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論文

Giant dipole resonance photofission and photoneutron reactions in $$^{238}$$U and $$^{232}$$Th

Filipescu, D.*; Gheorghe, I.*; Goriely, S.*; 西尾 勝久; 宇都宮 弘章*; 洲嵜 ふみ; 廣瀬 健太郎; 他10名*

Physical Review C, 109(4), p.044602_1 - 044602_23, 2024/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.109.044602
 被引用回数：2 パーセンタイル：93.06(Physics, Nuclear)

New measurements of photofission and photoneutron reactions on $$^{238}$$U and $$^{232}$$Th in the Giant Dipole Resonance (GDR) energy region have been performed at the laser Compton-scattering $$gamma$$-ray source of the NewSUBARU synchrotron radiation facility. The photoneutron ($$gamma, in$$) with $$i$$ = 1-3 and photofission ($$gamma, F$$) reactions have been discriminated by considering a Gaussian distribution of prompt-fission-neutron (PFN) multiplicities predicted by the theory of evaporation in sequential neutron emission from excited fission fragments. We report experimental ($$gamma, n$$), ($$gamma, 2n$$), ($$gamma, 3n$$) and ($$gamma, F$$) cross sections, average energies of PFNs and of($$gamma$$, $$in$$) photoneutrons, as well as the mean number of PFNs per fission and the width of the PFNs multiplicity distribution. Based on these primary experimental results and combined with reasonable assumptions, we extract also the first- and second-chance fission contributions.

論文

Photoneutron emission cross sections for $$^{13}$$C

宇都宮 弘章*; Goriely, S.*; 木村 真明*; 清水 則孝*; 宇都野 穣; Tveten, G. M.*; Renstr${o}$m, T.*; 有泉 高志*; 宮本 修治*

Physical Review C, 109(1), p.014617_1 - 014617_7, 2024/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.109.014617
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Nuclear)

ニュースバルのレーザー逆コンプトン散乱光を使って、$$^{13}$$Cの光中性子放出断面積を測定した。これまで実験的な不定性が大きかった、巨大共鳴の裾にあたるエネルギー領域にピーク構造があることを確認した。その結果を大規模殻模型計算、反対称化分子動力学計算と比較し、このピーク構造を含む、光核反応断面積をよく再現することがわかった。

論文

PANDORA Project for the study of photonuclear reactions below $$A=60$$

民井 淳*; Pellegri, L.*; S$"o$derstr$"o$m, P.-A.*; Allard, D.*; Goriely, S.*; 稲倉 恒法*; Khan, E.*; 木戸 英治*; 木村 真明*; Litvinova, E.*; et al.

European Physical Journal A, 59(9), p.208_1 - 208_21, 2023/09

https://doi.org/10.1140/epja/s10050-023-01081-w
 被引用回数：3 パーセンタイル：75.57(Physics, Nuclear)

光核反応は原子核構造の観点からも応用の観点からも重要であるにも関わらず、その反応断面積は未だに不定性が大きい。近年、超高エネルギー宇宙線の起源を探るために、鉄よりも軽い原子核の光核反応断面積を正確に知る必要が指摘されている。この状況を打破するため、原子核物理の実験、理論、宇宙物理の共同研究となるPANDORAプロジェクトが始まった。本論文はその計画の概要をまとめたものである。原子核実験ではRCNP、iThembaによる仮想光子実験とELI-NPによる実光子実験などが計画されている。原子核理論では、乱雑位相近似計算、相対論的平均場理論、反対称化分子動力学、大規模殻模型計算などが計画されている。これらで得られた信頼性の高い光核反応データベースと宇宙線伝搬コードを組み合わせ、超高エネルギー宇宙線の起源の解明に挑む。

論文

IAEA Photonuclear Data Library 2019

河野 俊彦*; Cho, Y. S.*; Dimitriou, P.*; Filipescu, D.*; 岩本 信之; Plujko, V.*; Tao, X.*; 宇都宮 弘章*; Varlamov, V.*; Xu, R.*; et al.

Nuclear Data Sheets, 163, p.109 - 162, 2020/01

https://doi.org/10.1016/j.nds.2019.12.002
 被引用回数：104 パーセンタイル：99.69(Physics, Nuclear)

We report our coordinated efforts to address these data needs such as radiation shielding design and radiation transport analyses, and present the results of the new evaluations of more than 200 nuclides included in the new updated IAEA Photonuclear Data Library, where the photon energy goes up to 200 MeV. We discuss the new assessment method and make recommendations to the user community in cases where the experimental data are discrepant and the assessments disagree. In addition, in the absence of experimental data, we present model predictions for photon-induced reaction cross section on nuclides of potential interest to medical radioisotope production.

