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Johansen, M. P.*; Carpenter, J. G.*; Charmasson, S.*; Gwynn, J. P.*; McGinnity, P.*; 森 愛理; Orr, B.*; Simon-Cornu, M.*; Osvath, I.*
Journal of Environmental Radioactivity, 268-269, p.107243_1 - 107243_10, 2023/11
被引用回数:1 パーセンタイル:41.41(Environmental Sciences)Po has been identified as one of the main contributors to ingestion doses to humans, particularly from the consumption of seafood. The amount of Po activity concentration data for various types of seafood has increased greatly in recent times. However, to provide realistic seafood dose assessments, most Po data requires correction to account for losses that can occur before the seafood is actually consumed. We develop generic correction factors for the main processes associated with reduction of Po in seafood - leaching during cooking, radioactive decay between harvest and consumption, and sourcing from mariculture versus wild-caught. When seafood is cooked, the overall mean fraction of Po retained is 0.74 for all cooking and seafood types, with the means for various seafoods and cooking categories ranging from 0.56 to 1.03. When considering radioactive decay between harvest and consumption, the overall mean fraction remaining is 0.81 across all seafood preservation/packaging types, with estimates ranging from 0.50 (canned seafood) to 0.98 (fresh seafood). Regarding mariculture influence, the available limited data suggest marine fish and crustaceans raised with processed feed have about one order of magnitude lower Po muscle content than wild-caught seafood of the same or similar species, although this ratio varies. Overall, this study concludes that Po activity concentrations in seafood at the time of ingestion may be reduced to only about 55% compared to when it was harvested. Therefore, correction factors must be applied to any data derived from environmental monitoring in order to achieve realistic dose estimates. The data also suggest lower Po ingestion doses for consumers who routinely favour cooked, long shelf-life and farmed fish/crustaceans. However, more data is needed in some categories, especially for cooking of molluscs and seaweed, and for the Po content in all farmed seafood.
Tripathi, V.*; Bhattacharya, S.*; Rubino, E.*; Benetti, C.*; Perello, J. F.*; Tabor, S. L.*; Liddick, S. N.*; Bender, P. C.*; Carpenter, M. P.*; Carroll, J. J.*; et al.
Physical Review C, 106(6), p.064314_1 - 064314_14, 2022/12
被引用回数:2 パーセンタイル:47.44(Physics, Nuclear)ミシガン州立大学の国立超伝導サイクロトロン研究所にて、中性子過剰なリン、硫黄同位体を生成し、そこからのベータ崩壊半減期および娘核の励起準位を測定した。Pの崩壊によって得られるエネルギー準位から、この原子核の基底状態はあるいはであることが示唆された。中性子数が偶数の硫黄同位体からの崩壊様式を系統的に調べた結果、中性子数が増えるにつれてガモフテラー遷移強度の大きな準位の励起エネルギーが高くなることがわかった。これは、大規模殻模型計算によって予言されている現象に一致する。
Doherty, D. T.*; Andreyev, A. N.; Seweryniak, D.*; Woods, P. J.*; Carpenter, M. P.*; Auranen, K.*; Ayangeakaa, A. D.*; Back, B. B.*; Bottoni, S.*; Canete, L.*; et al.
Physical Review Letters, 127(20), p.202501_1 - 202501_6, 2021/11
被引用回数:8 パーセンタイル:67.41(Physics, Multidisciplinary)Bi is the heaviest known proton emitting isotope. Its decay had been observed, but the assumed ground-state lifetime (s) was incorrect, leading to unexplained hindrance. With two new experiments at Argonne National Laboratory, two states were clearly identified. One is the proton-emitting ground-state (spin 1/2, half-life: 2.8 s), the second is a 58(2) s -decaying isomer. The new data show the inversion of the ground and isomeric states compared to neighboring Bi isotopes. This is the only known example of a ground-state proton decay to a daughter nucleus (Pb) with a major shell closure.
Wrzosek-Lipska, K.*; Rezynkina, K.*; Bree, N.*; Zieliska, M.*; Gaffney, L. P.*; Petts, A.*; Andreyev, A. N.; Bastin, B.*; Bender, M.*; Blazhev, A.*; et al.
