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論文

In-beam $$gamma$$-ray spectroscopy of $$^{35}$$Mg and $$^{33}$$Na

Gade, A.*; Basin, D.*; Brown, B. A.*; Campbell, C. M.*; Cook, J. M.*; Ettenauer, S.*; Glasmacher, T.*; Kemper, K. W.*; McDaniel, S.*; Obertelli, A.*; et al.

Physical Review C, 83(4), p.044305_1 - 044305_5, 2011/04

 被引用回数:16 パーセンタイル:23.08(Physics, Nuclear)

ミシガン州立大学超伝導サイクロトロン研究所にて、$$^{38}$$Si核のフラグメンテーション反応から生成された中性子過剰核$$^{35}$$Mgと$$^{33}$$Naの励起状態を$$gamma$$線分光によって観測した。$$^{35}$$Mgに関しては、670keVまでの3本の$$gamma$$線を観測し、中性子分離エネルギーが少なくとも670keV以上あることがわかった。また、$$^{33}$$Naについては、429keVと688keVの2本の$$gamma$$線から、429keVと1117keVに励起状態があることがわかった。$$^{33}$$Naの励起状態をモンテカルロ殻模型によって調べた結果、実験で見つかったエネルギー準位は、それぞれ5/2$$^+$$及び7/2$$^+$$に対応すると考えられる。モンテカルロ殻模型によると、$$^{33}$$Na核は非常に大きく変形した、いわゆる「逆転の島」に属する核であり、5/2$$^+$$、7/2$$^+$$は基底状態から始まる回転バンドであると解釈される。これらの準位に対する実験値と理論値の良い一致から、その描像が成り立つことが示された。

論文

Two-proton knockout from $$^{32}$$Mg; Intruder amplitudes in $$^{30}$$Ne and implications for the binding of $$^{29,31}$$F

Fallon, P.*; Rodriguez-Vieitez, E.*; Macchiavelli, A. O.*; Gade, A.*; Tostevin, J. A.*; Adrich, P.*; Bazin, D.*; Bowen, M.*; Campbell, C. M.*; Clark, R. M.*; et al.

Physical Review C, 81(4), p.041302_1 - 041302_5, 2010/04

 被引用回数:33 パーセンタイル:9.55(Physics, Nuclear)

ミシガン州立大学の超伝導サイクロトロン研究所にて、不安定核$$^{32}$$MgビームをBe標的に当てることによって$$^{30}$$Neが生成される断面積を測定し、その脱励起$$gamma$$線を測定した。$$^{30}$$Neの4$$^+$$と見られる状態を初めて観測するとともに、その断面積から、$$^{30}$$Neの核構造の情報を引き出した。この領域で標準的な核構造計算である、SDPF-M相互作用を用いたモンテカルロ殻模型計算による分光学的因子をグラウバー模型に代入して包括的断面積を計算したところ、実験値を過大評価した。核構造の観点からその原因について考察したところ、$$^{30}$$Ne核では従来考えられてきたよりも4粒子4空孔励起の侵入者配位が多く、それによって$$^{30}$$Neと$$^{32}$$Mgの中性子部分の波動関数との重なりが小さいためであると結論づけた。この増大した4粒子4空孔励起のアイデアは、フッ素同位体において中性子ドリップ線が著しく延びる現象も説明することができる。

論文

Intruder configurations in the A=33 isobars; $$^{33}$$Mg and $$^{33}$$Al

Tripathi, V.*; Tabor, S. L.*; Mantica, P. F.*; 宇都野 穣; Bender, P.*; Cook, J.*; Hoffman, C. R.*; Lee, S.*; 大塚 孝治*; Pereira, J.*; et al.

