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Anomalous radioisotope production for $$^{68}$$ZnO using polyethylene by accelerator neutrons

塚田 和明; 永井 泰樹*; 橋本 慎太郎; 湊 太志; 川端 方子*; 初川 雄一*; 橋本 和幸*; 渡辺 智*; 佐伯 秀也*; 本石 章司*

Journal of the Physical Society of Japan, 89(3), p.034201_1 - 034201_7, 2020/03

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Physics, Multidisciplinary)

ポリエチレン遮へい中の$$^{68}$$ZnOに、50MeV重陽子と$$^{9}$$Beによる($$d,n$$)反応で生成した中性子を照射することで、$$^{67}$$Ga, $$^{66}$$Ga, $$^{rm 69m}$$Zn、並びに$$^{64}$$Cuの特異な生成を実験的に確認した。特に、ポリエチレン遮へい内で得られた収率は、遮へいなしの実験と比較して、約20倍の収量を示した。一方、鉛遮へい内の金属$$^{68}$$Zn試料の照射における$$^{67}$$Ga, $$^{66}$$Ga, $$^{rm 69m}$$Zn、並びに$$^{64}$$Cuの収量と、$$^{68}$$ZnO及び金属$$^{68}$$Zn試料の照射における$$^{67}$$Cu, $$^{65}$$Ni及び$$^{65}$$Znの収量は、遮へいによる影響はほとんど受けていない。この実験結果は、遮へい条件を調整することで、中性子反応に限らず陽子反応を含む多様で大量の放射性同位元素を、一度の照射で同時に合成できるという加速器中性子の注目すべき特性を示すものである。また、PHITSコードを利用した生成量予測を試み、本実験結果と比較することで、本生成量の特異性について評価した。


Electron-tracking Compton camera imaging of technetium-95m

初川 雄一*; 早川 岳人*; 塚田 和明; 橋本 和幸*; 佐藤 哲也; 浅井 雅人; 豊嶋 厚史; 谷森 達*; 園田 真也*; 株木 重人*; et al.

PLOS ONE (Internet), 13(12), p.e0208909_1 - e0208909_12, 2018/12

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Multidisciplinary Sciences)

電子飛跡検出型コンプトンカメラ(ETCC)を用いて放射性同位元素$$^{95m}$$Tcの画像撮像を実施した。$$^{95m}$$Tcは、204, 582, 835keVの3本の$$gamma$$線を放出し、濃縮同位体$$^{95}$$Moを用いて$$^{95}$$Mo(p,n)$$^{95m}$$Tc反応で合成される。濃縮$$^{95}$$Mo同位体三酸化物の再利用について実験を実施し、再生率70$$sim$$90%を達成した。画像は3本の$$gamma$$線それぞれを用いて解析し取得した。その結果、$$gamma$$線エネルギーが高いほど空間分解能が向上することが判り、$$^{95m}$$Tcのような高エネルギー$$gamma$$線放出核を利用することで、ETCCが人体の深部の組織や器官の医療画像撮像に有効であることを示唆する結果を得た。


Intermediate-spin states of $$^{92}$$Zr and a large $$B(E2)$$ value between the $$10_1^+$$ and $$8_1^+$$ states

菅原 昌彦*; 藤 暢輔; 小泉 光生; 大島 真澄*; 木村 敦; 金 政浩*; 初川 雄一*; 草刈 英榮*

Physical Review C, 96(2), p.024314_1 - 024314_7, 2017/08

 被引用回数:1 パーセンタイル:81.56(Physics, Nuclear)

This study investigated intermediate spin states of $$^{92}$$Zr via the inverse reaction $$^9$$Be($$^{86}$$Kr,3n)$$^{92}$$Zr. Seven transitions were newly observed and a lifetime was extracted for the $$10_1^+$$ state by analysis of Doppler-broadened line shapes of decay $$gamma$$-rays. A large $$B(E2)$$ value was obtained for the transition from $$10_1^+$$ to $$8_1^+$$ and the magnitude was comparable to that for the deformed excited configurations in $$^{94}$$Zr that have recently been established. A possible origin for such collectivity is discussed qualitatively based on a phenomenological deformed rotor model. Moreover, a multiplet-like structure that fits into the systematics for $$N=52$$ even-A isotones is revealed for the negative-parity yrast states.