European Physical Journal A, 55(8), p.130_1 - 130_23, 2019/08
被引用回数:11 パーセンタイル:73.49(Physics, Nuclear)The neutron-deficient mercury isotopes serve as a classical example of shape coexistence, whereby at low energy near-degenerate nuclear states characterized by different shapes appear. The electromagnetic structure of even-mass Hg isotopes was studied using safe-energy Coulomb excitation of neutron-deficient mercury beams delivered by the REX-ISOLDE facility at CERN. The population of 0, 2, and 4 states was observed in all nuclei under study. Reduced matrix elements coupling populated yrast and non-yrast states were extracted, including their relative signs. These are a sensitive probe of shape coexistence and may be used to validate nuclear models. The experimental results are discussed in terms of mixing of two different configurations and are compared with three different model calculations: the Beyond Mean Field model, the Interacting Boson Model with configuration mixing and the General Bohr Hamiltonian. Partial agreement with experiment was observed, hinting to missing ingredients in the theoretical descriptions.
Lopez-Martens, A.*; Henning, G.*; Khoo, T. L.*; Seweryniak, D.*; Alcorta, M.*; 浅井 雅人; Back, B. B.*; Bertone, P. F.*; Boilley, D.*; Carpenter, M. P.*; et al.
EPJ Web of Conferences, 131, p.03001_1 - 03001_6, 2016/12
被引用回数:1 パーセンタイル:43.58(Chemistry, Inorganic & Nuclear)原子番号が100を超える原子核の核分裂障壁の高さとその角運動量依存性を初めて測定した。核分裂による崩壊が優勢となり始める励起エネルギーを決定できる初期分布法という方法をNoの測定に適用した。Noの核分裂障壁はスピンゼロにおいて6.6MeVと決定された。このことは、Noが原子核の殻効果によって強く安定化されていることを示している。
Hota, S.*; Tandel, S.*; Chowdhury, P.*; Ahmad, I.*; Carpenter, M. P.*; Chiara, C. J.*; Greene, J. P.*; Hoffman, C. R.*; Jackson, E. G.*; Janssens, R. V. F.*; et al.
Physical Review C, 94(2), p.021303_1 - 021303_5, 2016/08
被引用回数:6 パーセンタイル:44.13(Physics, Nuclear)Puにおける = 8アイソマーからの崩壊と集団的バンド構造がTiとPbのビームによる深部非弾性散乱実験によって調べられた。バンド内の正確な分岐比の測定によって、偶, =150アイソトーンにおける = 8二準中性子アイソマーが9/2[734]7/2[624]の配位であることを確かめた。=152における変形シェルギャップ近傍のこれらのアイソマーは、超重核の一粒子エネルギーの理論的な予言において重要なベンチマークとなる。
Chiara, C. J.*; Weisshaar, D.*; Janssens, R. V. F.*; 角田 佑介*; 大塚 孝治*; Harker, J. L.*; Walters, W. B.*; Recchia, F.*; Albers, M.*; Alcorta, M.*; et al.
Physical Review C, 91(4), p.044309_1 - 044309_10, 2015/04
被引用回数:39 パーセンタイル:91.75(Physics, Nuclear)アルゴンヌ国立研究所にて中性子過剰核NiをZnの多核子移行反応によって生成し、線検出器GRETINAを用いて線分光を行った。その結果、, 準位を初めて観測した。これらの準位は小さな模型空間を採用した殻模型計算では再現されないため、陽子の軌道からの励起を伴った大きな変形状態であると考えられる。本論文の理論グループが2014年に発表した大規模殻模型計算によってNiの励起状態を解析した結果、これらの状態は大きなプロレート変形を持つ状態とよく対応することがわかった。この結果は、中性子過剰ニッケル同位体における変形共存がNi以外にも存在することを実証するとともに、中性子過剰核における大規模殻模型計算の予言能力を確かめるものである。
Henning, G.*; Khoo, T. L.*; Lopez-Martens, A.*; Seweryniak, D.*; Alcorta, M.*; 浅井 雅人; Back, B. B.*; Bertone, P. F.*; Boilley, D.*; Carpenter, M. P.*; et al.
