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論文

Population of nuclides with Z$$ge$$98 in multi-nucleon transfer reactions of $$^{48}$$Ca+$$^{248}$$Cm

Devaraja, H. M.*; Heinz, S.*; Beliuskina, O.*; Hofmann, S.*; Hornung, C.*; M$"u$nzenberg, G.*; Ackermann, D.*; Gupta, M.*; Gambhir, Y. K.*; Henderson, R. A.*; et al.

European Physical Journal A, 55(2), p.25_1 - 25_9, 2019/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:14.11(Physics, Nuclear)

The results for nuclei above curium, produced in multi-nucleon transfer reactions of $$^{48}$$Ca+$$^{248}$$Cm at the velocity filter SHIP of GSI Darmstadt, are presented. Spontaneous fission and $$alpha$$ activities have been used to study the population of nuclei with lifetimes ranging from few milliseconds to several days. We observed several, relatively neutron-rich isotopes with atomic numbers Z $$ge$$ 98; among them a weak 224 millisecond activity which we tentatively attributed to $$^{260}$$No. The measured cross-sections of the observed nuclei give hope that multi-nucleon transfer reactions are a way to reach new neutron-rich heavy and superheavy nuclei, which are not accessible in other reactions. We compare our results with data from earlier experiments and discuss limitations and future perspectives of the method.

論文

Review of even element super-heavy nuclei and search for element 120

Hofmann, S.*; Heinz, S.*; Mann, R.*; Maurer, J.*; M$"u$nzenberg, G.*; Antalic, S.*; Barth, W.*; Burkhard, K. G.*; Dahl, L.*; Eberhardt, K.*; et al.

European Physical Journal A, 52(6), p.180_1 - 180_34, 2016/06

 被引用回数:59 パーセンタイル:7.58(Physics, Nuclear)

The reaction $$^{54}$$Cr+$$^{248}$$Cm was investigated at the velocity filter SHIP at GSI with the intention to study production and decay properties of isotopes of element 120. Three correlated signals were measured, which occurred within a period of 279 ms. The heights of the signals correspond with the expectations for a decay sequence starting with an isotope of element 120. However, a complete decay chain cannot be established, since a signal from the implantation of the evaporation residue cannot be identified unambiguously. Measured properties of the event chain are discussed in detail. The result is compared with theoretical predictions. Previously measured decay properties of even element super-heavy nuclei were compiled in order to find arguments for an assignment from the systematics of experimental data. In the course of this review, a few tentatively assigned data could be corrected. New interpretations are given for results which could not be assigned definitely in previous studies. The discussion revealed that the cross-section for production of element 120 could be high enough so that a successful experiment seems possible with presently available techniques. However, a continuation of the experiment at SHIP for a necessary confirmation of the results obtained in a relatively short irradiation of five weeks is not possible at GSI presently. In the summary and outlook section we also present concepts for the continuation of research in the field of super-heavy nuclei.

論文

Remarks on the fission barriers of super-heavy nuclei

Hofmann, S.*; Heinz, S.*; Mann, R.*; Maurer, J.*; M$"u$nzenberg, G.*; Antalic, S.*; Barth, W.*; Dahl, L.*; Eberhardt, K.*; Grzywacz, R.*; et al.

European Physical Journal A, 52(4), p.116_1 - 116_12, 2016/04

 被引用回数:14 パーセンタイル:10.27(Physics, Nuclear)

Shell-correction energies of super-heavy nuclei are approximated by using Q$$_{alpha}$$ values of measured decay chains. Five decay chains were analyzed, which start at the isotopes $$^{285}$$Fl, $$^{294}$$118, $$^{291}$$Lv, $$^{292}$$Lv and $$^{293}$$Lv. The data are compared with predictions of macroscopic-microscopic models. Fission barriers are estimated that can be used to eliminate uncertainties in partial fission half-lives and in calculations of evaporation-residue cross-sections. In that calculations, fission probability of the compound nucleus is a major factor contributing to the total cross-section. The data also provide constraints on the cross-sections of capture and quasi-fission in the entrance channel of the fusion reaction. Arguments are presented that fusion reactions for synthesis of isotopes of elements 118 and 120 may have higher cross-sections than assumed so far.

論文

Observation of new neutron-deficient isotopes with Z$$ge$$92 in multinucleon transfer reactions

Devaraja, H. M.*; Heinz, S.*; Beliuskina, O.*; Comas, V. F.*; Hofmann, S.*; Hornung, C.*; M$"u$nzenberg, G.*; 西尾 勝久; Ackermann, D.*; Gambhir, Y. K.*; et al.