Physical Review Letters, 101(14), p.142504_1 - 142504_4, 2008/10

 被引用回数:43 パーセンタイル:12.85(Physics, Multidisciplinary)

ミシガン州立大学国立超伝導サイクロトロン研究所で、中性子過剰核$$^{33}$$Mgからのベータ崩壊から、$$^{33}$$Alの励起状態を初めて観測した。その結果、1618keVから上に多数の励起状態が存在することがわかった。$$^{33}$$Alは中性子数20魔法数が消滅する原子核の領域、いわゆる「逆転の島」と呼ばれる領域の端に属し、その核構造は魔法数消滅の理解に対して重要な情報を与える。実験で得られたエネルギー準位を発表者らのモンテカルロ殻模型計算と比較した結果、第一励起状態の位置など全体的に良い一致が見られた。これは、モンテカルロ殻模型で予言する、0粒子0空孔状態と2粒子2空孔状態の共存を示している。また、ベータ崩壊のlog$$ft$$値から、親核$$^{33}$$Mgの基底状態は正パリティを持つことが示唆されるが、これは磁気モーメントで示唆される負パリティの基底状態と食い違っていることがわかった。この解釈については、今後の実験及び理論研究の課題として残った。

論文

Intermediate-energy Coulomb excitation of $$^{30}$$Na

Ettenauer, S.*; Zwahlen, H.*; Adrich, P.*; Bazin, D.*; Campbell, C. M.*; Cook, J. M.*; Davies, A. D.*; Dinca, D.-C.*; Gade, A.*; Glasmacher, T.*; et al.

Physical Review C, 78(1), p.017302_1 - 017302_4, 2008/07

 被引用回数:11 パーセンタイル:35.59(Physics, Nuclear)

ミシガン州立大学国立超伝導サイクロトロン研究所にて、中性子過剰核$$^{30}$$Naの中間エネルギークーロン励起実験が行われ、基底状態からのB(E2)が初めて測定された。この実験で$$gamma$$線が1本観測され、$$B(E2;2^+_{gs} to 3^+_1)=147(21)$$ $$e^2$$fm$$^4$$が得られた。この原子核は、以前発表者らの殻模型計算によって中性子数20の魔法数が消滅する核であるとされており、大きなB(E2)値が予言されていた。この実験で大きなB(E2)値が得られたことから、発表者らの描像が妥当であることが確かめられた。一方、殻模型計算では基底状態から$$4^+$$へ励起するB(E2)値も大きく、この実験で見えることが期待されたが、見つからなかった。その原因については今後の実験及び理論の研究が待たれている。

論文

$$d_{5/2}$$ proton hole strength in neutron-rich $$^{43}$$P; Shell structure and nuclear shapes near $$N$$=28

Riley, L. A.*; Adrich, P.*; Baugher, T. R.*; Bazin, D.*; Brown, B. A.*; Cook, J. M.*; Cottle, P. D.*; Diget, C. A.*; Gade, A.*; Garland, D. A.*; et al.

Physical Review C, 78(1), p.011303_1 - 011303_5, 2008/07

 被引用回数:22 パーセンタイル:19.12(Physics, Nuclear)

ミシガン州立大学超伝導サイクロトロン研究所にて、$$^{44}$$Sから1陽子ノックアウト反応の断面積を測定することにより、$$^{43}$$Pの励起状態の構造を研究した。この実験によって、$$5/2^+$$と考えられる多数の励起状態を生成し、それらの生成確率から、分光学的因子を引き出した。その結果、1009keVの励起状態への分光学的因子は特に大きな値となることがわかった。この結果を発表者らの殻模型計算と比較した結果、実験で得られた分光学的因子の分布はテンソル力による殻構造の変化及びそれによる$$^{43}$$Pの変形を示すものであることがわかった。すなわち、殻ギャップがテンソル力によって狭まることで変形しやすくなった結果、一粒子強度関数がより広い励起エネルギーに渡って分散するということを意味したものである。

論文

Excited intruder states in $$^{32}$$Mg

Tripathi, V.*; Tabor, S. L.*; Bender, P.*; Hoffman, C. R.*; Lee, S.*; Pepper, K.*; Perry, M.*; Mantica, P.*; Cook, J. M.*; Pereira, J.*; et al.