論文

Reference database for photon strength functions

Goriely, S.*; Dimitriou, P.*; Wiedeking, M.*; Belgya, T.*; Firestone, R.*; Kopecky, J.*; Krti$v{c}$ka, M.*; Plujko, V.*; Schwengner, R.*; Siem, S.*; et al.

European Physical Journal A, 55(10), p.172_1 - 172_52, 2019/10

https://doi.org/10.1140/epja/i2019-12840-1
 被引用回数：75 パーセンタイル：91.94(Physics, Nuclear)

We report on a coordinated and systematic effort to compile and assess all the existing experimental data on photon strength functions extracted from photoabsorption cross sections in the region of the Giant Dipole Resonance and from neutron-, photon- and charged-particle-induced reactions at energies around or below the neutron separation energy. We also present global empirical and microscopic models that describe the photon strength function in the entire photon energy region and reproduce reasonably well most of the existing experimental data. Finally, we recommend photon strength functions for use in basic sciences and applications. The compilation of experimental photon strengths as well as the recommended model calculations are readily available to the user community from a dedicated database hosted at the IAEA.

論文

Developing reliable reaction gamma-ray data

Dimitriou, P.*; Belgya, T.*; Cho, Y.-S.*; Filipescu, D.*; Firestone, R.*; Goriely, S.*; 岩本 信之; 河野 俊彦*; Kopecky, J.*; Krticka, M.*; et al.

EPJ Web of Conferences, 178, p.06005_1 - 06005_3, 2018/05

https://doi.org/10.1051/epjconf/201817806005
 被引用回数：2 パーセンタイル：73.36(Optics)

測定や既存のデータ評価・編集、また基礎科学や応用への利用に向けた巨大双極子共鳴パラメータ等のテーブル作成を基にした光核反応断面積や光子強度関数の開発について報告する。

論文

Partial photoneutron cross sections for $$^{207,208}$$Pb

近藤 壮雄*; 宇都宮 弘章*; Goriely, S.*; 岩本 ちひろ*; 秋宗 秀俊*; 山形 民穂*; 豊川 弘之*; 原田 秀郎; 北谷 文人; Lui, Y.-W.*; et al.

Nuclear Data Sheets, 119, p.310 - 313, 2014/05

https://doi.org/10.1016/j.nds.2014.08.085
 被引用回数：2 パーセンタイル：18.54(Physics, Nuclear)

Using linearly-polarized laser-Compton scattering $$gamma$$-rays, partial E1 and M1 photoneutron cross sections along with total cross sections were determined for $$^{207,208}$$Pb at four energies near threshold by measuring anisotropies in photoneutron emission. Separately, total photoneutron cross sections were measured for $$^{207,208}$$Pb with a high-efficiency 4$$pi$$ neutron detector. The partial cross section measurement provides direct evidence for the presence of pygmy dipole resonance (PDR) in $$^{207,208}$$Pb near the neutron threshold. The strength of PDR amounts to 0.32% - 0.42% of the Thomas-Reiche-Kuhn sum rule. Several $$mu$$$$_N^{2}$$ units of B(M1)$$uparrow$$ strength were observed in $$^{207,208}$$Pb just above neutron threshold, which correspond to M1 cross sections less than 10% of the total photoneutron cross sections.

論文

Photoneutron cross sections for Mo isotopes; A Step toward a unified understanding of($$gamma$$,n) and (n,$$gamma$$)reactions

宇都宮 弘章*; Goriely, S.*; 近藤 壮雄*; 岩本 ちひろ*; 秋宗 秀俊*; 山県 民穂*; 豊川 弘之*; 原田 秀郎; 北谷 文人; Lui, Y.-W.*; et al.

Physical Review C, 88(1), p.015805_1 - 015805_6, 2013/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.88.015805
 被引用回数：80 パーセンタイル：96.69(Physics, Nuclear)

Photoneutron cross sections were measured for $$^{94}$$Mo,$$^{95}$$Mo,$$^{96}$$Mo, $$^{97}$$Mo,$$^{98}$$Mo, and $$^{100}$$Mo near the neutron threshold with quasi-monochromatic laser-Compton scattering $$gamma$$-rays. The photoneutron data were analyzed with the Skyrme Hartree-Fock-Bogoliubov (HFB) plus quasiparticle random phase approximation (QRPA) model and the axially-symmetric-deformed Gogny HFB plus QRPA model of E1 $$gamma$$-ray strength. Combining the $$gamma$$-ray strength function constrained by the present photoneutron data with either the nuclear resonance fluorescence data or the updated Oslo data to supplement the data below the neutron threshold, a thorough analysis of the reverse (n,$$gamma$$) cross sections is made whenever measurements are available. The Oslo data and the corresponding uncertainties are updated based on the latest results of the s-wave neutron spacing and the average radiative width determined in particular for $$^{96}$$Mo.