Physical Review Letters, 113(26), p.262505_1 - 262505_6, 2014/12
被引用回数:34 パーセンタイル:82.89(Physics, Multidisciplinary)殻効果によって安定に存在する超重核であるNoの核分裂障壁の高さを実験的に決定した。核反応で生成したNoからの脱励起線の本数と全エネルギーを測定することで崩壊の開始点の励起エネルギーとスピン値を導出し、その分布から核分裂障壁の高さをスピンの関数として19まで決定した。Noの核分裂障壁の高さは、スピン15において6.0MeV、スピン0における外挿値として6.6MeVと決定された。この結果は、殻効果が、このような重い原子核の核分裂障壁を高くしていることを明確に示し、またその高さが高スピン状態まで保持されていることを証明するものである。
Henning, G.*; Lopez-Martens, A.*; Khoo, T. L.*; Seweryniak, D.*; Alcorta, M.*; 浅井 雅人; Back, B. B.*; Bertone, P. F.*; Boilley, D.*; Carpenter, M. P.*; et al.
EPJ Web of Conferences, 66, p.02046_1 - 02046_8, 2014/03
被引用回数:3 パーセンタイル:69.58(Physics, Nuclear)初期状態分布法によりNoの核分裂障壁の高さを決定した。初期状態分布とは、核融合-粒子蒸発反応によって励起された原子核が線放出による脱励起を開始する励起エネルギーとスピンの状態を二次元で表示したものであり、線多重度と全線エネルギーの測定から求めることができる。本論文では、初期状態分布法の詳細を詳しく記述し、Noの核分裂障壁の高さを初めて決定した実験結果について報告する。なお、Noは核分裂障壁が測定された最も重い原子核である。
藤 暢輔; Chiara, C. J.*; McCutchan, E. A.*; Walters, W. B.*; Janssens, R. V. F.*; Carpenter, M. P.*; Zhu, S.*; Broda, R.*; Fornal, B.*; Kay, B. P.*; et al.
Physical Review C, 87(4), p.041304_1 - 041304_5, 2013/04
被引用回数:82 パーセンタイル:97.04(Physics, Nuclear)530MeVのGeビームとUターゲットによる深部非弾性散乱実験を行い、Geの励起準位をアルゴンヌ国立研究所に設置されているスフィアによって調べた。その結果、バンドをこれまで知られていた(2022keV)から (4547keV)まで大幅に拡張するとともに、新たなバンドも同定した。バンドの準位間隔のパターンは近傍の原子核と逆フェイズを示していた。集団模型と殻模型による理論計算と実験で得られた準位間隔パターンや換算遷移確率の比などを比較することにより、Geが低励起準位において3軸非対称変形を持つ可能性を示唆した。
Bender, P. C.*; Tabor, S. L.*; Tripathi, V.*; Hoffman, C. R.*; Hamilton, L.*; Volya, A.*; Clark, R. M.*; Fallon, P.*; Macchiavelli, A. O.*; Paschalis, S.*; et al.
Physical Review C, 85(4), p.044305_1 - 044305_10, 2012/04
被引用回数:12 パーセンタイル:56.09(Physics, Nuclear)24MeVのOビームとOターゲットの反応で生じるプロトンと同時計数をとった崩壊の解析によってPの励起準位は大幅に拡張された。軽い荷電粒子はMicroballによって検出され、同時に放出される多重線はGammasphereで検出された。多くの新しい線遷移が同定され、励起準位が構築された。加えて、線角度分布からスピンが特定され、パリティはドップラー幅拡がりの解析によって決定された寿命から推定された。観測されたほとんどの準位は0か1軌道に粒子を持つWBP-aとSDPF-NR相互作用を使ったシェルモデル計算によって理解された。2つの計算は約200keVの範囲でよく一致した。しかし、高エネルギー準位の2つはstretched 準位であるかもしれないが、計算はそれらのエネルギーを2から3MeVオーバーしている。さらに新しく観測された長寿命7919-keVは今のところ説明ができない。
Diffenderfer, E. S.*; Baby, L. T.*; Santiago-Gonzalez, D.*; Ahsan, N.*; Rojas, A.*; Volya, A.*; Wiedenhver, I.*; Wuosmaa, A. H.*; Carpenter, M. P.*; Janssens, R. V. F.*; et al.
Physical Review C, 85(3), p.034311_1 - 034311_17, 2012/03
被引用回数:7 パーセンタイル:41.17(Physics, Nuclear)アルゴンヌ国立研究所のATLASにてC(O, )Mg反応実験を行い、生成されたMgの高スピン状態を観測した。粒子と線の角相関を測定することによって、励起状態のスピンを決定した。その結果、までの数多くの状態を観測した。実験結果を、原子力機構で行った殻模型計算と比較した。その結果、殻を入れたことにより、負パリティ状態も含めて実験のスペクトルをよく説明することに成功した。また、理論計算との比較から、一部の正パリティ状態は、殻から殻へ中性子が2個励起したいわゆる侵入者状態であることを提案した。
Robinson, A. P.*; Khoo, T. L.*; Seweryniak, D.*; Ahmad, I.*; 浅井 雅人; Back, B. B.*; Carpenter, M. P.*; Chowdhury, P.*; Davids, C. N.*; Greene, J.*; et al.