Physical Review C, 77(3), p.034310_1 - 034310_8, 2008/03

 被引用回数:21 パーセンタイル:20.02(Physics, Nuclear)

ミシガン州立大学超伝導サイクロトロン研究所にて、$$^{32}$$Naからのベータ崩壊によって$$^{32}$$Mgの励起状態を観測した。これまで約2.1MeVにあるとされてきた励起状態に対応する$$gamma$$線は、より高励起状態のものであることがわかり、新たなエネルギー準位を提案した。この実験結果を機構でなされたモンテカルロ殻模型計算の結果と比較した。親核$$^{32}$$Naのスピン・パリティは測定されていないが、モンテカルロ殻模型計算の予言と、実験のベータ崩壊パターン($$2^+$$へ直接ベータ崩壊しない)ことから、負パリティ状態であると考えられる。計算で予言される$$0^-$$もしくは$$3^-$$の基底状態は実験の崩壊パターンと矛盾しないことがわかった。また、親核の配位は3粒子2空孔状態と考えられるため、強くベータ崩壊する状態は3粒子3状態であることを指摘し、実験で得られた状態の配位を提案した。

論文

Single-neutron knockout from intermediate energy beams of $$^{30,32}$$Mg; Mapping the transition into the "island of inversion"

Terry, J. R.*; Brown, B. A.*; Campbell, C. M.*; Cook, J. M.*; Davies, A. D.*; Dinca, D.-C.*; Gade, A.*; Glasmacher, T.*; Hansen, P. G.*; Sherrill, B. M.*; et al.

Physical Review C, 77(1), p.014316_1 - 014316_12, 2008/01

 被引用回数:57 パーセンタイル:5.16(Physics, Nuclear)

ミシガン州立大学サイクロトロンにて、中性子過剰核$$^{30,32}$$Mgビームからの一粒子ノックアウト反応の断面積を測定した。その結果、$$^{32}$$Mgからのノックアウト反応により$$^{31}$$Mgの状態が多数観測され、負パリティ状態と考えられている状態を直接生成する断面積が大きいことがわかった。このことは、$$^{32}$$Mgの基底状態の波動関数に負パリティを持つpf軌道に中性子が励起した状態が相当含まれていないと説明されないことを意味し、モンテカルロ殻模型などが予言する2粒子2空孔励起の描像を強く支持するものである。さらに、この実験結果からスペクトロスコピック因子を引き出し、原子力機構でなされたモンテカルロ殻模型計算と比較したところ、両者の良い一致が得られた。すなわち、この「逆転の島」領域における殻模型の妥当性が示された。

論文

Competition between normal and intruder states inside the "island of inversion"

Tripathi, V.*; Tabor, S. L.*; Mantica, P. F.*; 宇都野 穣; Bender, P.*; Cook, J. M.*; Hoffman, C. R.*; Lee, S.*; 大塚 孝治*; Pereira, J.*; et al.

Physical Review C, 76(2), p.021301_1 - 021301_5, 2007/08

 被引用回数:23 パーセンタイル:16(Physics, Nuclear)

$$^{30}$$Na核が中性子20の魔法数が消滅している原子核であるということは、その電気的四重極モーメントと磁気双極子モーメントの実験データを定量的に説明することにより、われわれによって3年前初めて明らかにされた。従来基底状態に来ると思われていた正常状態がどこにあるかというのは、中性子過剰核で殻ギャップがどの程度かを知る大きな手がかりとなる。この論文は、ミシガン州立大学国立超伝導サイクロトロン研究所で行われた$$^{30}$$Neのベータ崩壊に伴う$$gamma$$線分光実験により、$$^{30}$$Naで初めて正常状態を観測したことを報告したものである。実験の結果、励起エネルギーが924keVの1$$^+$$状態へ崩壊するlog$$ft$$値が第一励起状態への値よりもはるかに小さく、$$^{30}$$Neの中性子配位と924keVの状態の中性子配位が大きく異なっていることがわかった。われわれは新たにモンテカルロ殻模型計算でベータ崩壊確率を計算するコードを開発し、その結果、予言される正常状態へのlog$$ft$$値と極めて近いことが確かめられた。すなわち、924keVの状態は正常状態であることが強く示唆され、中性子過剰核の殻ギャップの進化に対する大きな証拠となった。

論文

Spectroscopy of $$^{36}$$Mg; Interplay of normal and intruder configurations at the neutron-rich boundary of the "Island of Inversion"

Gade, A.*; Adrich, P.*; Bazin, D.*; Bowen, M. D.*; Brown, B. A.*; Campbell, C. M.*; Cook, J. M.*; Ettenauer, S.*; Glasmacher, T.*; Kemper, K. W.*; et al.