Superdeformation in $$^{35}$$S

郷 慎太郎*; 井手口 栄治*; 横山 輪*; 小林 幹*; 木佐森 慶一*; 高木 基伸*; 宮 裕之*; 大田 晋輔*; 道正 新一郎*; 下浦 享*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 6, p.030005_1 - 030005_4, 2015/06

The high-spin states in $$^{35}$$S were investigated at Tandem-ALTO facility in Institut de Physique Nucl$'e$aire d'Orsay The $$^{26}$$Mg($$^{18}$$O, 2$$alpha$$1n)$$^{35}$$S fusion evaporation reaction was used to populate high-spin states in $$^{35}$$S. The germanium $$gamma$$-ray detector array ORGAM was employed to measure $$gamma$$ rays from high-spin states and charged particles evaporated from the compound nuclei were detected by a segmented silicon detector, Si-Ball. A level scheme for $$^{35}$$S was deduced based on the gamma-gamma-coincidence analysis and $$gamma$$-ray angular correlation analysis. The half-life of the transition in the superdeformed band was estimated by measuring the residual Doppler shift. The deduced half-life shows the large collectivity of the band.


SPECT imaging of mice with $$^{99m}$$Tc-radiopharmaceuticals obtained from $$^{99}$$Mo produced by $$^{100}$$Mo(n,2n)$$^{99}$$Mo and fission of $$^{235}$$U

橋本 和幸; 永井 泰樹; 川端 方子; 佐藤 望*; 初川 雄一; 佐伯 秀也; 本石 章司*; 太田 雅之; 今野 力; 落合 謙太郎; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 84(4), p.043202_1 - 043202_4, 2015/04

 被引用回数:5 パーセンタイル:49.53(Physics, Multidisciplinary)

The distribution of $$^{99m}$$Tc-radiopharmaceutical in mouse was obtained with SPECT for the first time using $$^{99m}$$Tc, which was separated by thermochromatography from $$^{99}$$Mo produced via the $$^{100}$$Mo(n,2n)$$^{99}$$Mo reaction with accelerator neutrons. The SPECT image was comparable with that obtained from a fission product $$^{99}$$Mo. Radionuclidic purity and radiochemical purity of the separated $$^{99m}$$Tc and its aluminum concentration met the United States Pharmacopeia regulatory requirements for $$^{99m}$$Tc from the fission product $$^{99}$$Mo. These results provide important evidence that $$^{99m}$$Tc radiopharmaceutical formulated using the $$(n,2n)$$ $$^{99}$$Mo can be a promising substitute for the fission product $$^{99}$$Mo. A current and forthcoming problem to ensure a reliable and constant supply of $$^{99}$$Mo in Japan can be partially mitigated.


Production of $$^{rm 95m}$$Tc for Compton camera imaging

初川 雄一; 橋本 和幸; 塚田 和明; 佐藤 哲也; 浅井 雅人; 豊嶋 厚史; 永井 泰樹; 谷森 達*; 園田 真也*; 株木 重人*; et al.

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 303(2), p.1283 - 1285, 2015/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:73.33(Chemistry, Analytical)

$$^{rm 99m}$$Tcは広く医療診断に用いられている放射性診断薬であり、数多くの標識化合物が開発されている。近年天体核物理分野で開発されてきたコンプトンカメラの医療用への応用研究が行われているが141keVの放出$$gamma$$線を有する$$^{rm 99m}$$Tcは$$gamma$$線エネルギーが低くコンプトンカメラには不向きである。そこでより高エネルギー$$gamma$$線を放出するテクネチウム同位体の開発が求められている。800keVの$$gamma$$線を放出する$$^{rm 95m}$$Tcはコンプトンカメラ用RIの候補の一つである。本研究ではタンデム加速器で$$^{rm 95m}$$Tcを生成し、これを京都大学で開発されているコンプトンカメラでの撮像実験に供した。