Physical Review C, 83(6), p.064311_1 - 064311_7, 2011/06
被引用回数:32 パーセンタイル:84.68(Physics, Nuclear)104番元素Rfの励起状態に半減期17秒の核異性体があることを実験的に明らかにした。実験はアルゴンヌ国立研究所の反跳核分離装置を用いて行い、検出器に打ち込まれたRfと同時計数する内部転換電子を測定することで同定した。核異性体の生成率から、この核異性体は中性子数152の原子核で通常観測される2準粒子状態の核異性体ではなく、4準粒子状態の核異性体であると考えられる。2準粒子状態の核異性体が観測されなかった理由は、その核異性体が核分裂によって崩壊し、その半減期がRfの基底状態の半減期に近いと考えれば説明できる。あるいは、原子核の4重極変形度が104番元素から突然小さくなり、2準粒子状態の核異性体がまったく存在しない、という可能性も考えられる。
Daecon, A. N.*; Smith, J. F.*; Freeman, S. J.*; Janssens, R. V. F.*; Carpenter, M. P.*; Hadinia, B.*; Hoffman, C. R.*; Kay, B. P.*; Lauritsen, T.*; Lister, C. J.*; et al.
Physical Review C, 82(3), p.034305_1 - 034305_7, 2010/09
被引用回数:23 パーセンタイル:77.08(Physics, Nuclear)Mgは、中性子数20の魔法数が消滅する「逆転の島」と呼ばれている領域の境界にあたり、その詳しい核構造は興味が持たれている。この研究では、アルゴンヌ国立研究所においてMgの励起状態をC(O,2)反応にて生成し、そこからの脱励起線を観測することによってエネルギー準位を構築した。その結果、励起エネルギー2-4MeV領域に魔法数消滅が起きないことを前提とした理論計算では得られない状態が複数観測された。モンテカルロ殻模型による大規模計算と比較したところ、これらの状態は、2個の中性子が中性子数20の殻ギャップを超えて励起した状態と対応させることができた。すなわち、Mgではかなり低い励起エネルギーに殻ギャップを超えた励起状態が存在することが明らかとなり、「逆転の島」の境界に属することがはっきりした。
Seweryniak, D.*; Khoo, T. L.*; Ahmad, I.*; Kondev, F. G.*; Robinson, A.*; Tandel, S. K.*; 浅井 雅人; Back, B. B.*; Carpenter, M. P.*; Chowdhury, P.*; et al.
Nuclear Physics A, 834(1-4), p.357c - 361c, 2010/03
被引用回数:7 パーセンタイル:47.66(Physics, Nuclear)陽子数100,中性子数152近傍の原子核における一粒子軌道エネルギーの実験値は、超重核領域の殻構造を予測する理論計算の検証に重要な役割を果たす。われわれはNo及びNoに2準粒子状態の高K核異性体を観測し、それらのエネルギーから陽子数100近傍における陽子の一粒子軌道エネルギーを評価することに成功した。またRfに3準粒子状態の高K核異性体を発見し、Rfの崩壊の実験データから中性子の一粒子軌道エネルギーも評価した。得られた実験値をさまざまな理論計算の予測値と比較した結果、Woods-Saxonポテンシャルを用いた計算が最もよく実験値を再現することを見いだした。
Qian, J.*; Heinz, A.*; Khoo, T. L.*; Janssens, R. V. F.*; Peterson, D.*; Seweryniak, D.*; Ahmad, I.*; 浅井 雅人; Back, B. B.*; Carpenter, M. P.*; et al.
