, E.*; Hoischen, R.*; G$'o$rska, M.*; Gerl, J.*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 261(1-2), p.1079 - 1083, 2007/08

https://doi.org/10.1016/j.nimb.2007.04.219
 被引用回数：94 パーセンタイル：98.21(Instruments & Instrumentation)

ドイツGSIにおけるRISING実験の最初の結果について報告する。本実験では、核子あたり1GeVの高エネルギーイオンによる核破砕反応を用いてベータ安定線から遠く離れた不安定核を生成する。105台の独立な結晶から成るRising静止ビームの$$gamma$$線分光器を用いて、ナノ秒からミリ秒の半減期を持つアイソマーからの崩壊$$gamma$$線の測定を行う。本稿では、Rising実験の目的、測定器、最初の実験結果、及び将来計画について紹介する。

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