Artisanal and small-scale gold mining in Myanmar; Preliminary research for environmental mercury contamination

大澤 崇人; 初川 雄一

人間生活文化研究(インターネット), (25), p.221 - 230, 2015/00

This study investigates artisanal and small-scale gold mining in Myanmar and presents analytical data on mercury pollution for the first time. The way of gold mining in Myanmar is detailed. The sampling and investigation areas were Kyaikhto in Mon State, Shwekyin in Bago Region, the middle reaches of the Ayeyarwaddy River in Mandalay and Sagaing regions, and north of Kalewa in Sagaing Region. The total mercury concentrations of river sediments and human hair samples were determined by cold vapor atomic absorption spectrometry. Some river sediments were contaminated and the highest mercury concentration of 81 ug/g was found in a sample from Ayeyarwaddy River. The total mercury concentrations in the hair of mineworkers ranged from 0.6 to 6.9 ug/g and the average value was 2.9 ug/g, which is 2.4 times higher than the value of non-mineworkers. Although the data obtained in this study was not sufficient, the results indicated that the environment of Myanmar may be contaminated with mercury that originated from artisanal and small-scale gold mining. Large-scale environmental investigation is required in the near future to determine the detailed situation for water quality and human health.


Measurements of neutron capture cross section for $$^{207,208}$$Pb

瀬川 麻里子; 藤 暢輔; 原田 秀郎; 北谷 文人; 小泉 光生; 深堀 智生; 大島 真澄*; 岩本 信之; 岩本 修; 初川 雄一; et al.

AIP Conference Proceedings 1594, p.339 - 344, 2014/05

 被引用回数:0 パーセンタイル:100

Pb isotopes represent a sensitive test for models of $$s$$-process nucleosynthesis, since the decomposition of the complex abundance pattern in these mass regions is difficult to be accounted for by classical $$s$$-process model. Main neutron capture processes, the $$s$$- and $$r$$-processes, attribute to the origin of the isotopes in this mass region. As the aspects of neutron sources of the $$s$$-process, Gallino et al. reported that $$^{13}$$C($$alpha$$, n) neutron source which is burning radiatively at $$kT$$ = 8 keV play an important role on $$s$$-process nucleosynthesis. Hence, in the present study, an anti-Compton NaI(Tl) spectrometer and highly enriched samples are used to determine the $$gamma$$-ray energy spectra from the (n, $$gamma$$) reaction. This NaI(Tl) spectrometer makes it possible to detect the discrete $$gamma$$-ray from the reaction to the low-lying states in $$^{207,208}$$Pb. We give results both neuron capture cross sections for $$^{207,208}$$Pb to obtain the pulse height spectra using NaI(Tl) spectrometer with time of flight method in the wide neutron energy range from 10 to 100 keV. The Maxwellian averaged capture cross sections for $$^{207,208}$$Pb are determined in the astrophysical relevant energy region.


In-beam $$gamma$$ spectroscopy of the even-even nucleus $$^{190}$$Pt

Li, G. S.*; Liu, M. L.*; Zhou, X. H.*; Zhang, Y. H.*; Liu, Y. X.*; Zhang, N. T.*; Hua, W.*; Zheng, Y. D.*; Fang, Y. D.*; Guo, S.*; et al.

Physical Review C, 89(5), p.054303_1 - 054303_9, 2014/05

 被引用回数:3 パーセンタイル:67.3(Physics, Nuclear)

タンデム加速器で88MeVにまで加速された$$^{18}$$Oビームを用いて$$^{176}$$Yb($$^{18}$$O, 4$$n$$)反応を起こし、$$^{190}$$Ptの高スピン準位を調べた。その結果、$$nu$$ $$i^{-2}_{13/2}$$ $$nu$$ $$h^{-1}_{9/2}$$ $$nu$$ $$j^{-1}$$1(ここで$$nu j$$$$nu p_{3/2}$$もしくは$$nu f_{5/2}$$)配位による正パリティバンドを大幅に拡張するとともに新しく負パリティバンドを同定し、$$nu$$ $$i^{-3}_{13/2}$$ $$nu$$ $$j^{-1}$$配位を持つことを明らかにした。また、イラスト準位においてスピンの増加に伴い振動から回転へと構造変化を起こしている可能性について議論した。さらにバンド特性を明らかにするためにTotal Routhian surface計算を行った。