Physics Letters B, 748, p.199 - 203, 2015/09

AA2015-0304.pdf:0.78MB

 被引用回数:25 パーセンタイル:6.41(Astronomy & Astrophysics)

In deep inelastic multinucleon transfer reactions of $$^{48}$$Ca +$$^{248}$$Cm we observed about 100 residual nuclei with proton numbers between Z =82 and Z =100. Among them, there are five new neutron-deficient isotopes: $$^{216}$$U, $$^{219}$$Np, $$^{223}$$Am, $$^{229}$$Am and $$^{233}$$Bk. As separator for the transfer products we used the velocity filter SHIP of GSI while the isotope identification was performed via the $$alpha$$-decay chains of the nuclei. These first results reveal that multinucleon transfer reactions together with here applied fast and sensitive separation and detection techniques are promising for the synthesis of new isotopes in the region of heaviest nuclei.

論文

The Reaction $$^{48}$$Ca + $$^{248}$$Cm $$rightarrow$$ $$^{296}$$116$$^{*}$$ studied at the GSI-SHIP

Hofmann, S.*; Heinz, S.*; Mann, R.*; Maurer, J.*; Khuyagbaatar, J.*; Ackermann, D.*; Antalic, S.*; Barth, B.*; Block, M.*; Burkhard, H. G.*; et al.

European Physical Journal A, 48(5), p.62_1 - 62_23, 2012/05

 被引用回数:104 パーセンタイル:1.27(Physics, Nuclear)

The synthesis of element 116 in the reactions of $$^{48}$$Ca+$$^{248}$$Cm was studied at the GSI-SHIP. Four decay chains from the isotope $$^{292}$$116 and one decay $$^{293}$$116 were detected at the reaction leading to the excitation energy of 40.9 MeV. The cross sections were 3.4 and 0.9 pb, respectively. The decay character reproduced the reported data at FLNR, Russia. In the $$alpha$$ decay chain, we observed the higher $$alpha$$-particle energy in the decay of $$^{289}$$114, which suggested the population and the decay of a quasiparitcle state.

論文

High power millimeter wave experiment of ITER relevant electron cyclotron heating and current drive system

高橋 幸司; 梶原 健; 小田 靖久; 春日井 敦; 小林 則幸*; 坂本 慶司; Doane, J.*; Olstad, R.*; Henderson, M.*

Review of Scientific Instruments, 82(6), p.063506_1 - 063506_7, 2011/06

 被引用回数:17 パーセンタイル:26(Instruments & Instrumentation)

ITER相当の電子サイクロトロン加熱電流駆動システム(ITER EC H&CD)の大電力実験を行った。システムは、170GHz, 1MWジャイロトロン、短距離・長距離の伝送系、ITERランチャー(アンテナ)モックアップから構成される。伝送系は、整合器,コルゲート導波管,6個のマイターベンド,導波管スイッチ,遮断弁からなり、ランチャーモックアップは、現設計に基づいて構築した。伝送系については、ITER仕様を超える1MW/800秒の伝送、0.5MW/1000秒という定常伝送に成功し、大電力・長パルス伝送による伝送系のダメージもなく、実験中、系内の放電も観測することはなかった。伝送効率は96%と、これについても仕様を超える結果を得た。ランチャーモックアップについては、ミリ波放射仕様である20-40度の放射角可変性を実証した。これらの結果は、ITER EC H&CDシステムの実現可能性を証明するものである。

論文

Progress on the heating and current drive systems for ITER

Jacquinot, J.*; Albajar, F.*; Beaumont, B.*; Becoulet, A.*; Bonicelli, T.*; Bora, D.*; Campbell, D.*; Chakraborty, A.*; Darbos, C.*; Decamps, H.*; et al.

Fusion Engineering and Design, 84(2-6), p.125 - 130, 2009/06

 被引用回数:21 パーセンタイル:13.38(Nuclear Science & Technology)

ITER用電子サイクロトロン波(EC),イオンサイクロトロン波(IC),中性ビーム(NB)、そして低域混成波(LH)について、その物理と工学の両面の進展を2007/2008年にレビューした。全体仕様の変更はないものの、以下のような設計変更があった。第一に、DTフェーズの前に全パワーである73MW入射をルーティンに入射可能となるように調整すべきこと。第二に、NBを水素フェーズにもフルパワー入射が可能となるように対向壁を用意する、IC用によりロバスト名アンテナ2式を用意する、またECには2MW容量の伝送系を用意して、増力を容易にする。さらにRF源と計測及び加熱用ポートプラグの試験施設となる付属建屋を用意する。第三に、LHのようにITERの長パルス運転時に適した電流駆動システムを開発するための計画の必要性が認識された。

論文

Design of electron cyclotron heating and current drive system of ITER

小林 則幸; Bigelow, T.*; Bonicelli, T.*; Cirant, S.*; Denisov, G.*; Heidinger, R.*; Henderson, M.*; Hogge, J.-P.*; Piosczyk, B.*; Ramponi, G.*; et al.