論文

$$gamma$$-ray strength function method; A Way from photoneutron emission to radiative neutron capture

宇都宮 弘章*; 秋宗 秀俊*; 山県 民穂*; 岩本 ちひろ*; Goriely, S.*; Daoutidis, I.*; 豊川 弘之*; 原田 秀郎; 北谷 文人; 岩本 信之; et al.

Proceedings of 14th International Symposium on Capture $$gamma$$-Ray Spectroscopy and Related Topics, p.505 - 514, 2013/05

Radiative neutron capture cross section are of direct relevance for the synthesis of heavy elements referred to as the s-process and the r-process in nuclear astrophysics and constitute basic data in the field of nuclear engineering. The surrogate reaction technique is in active use to indirectly determine radiative neutron capture cross sections for unstable nuclei. We have devised an indirect method alternative to the surrogate reaction technique on the basis of the $$gamma$$-ray strength function ($$gamma$$-SF), a nuclear statistical quantity that interconnects photoneutron emission and radiative neutron capture in Hauser-Feshbach model calculation. The primary strength of the $$gamma$$-SF is low-energy E1 strength in the tail of GDR. We outline the $$gamma$$-SF method and show application of the method to Zr, Pd and Sn isotopes. In the application of the $$gamma$$-SF method, it is important to use $$gamma$$-SF, which incorporates extra strengths of PDR and/or M1 resonance emerging around neutron threshold.

論文

Total and partial photoneutron cross sections for Pb isotopes

近藤 壮雄*; 宇都宮 弘章*; Goriely, S.*; Daoutidis, I.*; 岩本 ちひろ*; 秋宗 秀俊*; 岡本 明之*; 山県 民穂*; 鎌田 正輝*; 伊藤 修*; et al.

Physical Review C, 86(1), p.014316_1 - 014316_7, 2012/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.86.014316
 被引用回数：40 パーセンタイル：86.72(Physics, Nuclear)

レーザ逆コンプトン$$gamma$$線と高検出効率4$$pi$$型中性子検出器を用いて、$$^{206,207,208}$$Pbの中性子閾値近傍における全光核反応断面積を測定した。また、直線偏光させた$$gamma$$線と中性子放出角の非等方性を測定することにより、$$^{207,208}$$Pbに対する$$E$$1及び$$M$$1励起による部分光核反応断面積を導出した。この結果、中性子閾値近傍においては$$E$$1励起が支配的であることなど$$gamma$$線強度関数に関する実験的知見を得た。

論文

Photoneutron cross sections for $$^{118-124}$$Sn and the $$gamma$$-ray strength function method

宇都宮 弘章*; Goriely, S.*; 鎌田 正輝*; 秋宗 秀俊*; 近藤 壮雄*; 伊藤 修*; 岩本 ちひろ*; 山県 民穂*; 豊川 弘之*; Lui, Y.-W.*; et al.

Physical Review C, 84(5), p.055805_1 - 055805_6, 2011/11

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.84.055805
 被引用回数：45 パーセンタイル：89.79(Physics, Nuclear)

$$^{118}$$Sn, $$^{119}$$Sn, $$^{120}$$Sn, $$^{122}$$Sn、及び$$^{124}$$Snに対し、中性子閾値近傍の光核反応断面積を準単色レーザ逆コンプトン光を用いて測定した。得られた測定データと既存の中性子捕獲データを、ピグミー共鳴を電磁双極子励起モードに組み込んだ計算コードにより系統的に解析した。本手法、いわゆる、$$gamma$$線強度関数法を適用することにより、放射性核種$$^{121}$$Sn及び$$^{123}$$Snの中性子捕獲断面積を導出した。

論文

The $$gamma$$SF method

宇都宮 弘章*; Goriely, S.*; 秋宗 秀俊*; 山形 民穂*; 近藤 壮雄*; 岩本 ちひろ*; 岡本 明之*; 原田 秀郎; 北谷 文人; 後神 進史*; et al.