Generation of radioisotopes with accelerator neutrons by deuterons

永井 泰樹; 橋本 和幸; 初川 雄一; 佐伯 秀也; 本石 章司; 園田 望; 川端 方子; 原田 秀郎; 金 政浩*; 塚田 和明; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 82(6), p.064201_1 - 064201_7, 2013/06

 被引用回数:30 パーセンタイル:15.22(Physics, Multidisciplinary)

A new system proposed for the generation of radioisotopes with accelerator neutrons by deuterons (GRAND) is described by mainly discussing the production of $$^{99}$$Mo used for nuclear medicine diagnosis. A prototype facility of this system consists of a cyclotron to produce intense accelerator neutrons from the $$^{nat}$$C(d,n) reaction with 40 MeV 2 mA deuteron beams, and a sublimation system to separate $$^{99m}$$Tc from an irradiated $$^{100}$$MoO$$_{3}$$ sample. About 9.7 TBq/week of $$^{99}$$Mo is produced by repeating irradiation on an enriched $$^{100}$$Mo sample (251g) with accelerator neutrons three times for two days. It meets about 10% of the $$^{99}$$Mo demand in Japan. The characteristic feature of the system lies in its capability to reliably produce a wide range of high-quality, carrier-free, carrier-added radioisotopes with a minimum level of radioactive wastes without using uranium. The system is compact in size, and easy to operate; therefore it could be used worldwide to produce radioisotopes for medical, research, and industrial applications.


New production routes for medical isotopes $$^{64}$$Cu and $$^{67}$$Cu using accelerator neutrons

金 政浩*; 永井 泰樹; 岩本 信之; 湊 太志; 岩本 修; 初川 雄一; 瀬川 麻里子; 原田 秀郎; 今野 力; 落合 謙太郎; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 82(3), p.034201_1 - 034201_8, 2013/03

 被引用回数:26 パーセンタイル:17.58(Physics, Multidisciplinary)

分子イメージングと核医学治療に期待されている放射性同位体$$^{64}$$Cuと$$^{67}$$Cuの生成断面積を14MeVの加速器中性子を用い測定した。この結果とZn同位体の断面積評価値を用いて、40MeVで5mAの重陽子ビームによる$$^{nat}$$C(d,n)反応からの速中性子を用いて生成される$$^{64}$$Cuと$$^{67}$$Cuの量を計算した。$$^{64}$$Cuの生成量は、12時間照射で175gの$$^{64}$$Znについて1.8テラベクレルであり、$$^{67}$$Cuの生成量は2日間の照射で、$$^{67}$$Zn(n,p)$$^{67}$$Cu反応では184g $$^{67}$$Znに対して249ギガベクレルであり、$$^{68}$$Zn(n,x)$$^{68}$$Cuでは186g $$^{68}$$Znに対して287ギガベクレルである。以上より、$$^{67}$$Cuの生成には、極微量不純物放射性同位体しか生成しない$$^{68}$$Zn(n,x)$$^{68}$$Cu反応を新しく提唱した。また、$$^{64}$$Cuの生成には、$$^{64}$$Zn(n,p)$$^{64}$$Cu反応が期待できる反応であることを示した。


Signature splitting inversion and backbending in $$^{80}$$Rb

He, C.*; Shen, S.*; Wen, S.*; Zhu, L.*; Wu, X.*; Li, G.*; Zhao, Y.*; Yan, Y.*; Bai, Z.*; Wu, Y.*; et al.