Physical Review C, 79(6), p.064319_1 - 064319_13, 2009/06
被引用回数:31 パーセンタイル:83.80(Physics, Nuclear)アルゴンヌ国立研究所の反跳核分離装置を用いて、Rfの線,線,内部転換電子測定実験を行った。Rfの励起状態に、高いK量子数を持った3準粒子状態と解釈される半減期160秒の新核異性体を発見した。また、崩壊の抑止係数より、Rfの娘核であるNoの1準粒子状態の中性子軌道配位を同定した。中性子数151核の1/2[620]準位の励起エネルギーの系統性より、中性子数152の変形閉殻の大きさが、原子番号が増えるにつれて大きくなることを明らかにした。
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:14 パーセンタイル:64.80(Physics, Nuclear)アルゴンヌ国立研究所タンデム加速器施設(ATLAS)で、Pb(S, )反応により、Pの励起状態を生成し、そこから脱励起する線を観測することによって、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、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。
Robinson, A. P.*; Khoo, T. L.*; Ahmad, I.*; Tandel, S. K.*; Kondev, F. G.*; 中務 孝*; Seweryniak, D.*; 浅井 雅人; Back, B. B.*; Carpenter, M. P.*; et al.
Physical Review C, 78(3), p.034308_1 - 034308_6, 2008/09
被引用回数:49 パーセンタイル:90.72(Physics, Nuclear)Cm及びNoの励起準位に、量子数を持ち、の八重極振動回転バンドを経由して崩壊する核異性体を発見した。これらの中性子数核における及び2準位は、原子番号102の範囲においてほぼ一定の励起エネルギーを持つことから、中性子の励起に起因する準位と考えられる。ただしCmの2準位だけは例外的に低い励起エネルギーを持ち、中性子の励起に加えて陽子の配位の影響を受けていると考えられる。
柳原 陸斗; 井手口 栄治*; 西尾 勝久; Orlandi, R.; 牧井 宏之; 浅井 雅人; 廣瀬 健太郎; 塚田 和明; 豊嶋 厚史; 佐藤 哲也; et al.
no journal, ,
What is the limit of high Z nucleus, where is the island of stability, is one of the focus of nuclearphysics. Key ingredient to stabilize nucleus in this super-heavy region is shell structure and Z=114,120, N=184 are predicted to be new magic numbers. However, it is not easy to produce such nucleus and study the shell structure. In order to access such shell structure, we are focusing on the deformed nucleus of the heavy mass region including Es isotopes. By studying the excited states, spin and parity, and deformation, we will be able to access the single-particle orbital which is supposed to generate new shell structure at Z=114, 120, N=184 and try to investigate nuclear shell structure in the super-heavy mass region. Coulomb excitation experiment at the Tokai Tandem Accelerator Laboratory of JAEA is planned to measure B(E2) values of low-lying states in Es and to deduce the deformation. Unknown high-lying states of Es will be also investigated for further understanding of nuclear structure in this region. We obtained Es via an international collaboration with ORNL. CAGRA will be used to measure the rays from Es. Experimental plan and preparation progress will be presented.
Johansen, M. P.*; Carpenter, J. G.*; Charmasson, S.*; Gwynn, J. P.*; McGinnity, P.*; 森 愛理; Orr, B.*; Simon-Cornu, M.*; Osvath, I.*
no journal, ,
Artificial and natural radionuclides are known to accumulate in seafood worldwide and cause internal dose to seafood consumers. It has been nearly 30 years since the IAEA MARDOS global seafood dose assessment was published. Since then, world seafood consumption has increased, diet patterns have changed, and new inputs of radionuclides into marine systems have occurred. A new global assessment of seafood dose is being conducted that uses a much-expanded global database on radionuclides in seafood (Marine Radioactivity Information System -MARIS) as well as global diet data and updated parameters for dose calculation. The new assessment: (i) Evaluates 16 natural and anthropogenic radionuclides. (ii) Draws from more than 84,856 global data for biota in MARIS, from which 31,665 final activity concentration data passed quality assurance screening. (iii) Uses seafood consumption data from diet studies representing approximately 35% of the world population. (iv) Develops new correction factors for the loss of Po-210 from cooking and radiological decay as well as the decreases in Po-210 in maricultured seafood. (v) Implements a bespoke Monte Carlo application for calculating seafood dose distributions. (vi) Compiles and evaluates + 150 seafood ingestion dose estimates published in the past 30 years. The results provide well-supported estimates on the mean and distribution of background seafood dose for world consumers. This important new result provides a comparative reference for local, regional and national dose assessments; for the dose rates resulting from facility and accident releases, and for quantifying the global changes in ingestion dose from seafood over time. The assessment is being conducted within the IAEA Coordinated Research Project "Behaviour and Effects of Natural and Anthropogenic Radionuclides in the Marine Environment and their Use as Tracers for Oceanography Studies."