AIP Conference Proceedings 933, p.413 - 416, 2007/10

2001年工学設計活動終了以降、電子サイクロトロン加熱電流駆動装置の設計は、物理的理解の進みや取り合い条件変更に従い、変化してきた。定格20MWの高周波電力を4台の上部ランチャー又は1台の水平ランチャーにより入射する。どちらのランチャーも、高周波ビームの広い入射角度変化が必要なため、ランチャー先端近くに回転ミラーを置く方式を用いる。高周波ビームの変調と3極が供給する170GHzジャイロトロンに対応する自由度を考慮し、IGBTによるパルスステップモジュレータで構成した直流高圧電源を使用の予定である。ジャイロトロンからの高周波は直径63.5mmのコルゲート導波管でランチャーまで伝送し、上部ランチャーと水平ランチャーとの間で導波管スイッチにより伝送方向を切り替える。加熱電流駆動装置には、3台の127.5GHzジャイロトロンと専用直流高圧電源から成り、初期電離を補助するスタートアップ装置がある。水平ランチャーからスタートアップ用高周波を入射するため、3台の170GHzジャイロトロンと伝送系を共用する。信頼性のあるITER用電子サイクロトロン加熱電流駆動装置を確立するため、大電力長パルスに耐える機器の研究開発を行っている。

口頭

Modelling of heating and current drive performance in ITER operational scenarios

及川 聡洋; Polevoi, A. R.*; Bonoli, P. T.*; Campbell, D. J.*; Henderson, M.*

no journal, , 

ITERにおける中性粒子ビーム(NB),電子サイクロトロン波(EC),低域混成波(LH)による加熱電流駆動を評価するためにこれまで整備してきた物理モデル,コードと、Q=10誘導運転と定常運転の参照シナリオにおける加熱電流駆動性能を報告する。NBコードはJAEAで開発されたもので、モンテカルロ法を用い、高速中性粒子の電離モデルとして最新の原子データを取り入れた鈴木モデルを採用した。ECコードもJAEAで開発された光線追跡と擬線形フォッカープランクを元にしたコードである。LHコードはMITとの協力で導入したもので、1次元フォッカープランクに衝突オペレータに2次元効果を取り入れており2次元コードと良い一致を示す。昨年NBと入射ポートの設計の見直しによりNB入射角の可動範囲が2001年工学設計よりも狭まったことにより、NB電流駆動分布は小半径で0.05程度内寄りになった。LHは近接条件のために磁場に平行方向の屈折率として2程度と比較的高い値を選ばざるを得ず、定常運転参照シナリオでは水平ポートから入射可能な20MWのパワーでLH電流駆動は0.83MA程度である。

口頭

Modelling and issues of heating and current drive performance in ITER

及川 聡洋; Polevoi, A. R.*; Bonoli, P. T.*; Campbell, D. J.*; Henderson, M.*; 濱松 清隆; 谷 啓二*

no journal, , 

ITERにおける中性粒子ビーム(NB),電子サイクロトロン波(EC),低域混成波(LH)による加熱電流駆動を評価するためにこれまで整備してきた物理モデル,コードと、Q=10誘導運転と定常運転の参照シナリオにおける加熱電流駆動性能を報告する。NBコードはJAEAで開発されたもので、モンテカルロ法を用い、高速中性粒子の電離モデルとして最新の原子データを取り入れた鈴木モデルを採用した。ECコードもJAEAで開発された光線追跡と擬線形フォッカープランクを元にしたコードである。LHコードはMITとの協力で導入したもので、1次元フォッカープランクに衝突オペレータに2次元効果を取り入れており2次元コードと良い一致を示す。昨年NBと入射ポートの設計の見直しによりNB入射角の可動範囲が2001年工学設計よりも狭まったことにより、NB電流駆動分布は小半径で0.05程度内寄りになった。LHは近接条件のために磁場に平行方向の屈折率として2程度と比較的高い値を選ばざるを得ず、定常運転参照シナリオでは水平ポートから入射可能な20MWのパワーでLH電流駆動は0.83MA程度である。

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