Physical Review C, 87(3), p.034320_1 - 034320_10, 2013/03

 被引用回数:5 パーセンタイル:61.22(Physics, Nuclear)

High-spin states of $$^{80}$$Rb are studied via the fusion-evaporation reactions $$^{65}$$Cu+$$^{19}$$F, $$^{66}$$Zn+$$^{18}$$O, and $$^{68}$$Zn+$$^{16}$$O with the beam energies of 75 MeV, 76 MeV, and 80 MeV, respectively. Twenty-three states with twenty-eight $$gamma$$ transitions are added to the previously proposed level scheme, where the second negative-parity band is significantly pushed up to spins of 22$$^-$$ and 15$$^-$$ and two sidebands are built on the known first negative-parity band. Two successive band crossings with frequencies 0.51 MeV and 0.61 MeV in the $$alpha$$ = 0 branch as well as another one in the $$alpha$$ =1 branch of the second negative-parity band are observed. Signature inversions occur in the positive-parity and first negative-parity bands at the spins of 11$$hbar$$ and 16$$hbar$$, respectively. The signature splitting is seen obviously in the second negative-parity band, but the signature inversion is not observed. It is also found that the structure of the two negative-parity bands is similar to that of its isotone $$^{82}$$Y. Signature inversion in the positive-parity yrast band with configuration $$pi$$g9/2 $$otimes$$ $$nu$$g9/2 in this nucleus is discussed using the projected shell model.


Deep-sea record of impact apparently unrelated to mass extinction in the Late Triassic

尾上 哲治*; 佐藤 保奈美*; 中村 智樹*; 野口 高明*; 日高 義浩*; 白井 直樹*; 海老原 充*; 大澤 崇人; 初川 雄一; 藤 暢輔; et al.

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 109(47), p.19134 - 19139, 2012/11

 被引用回数:26 パーセンタイル:29.02(Multidisciplinary Sciences)



Rotational band properties of $$^{173}$$W

Wang, H. X.*; Zhang, Y. H.*; Zhou, X. H.*; Liu, M. L.*; Ding, B.*; Li, G. S.*; Hua, W.*; Zhou, H. B.*; Guo, S.*; Qiang, Y. H.*; et al.

Physical Review C, 86(4), p.044305_1 - 044305_11, 2012/10


 被引用回数:4 パーセンタイル:66.42(Physics, Nuclear)

High-spin states in $$^{173}$$W have been studied using the $$^{150}$$Nd($$^{28}$$Si,5$$n$$)$$^{173}$$W reaction at beam energies of 135 and 140 MeV. The previously known bands associated with the 7/2$$^+$$[633], 5/2$$^-$$[512], and 1/2$$^-$$[521] configurations are extended significantly, and the unfavored signature branch of the 1/2$$^-$$[521] band is established for the first time. The band properties, such as level spacings, band-crossing frequencies, alignment gains, and signature splittings, are discussed with an emphasis on the low-spin signature inversion observed in the 5/2$$^-$$[512] band. By comparing the experimental $$B$$($$M$$1)/$$B$$($$E$$2) ratios with the theoretical values, we conclude that the configuration of the 5/2$$^-$$[512] band is quite pure at low spins without appreciable admixture of the 5/2$$^-$$[523] orbit, in conflict with the particle rotor model calculated results.


Superdeformed band in asymmetric N $$>$$ Z nucleus, $$^{40}$$Ar and high-spin states in A = 30 $$sim$$ 40 nuclei

井手口 栄治*; 大田 晋輔*; 森川 恒安*; 大島 真澄; 小泉 光生; 藤 暢輔; 木村 敦; 原田 秀郎; 古高 和禎; 中村 詔司; et al.

Progress of Theoretical Physics Supplement, (196), p.427 - 432, 2012/10

A rotational band with five cascade $$gamma$$-ray transitions was newly found in $$^{40}$$Ar. The deduced transition quadrupole moment of $$1.45^{+0.49}_{-0.31}$$ eb has demonstrated this band as having a superdeformed shape of $$beta_2 sim$$ 0.5. The structure of the band was discussed in the framework of cranked Hartree-Fock-Bogoliubov calculations and the assignment of multiparticle-multihole configuration has been made.


