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論文

Polarized neutron scattering study of hollow Fe$$_{3}$$O$$_{4}$$ submicron spherical particles

小林 悟*; 野村 英志*; 千葉 桃子*; 河村 幸彦*; 大石 一城*; 廣井 孝介; 鈴木 淳市*

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 569, p.170410_1 - 170410_9, 2023/03

We report results of polarized small-angle and wide-angle neutron scattering experiments at $$T$$ = 10 and 300 K for 420 nm-sized hollow Fe$$_{3}$$O$$_{4}$$ spherical particles. Each hollow particle is a mesocrystal, which is composed of small nanoparticles with nearly the same crystallographic orientation. Polarized neutron experiments allow us to evaluate magnetic correlations of parallel and perpendicular magnetization components with respect to magnetic field during magnetization process. Small-angle neutron scattering reveals that as the magnetic field decreases from a saturation field of 10 kOe, the perpendicular magnetization component maximizes around zero applied field, whereas the parallel component minimizes. This behavior was observed below and above Verwey transition temperature of $$sim$$ 120 K. Calculations of neutron intensities for vortex structures suggest the reorientation of the vortex core towards the magnetocrystalline anisotropy axis from the magnetic field direction at low applied fields. Moreover, a magnetic domain length obtained from the wide-angle scattering is of the order of 30-40 nm and comparable to the size of the small nanoparticles forming a hollow sphere, suggesting that magnetic correlations within the small nanoparticles always retain during magnetization process.

論文

Magnetization process of cubic Fe$$_3$$O$$_4$$ submicron particles studied by polarized small-angle neutron scattering

野村 英志*; 千葉 桃子*; 松尾 咲琴*; 野田 千晶*; 小林 悟*; Manjanna, J.*; 河村 幸彦*; 大石 一城*; 廣井 孝介; 鈴木 淳市*

AIP Advances (Internet), 12(3), p.035034_1 - 035034_5, 2022/03

We report results of polarized small-angle neutron scattering (SANS) experiments at T = 10 K and 300 K for cubic Fe$$_3$$O$$_4$$ submicron- sized particles, where formation of a complex spin vortex is expected. Magnetic SANS intensities of magnetization components in the direction perpendicular and parallel to the magnetic field were observed to change significantly at around the coercivity. Magnetization components parallel to the field minimizes around the coercivity both at T = 10 K and 300 K, whereas those perpendicular to the magnetic field maximizes near the coercivity and the maximum value differ greatly, depending on the temperature. Based on results of micromagnetic simulations, the observed SANS intensities were interpreted as due to magnetic structural changes from a flower to a spin vortex state and gradual tilting of a vortex core from the external field to magnetocrystalline anisotropy axes at low fields.

論文

Unexpectedly enhanced $$alpha$$-particle preformation in $$^{48}$$Ti probed by the ($$p$$,$$palpha$$) reaction

谷口 億宇*; 吉田 数貴; 千葉 陽平*; 延与 佳子*; 木村 真明*; 緒方 一介*

Physical Review C, 103(3), p.L031305_1 - L031305_5, 2021/03

 被引用回数:8 パーセンタイル:83.54(Physics, Nuclear)

本研究では、$$^{48}$$Ti($$p$$,$$palpha$$)$$^{44}$$Ca反応の分析により、中重核である$$^{48}$$Tiでの$$alpha$$粒子形成が平均場近似で予想される量よりも顕著に大きいことを明らかにした。さらに、示唆される$$alpha$$粒子と$$^{44}$$Ca間のクラスター間平均距離はおよそ4.5fmであり、これは微視的構造理論での4核子$$alpha$$相関の記述に課題をもたらす結果である。

論文

Quantitative description of the $$^{20}$$Ne($$p$$,$$palpha$$)$$^{16}$$O reaction as a means of probing the surface $$alpha$$ amplitude

吉田 数貴; 千葉 陽平*; 木村 真明*; 谷口 億宇*; 延与 佳子*; 緒方 一介*

Physical Review C, 100(4), p.044601_1 - 044601_6, 2019/10

 被引用回数:11 パーセンタイル:77.66(Physics, Nuclear)

陽子による$$alpha$$ノックアウト反応は$$alpha$$クラスター状態を探索する手法のひとつである。しかし、定量性の観点からは、理論よる$$alpha$$ノックアウト反応の記述は実験データを再現できないことが報告されている。本研究では、反対称化分子動力学を用いて$$alpha$$-$$^{16}$$Oクラスター状態を記述し、それを歪曲波インパルス近似による反応計算に適用することで$$^{20}$$Ne($$p$$,$$palpha$$)$$^{16}$$O反応を記述した。結果として、調整パラメータなしにノックアウト反応断面積の定量的な再現に成功し、$$alpha$$ノックアウト反応が$$alpha$$クラスター状態の定量的なプローブであることを示した。