AIP Conference Proceedings 1377, p.255 - 259, 2011/10

https://doi.org/10.1063/1.3628388
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Astronomy & Astrophysics)

The $$gamma$$-ray strength function ($$gamma$$SF) interconnects radiative neutron capture and photoneutron emission as a common ingredient in the statistical model. Outlined here is an indirect method of determining radiative neutron-capture cross sections for unstable nuclei based on the $$gamma$$-ray strength function. Application examples of the $$gamma$$SF method are demonstrated.

論文

Application of the $$gamma$$SF method to palladium

宇都宮 弘章*; Goriely, S.*; Arteaga, D. P.*; Daoutidis, I.*; 秋宗 秀俊*; 山県 民穂*; 近藤 壮雄*; 岩本 ちひろ*; 鎌田 正輝*; 伊藤 修*; et al.

AIP Conference Proceedings 1377, p.450 - 452, 2011/10

https://doi.org/10.1063/1.3628442
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Astronomy & Astrophysics)

Photoneutron cross sections were measured for $$^{108}$$Pd, $$^{106}$$Pd, and $$^{105}$$Pd with laser-Compton scattering $$gamma$$-ray beams in an application of the $$gamma$$SF method to a radioactive nucleus $$^{107}$$Pd. We present radiative neutron cross sections for $$^{107}$$Pd [6.5$$times$$10$$^{6}$$ y] obtained with the $$gamma$$SF method.

論文

The $$gamma$$SF method; Determination of radiative neutron-capture cross section for unstable nuclei

宇都宮 弘章*; Goriely, S.*; 秋宗 秀俊*; 原田 秀郎; 北谷 文人; 後神 進史*; 豊川 弘之*; 山田 家和勝*; Lui, Y.-W.*

Journal of the Korean Physical Society, 59(2), p.1713 - 1716, 2011/08

https://doi.org/10.3938/jkps.59.1713
 被引用回数：2 パーセンタイル：19.86(Physics, Multidisciplinary)

An indirect method of determining radiative neutron-capture cross sections for unstable nuclei which we refer to as the $$gamma$$-ray strength function ($$gamma$$SF) method is outlined and applied to Zr and Sn isotopes. Photoneutron cross sections for $$^{91,92,94,96}$$Zr and $$^{117,116}$$Sn near neutron threshold show the presence of extra $$gamma$$-ray strengths known as giant M1 and pygmy E1 resonances on top of the low-energy $$gamma$$SF of GDR. Based on the $$gamma$$SF method, we present ($$n$$,$$gamma$$) cross sections for two radioactive nuclei, a long-lived fission product, $$^{93}$$Zr with T$$_{1/2}$$=1.5$$times$$10$$^{6}$$ y and an s-process branching point nucleus, $$^{95}$$Zr with T$$_{1/2}$$=64.0 d.

論文

$$gamma$$-ray strength function method and its application to $$^{107}$$Pd

宇都宮 弘章*; Goriely, S.*; 秋宗 秀俊*; 原田 秀郎; 北谷 文人; 後神 進史*; 豊川 弘之*; 山田 家和勝*; 近藤 壮雄*; 伊藤 修*; et al.

Physical Review C, 82(6), p.064610_1 - 064610_5, 2010/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.82.064610
 被引用回数：41 パーセンタイル：88.60(Physics, Nuclear)

放射性核種の中性子捕獲断面積を間接的に決定するために$$gamma$$線強度関数法を考案した。本手法を$$^{107}$$Pdの場合に適用した。中性子発生閾値近傍の$$^{105,106,108}$$Pdに対する光中性子生成断面積を準単色レーザー逆コンプトン光を用いて測定した。これらの測定値及び$$^{104,105}$$Pdに対する中性子捕獲断面積を用い、$$^{107}$$Pd(n,$$gamma$$) $$^{108}$$Pd反応断面積値を絞り込んだ。

論文

Photodisintegration of $$^{80}$$Se as a probe of neutron capture for the s-process branch-point nucleus $$^{79}$$

牧永 あや乃*; 芳原 新也*; 宇都宮 弘章*; 後神 進史*; 海堀 岳史*; 秋宗 秀俊*; 山県 民穂*; Goriely, S.*; 豊川 弘之*; 原野 英樹*; et al.