Possible antimagnetic rotation band and neutron alignment in $$^{101}$$Pd

菅原 昌彦*; 早川 岳人; 大島 真澄*; 藤 暢輔; 長 明彦; 松田 誠; 静間 俊行; 初川 雄一; 草刈 英榮*; 森川 恒安*; et al.

Physical Review C, 86(3), p.034326_1 - 034326_11, 2012/09

 被引用回数:14 パーセンタイル:31.67(Physics, Nuclear)

$$^{101}$$Pdの高スピン状態を、$$^{68}$$Zn($$^{37}$$Cl, 1$$p$$3$$n$$)反応を用いて生成しインビーム$$gamma$$線分光で研究した。中性子の$$h$$$$_{11/2}$$軌道で特徴づけられるバンドは、より高スピン状態まで拡張された。また、$$d$$$$_{5/2}$$中性子バンドの実験データも更新された。この2つのバンドに崩壊する多数の$$gamma$$線が観測され、その結果、複数のサイドバンドも確認された。$$h$$$$_{11/2}$$バンドから$$d$$$$_{5/2}$$バンドへの電気的双極遷移もまた観測された。$$h$$$$_{11/2}$$バンドは、中性子の整列を取り入れた準古典的な粒子・回転子モデルに基づく、「反磁気的回転」の観点から議論される。


Measurements of Ir concentration in geological standard samples using neutron activation analysis with multiple $$gamma$$-ray coincidence method

初川 雄一; 大澤 崇人; 大島 真澄; 藤 暢輔; 木村 敦; 小泉 光生; 古高 和禎

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 291(1), p.143 - 145, 2012/01

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Chemistry, Analytical)

多重$$gamma$$線放射化分析法により地球化学試料中のイリジウムの超高感度分析を行った。イリジウムは地殻中に含まれる元素のなかで最も存在量が少なく、1ppb程度しか存在しない。一方、始原的隕石中には豊富に存在しておりイリジウムの異常濃度は過去の地球への隕石衝突を探るうえで重要な証拠となっている。本研究では南アフリカ産のSARM-76、デンマーク産FC-1, FC-2を測定試料としてそれぞれの値付を行った。またそれぞれの試料の生成過程に違いから得られた測定結果について議論を加えた。


Cleaning mercury polluted mine tailings in the Philippines

Appel, P.*; Na-Oy, L.*; 初川 雄一; 大澤 崇人; Kystol, J.*; S${o}$rensen, L.*

Danmarks og Gr${o}$nlands Geologiske Unders${o}$gelse Rapport, Vol.127, 39 Pages, 2011/12



High-j proton alignments in $$^{101}$$Pd

Zhou, H. B.*; Zhou, X. H.*; Zhang, Y. H.*; Zheng, Y.*; Liu, M. L.*; Zhang, N. T.*; Chen, L.*; Wang, S. T.*; Li, G. S.*; Wang, H. X.*; et al.

European Physical Journal A, 47(9), p.107_1 - 107_7, 2011/09

 被引用回数:4 パーセンタイル:63.52(Physics, Nuclear)

$$^{101}$$Pd原子核の高スピン状態を、タンデム加速器及び多重$$gamma$$線検出装置GEMINI-IIを用いて、インビーム$$gamma$$線核分光法で調べた。既知の$$d$$$$_{5/2}$$バンド, 1/2$$^-$$[550]バンドをより高スピン状態まで拡張した。発見されたバンド交差は$$g$$$$_{9/2}$$陽子の整列によるものであると解釈した。$$^{101}$$Pdの回転バンドの性質を周辺の核、及びcranked shell modelと比較・議論した。


Signature inversion in the 7/2$$^-$$[503] band of $$^{185}$$Pt

Li, G. S.*; Zhou, X. H.*; Zhang, Y. H.*; Zheng, Y.*; Liu, M. L.*; Hua, W.*; Zhou, H. B.*; Ding, B.*; Wang, H. X.*; Lei, X. G.*; et al.

Journal of Physics G; Nuclear and Particle Physics, 38(9), p.095105_1 - 095105_9, 2011/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:86.72(Physics, Nuclear)


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