論文

原子炉物理分野の研究開発ロードマップ2017; 次世代が考える炉物理の未来

山本 章夫*; 千葉 豪*; 桐村 一生*; 三木 陽介*; 横山 賢治

日本原子力学会誌ATOMO$$Sigma$$, 60(4), p.241 - 245, 2018/04

日本原子力学会炉物理部会の傘下に設置された「炉物理ロードマップ調査・検討」WGにおけるロードマップ策定の概要を紹介する。本ロードマップの特徴は、(1)次世代を担う若手の技術者・研究者を中心に議論・策定を進めたこと、(2)現状から類推して課題を設定するフォアキャストアプローチに加え、原子炉物理分野のビジョンとミッションを検討し、これらを達成するために解決すべき課題をバックキャストアプローチにより設定したこと、にある。本ロードマップの詳細は、報告書として炉物理部会のホームページより閲覧可能である。

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

 被引用回数:12 パーセンタイル:61.07(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。

口頭

Synthesis of $$^{85}$$Sr@C60 by nuclear recoil using high energy neutrons

宮下 由香*; 秋山 和彦*; 初川 雄一; 千葉 和喜*; 只井 智浩*; 佐藤 祐太*; 久冨木 志郎*

no journal, , 

金属内包フラーレンは籠状構造をもったフラーレン内部に金属原子を取り込んだ特徴的な構造を持つ分子である。この構造を利用して、金属フラーレンは放射性同位元素など有用な金属原子を罹患部などへ輸送するドラッグデリバリーシステムへの応用が期待されている。放射性の金属内包フラーレンの合成法は原子炉中性子による安定同位体を内包した金属内包フラーレンの照射や加速器などを利用して合成した金属元素からアーク放電法などで直接金属内包フラーレンを合成する方法などが挙げられる。一方、これらの方法で合成した放射性金属フラーレンはキャリアを多く含むことや炭素数の異なる目的外のフラーレン化学種に放射性元素が分散するなど、問題点も多い。そこで、本研究では高エネルギー中性子による核反跳現象を利用してフラーレン内部に放射性元素を取り込ませることでキャリアフリーな単一分子種の放射性金属フラーレンの合成を試みた。

口頭

高速中性子照射の反跳効果を利用したSr-85を内包した金属フラーレンの生成に関する研究

宮下 由香*; 秋山 和彦*; 初川 雄一; 只井 智浩*; 千葉 和喜*; 佐藤 祐太*; 久冨木 志郎*

no journal, , 

高い比放射能を持つ放射性金属内包フラーレンを得るため、これまで核反応の反跳効果を利用した多くの実験が行われてきた。しかし荷電粒子核反応を用いた場合標的フラーレン分子への放射線損傷が大きく金蔵内包フラーレンの生成率は極めて小さいことが知られている。一方高速中性子核反応では直接フラーレンケージを構成する炭素原子核に衝突する際の損傷のみを考慮すればよく、より効率的に放射性金属内包フラーレンの生成が期待される。本研究では14MeVの高速中性子による$$^{86}$$Sr(n,2n)$$^{85}$$Sr反応の反跳効果を用いて$$^{85}$$Sr@C$$_{60}$$の生成を試みた。標的とするストロンチウム塩としてそれぞれ密度の異なるSr(NO$$_{3}$$)$$_{2}$$(2.99g/cm$$^{3}$$)とSrC$$_{2}$$O$$_{4}$$(2.08g/cm$$^{3}$$)を用いて$$^{85}$$Sr@C$$_{60}$$の生成率を評価した。

口頭

AMD波動関数を用いたアルファノックアウト反応の分析

吉田 数貴; 谷口 億宇*; 千葉 陽平*; 木村 真明*; 延与 佳子*; 緒方 一介*

no journal, , 

本講演では、アルファノックアウト反応断面積によるクラスター状態の探索について発表する。特に$$^{20}$$Ne, $$^{48}$$Tiを対象とし、それらのクラスター構造は反対称化分子動力学法(AMD)を用い、微視的に記述する。また、ノックアウト反応理論としては歪曲波インパルス近似を用い、既存の実験データとの比較を行う。

口頭

相対論的平均場理論における核分裂障壁の対相関依存性

河野 大樹*; 藤尾 和樹*; 湊 太志; 石塚 知香子*; 千葉 敏*

no journal, , 

核分裂障壁の理論予測は非常に困難であり、現状のベストな理論を用いても$$1sim5$$MeV程度の誤差を持つことが知られている。特に対相関の取扱いによって予測値はばらつく。本研究では$$omega$$中間子の非線形項を含んだラグランジアン密度に基づく相対論的平均場理論(共変的密度汎関数法)を用いて核分裂障壁を計算し、対相関のモデルやパラメータに対する依存性を調べる。また、その原因を探り、非相対論的密度汎関数法の結果と比較して報告する。

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