Proceedings of Science (Internet), 28, p.239_1 - 239_4, 2010/12

https://doi.org/10.22323/1.028.0239

$$^{79}$$Se核は、恒星内で中性子捕獲反応によって進行する元素合成(s過程)の分岐核であり、その中性子捕獲断面積は星の環境下での温度や中性子密度を見積る際の重要な基礎データである。産業技術総合研究所のレーザー逆コンプトン$$gamma$$線ビームを用いて、$$^{80}$$Seの光中性子反応断面積を反応しきい値付近で測定した。この原子核の光中性子反応断面積のデータを、統計モデル計算に対する制約条件として用い、$$^{79}$$Seの中性子捕獲断面積の評価を行った。

論文

Striking behavior of photoneutron cross sections for $$^{90}$$Zr near threshold

宇都宮 弘章*; Goriely, S.*; 秋宗 秀俊*; 山形 民穂*; 近藤 壮雄*; 岩本 ちひろ*; 伊藤 修*; 鎌田 正輝*; 井尾 雅則*; 楠瀬 幸一*; et al.

AIP Conference Proceedings 1377, p.447 - 449, 2010/10

https://doi.org/10.1063/1.3628441
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Astronomy & Astrophysics)

Photoneutron cross sections for $$^{90}$$Zr near neutron threshold were examined with a photon difference technique using laser Compton scattering $$gamma$$-ray beams. The cross section decreasing in the vicinity of neutron threshold exhibited a steep rise within 150 keV above the threshold. We draw attention to a possible relation of this striking behavior to the 3P valence neutron resonance known in neutron capture in the mass region A $$approx$$ 90.

論文

Photoneutron cross sections for $$^{96}$$Zr; A Systematic experimental study of photoneutron and radiative neutron capture cross sections for zirconium isotopes

宇都宮 弘章*; Goriely, S.*; 秋宗 秀俊*; 原田 秀郎; 北谷 文人; 後神 進史; 豊川 弘之*; 山田 家和勝*; 近藤 壮雄*; 伊藤 修*; et al.

Physical Review C, 81(3), p.035801_1 - 035801_5, 2010/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.81.035801
 被引用回数：38 パーセンタイル：87.51(Physics, Nuclear)

$$^{96}$$Zr同位体の光中性子断面積を、レーザー逆コンプトン光を用いて測定した。Zr同位体でこれまでに報告されている光中性子断面積及び中性子捕獲断面積と今回の測定データより、Zr同位体の$$gamma$$線強度関数を系統的に調べた。この結果、HFB+ QRPAモデル計算で導かれるE1$$gamma$$線強度関数と巨大M1共鳴に起因するM1強度関数により、$$gamma$$線強度関数が統一的に記述できることを示した。また、この$$gamma$$線強度関数を用いて、Zr同位体の光中性子断面積及び中性子捕獲断面積を統一的に説明可能であることを示した。

論文

Photodisintegration of $$^{80}$$Se; Implications for the s-process branching at $$^{79}$$Se

牧永 あや乃*; 宇都宮 弘章*; Goriely, S.*; 海堀 岳史*; 後神 進史*; 秋宗 秀俊*; 山県 民穂*; 豊川 弘之*; 松本 哲郎*; 原野 英樹*; et al.

Physical Review C, 79(2), p.025801_1 - 025801_8, 2009/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.79.025801
 被引用回数：26 パーセンタイル：79.27(Physics, Nuclear)

$$^{79}$$SeのE1 $$gamma$$線強度関数に対する実験的制約を得るために、準単色$$gamma$$線ビームを用いて、中性子分離エネルギー近傍における$$^{80}$$Seの光中性子断面積を測定した。実験結果を再現する$$gamma$$線強度関数と準位密度の2つの組合せは、大きく異なる$$^{79}$$Seの中性子捕獲断面積を与えた。得られた予測断面積値を用いて、主要なsプロセス成分である$$sigma$$N値を導出した。

論文

Photoneutron cross sections for $$^{80}$$Se; Implications for the s-process thermometer

牧永 あや乃*; 宇都宮 弘章*; 海堀 岳史*; 山県 民穂*; 秋宗 秀俊*; Goriely, S.*; 豊川 弘之*; 松本 哲郎*; 原野 英樹*; 原田 秀郎; et al.

Nuclear Physics A, 805(1-4), p.564 - 566, 2008/06

$$^{80}$$Seの光中性子発生断面積を、準単色$$gamma$$線を用いることにより、中性子閾値近傍のエネルギー領域で測定した。測定した$$^{80}$$Se($$gamma$$,$$n$$)断面積をE1強度関数の制限として利用することにより、逆反応である$$^{79}$$Seの中性子捕獲断面積を見積もった。本計算結果をもとに$$^{80}$$Krと$$^{82}$$Krの太陽元素組成比を解析し、重い星の中で起こるsプロセス温度計への影響を議論した。

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