Physical Review Letters, 99(7), p.072502_1 - 072502_4, 2007/08

 被引用回数:66 パーセンタイル:8.6(Physics, Multidisciplinary)

中性子数20付近の中性子過剰核では魔法数が消滅することが知られており、その領域の大きさは15年ほど前に「逆転の島」として予言された。「逆転の島」が生じるメカニズムについては諸説あったが、われわれの提唱する、殻進化による殻ギャップの狭まりという概念が有力な候補の一つである。そのメカニズムの是非を分ける一つの実験的手段として、もともと提唱された逆転の島領域を超え、より中性子過剰核でも魔法数が消滅するかどうかを調べるのが有力な方法である。この論文は、ミシガン州立大学国立超伝導サイクロトロン研究所で、$$^{38}$$Siからの2陽子ノックアウト反応により、$$^{36}$$Mgの励起状態を初めて観測した結果を報告したものである。$$gamma$$線分光のデータから、この核の第一励起状態は660keVであることが初めてわかり、機構で計算されたモンテカルロ殻模型計算の予言値に近いことがわかった。また、反応断面積の解析から、魔法数が消滅する配位が基底状態の約半分を占めることがわかり、これも計算の予言と一致した。この計算だけが正しく実験値を予言したものであり、中性子過剰核における殻進化という概念を支持することとなった。

論文

Direct evidence for the onset of intruder configurations in neutron-rich Ne isotopes

Terry, J. R.*; Basin, D.*; Brown, B. A.*; Campbell, C. M.*; Church, J. A.*; Cook, J. M.*; Davies, A. D.*; Dinca, D.-C.*; Enders, J.*; Gade, A.*; et al.

Physics Letters B, 640(3), p.86 - 90, 2006/09

 被引用回数:50 パーセンタイル:6.48(Astronomy & Astrophysics)

アメリカ・ミシガン州立大学にある超伝導サイクロトロンを用いて生成された、中性子過剰核$$^{28}$$Neの一中性子ノックアウト反応により、$$^{27}$$Neの低励起状態を探索した。その結果、885keVの765keVの二つの励起状態が見つかった。中性子数20の魔法数が良いと仮定したsd殻模型計算では、この原子核では中性子分離エネルギーまでに一つしか励起状態がないとされるため、少なくともこれらのうち一つは魔法数を規定する20の殻ギャップを超えて中性子が励起した状態と結論づけられる。原子力機構で行ったモンテカルロ殻模型計算によると、中性子数20の殻ギャップがNe同位体ではかなり縮まるため、1粒子1空孔励起した配位が主である負パリティ状態が1MeV以下の低い励起エネルギーに出現することが予言されている。この実験結果はまさにそのような状態が存在することを示したものであり、Neにおける殻ギャップについて大きな知見を与えた。

論文

An Update of safety and environmental issues for fusion

Gulden, W.*; Cook, I.*; Marbach, G.*; Raeder, J.*; Petti, D.*; 関 泰

Fusion Engineering and Design, 51-52(Part.B), p.419 - 427, 2000/11

 被引用回数:3 パーセンタイル:70.74

欧州核融合計画の中で核融合動力炉の環境・安全性を定量化するSEAFP及びSEALと呼ばれる検討評価が、トカマク炉を対象としてなされた。その最新の成果を米国のARIES-RS炉と日本のDREAM炉の検討結果と比較する。またITER-EDAから得られた貴重な教訓についても報告する。二つの主な成功要件である「いかなるプラント内事故によっても公衆避難を要しないこと」及び「将来世代に放射性廃棄物の負担を残さない」を核融合炉が満たすこと、及びこれらの要件が欧州電力事業の軽水炉プラントに対する基本的安全目標に適合することを示す。

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