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論文

Neutron angular distribution in ($$gamma$$, n) reactions with linearly polarized $$gamma$$-ray beam generated by laser Compton scattering

堀川 賢*; 宮本 修治*; 望月 孝晏*; 天野 壮*; Li, D.*; 今崎 一夫*; 井澤 靖和*; 緒方 一介*; 千葉 敏*; 早川 岳人

Physics Letters B, 737, p.109 - 113, 2014/10

 被引用回数:10 パーセンタイル:40.86(Astronomy & Astrophysics)

1950年代に、100%直線偏光した$$gamma$$線の($$gamma$$,n)反応による中性子の角度分布は非対称であり、ビーム軸に対して90度の角度では、a+b sin$$^{2}$$$${theta}$$の関数で記述できることが予言されていたが、半世紀以上にわたり中重核に対して実験的には検証されていなかった。われわれはNewSUBARUで直線偏光したレーザーコンプトン散乱$$gamma$$線を用いて、$$^{197}$$Au, $$^{127}$$IとナチュラルのCuに対して、理論的に予言された角度分布を検証した。

論文

Determination of the number of pulsed laser-Compton scattering photons

近藤 壮雄*; 宇都宮 弘章*; 秋宗 秀俊*; 山県 民穂*; 岡本 明之*; 原田 秀郎; 北谷 文人; 嶋 達志*; 堀川 賢*; 宮本 修治*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 659(1), p.462 - 466, 2011/12

 被引用回数:20 パーセンタイル:13.06(Instruments & Instrumentation)

厚い$$gamma$$線吸収材を透過した後に多重光子数のポアソン分布が、入射する光子数のポアソン分布から変化する度合いを測定することにより、レーザ逆コンプトン光子数を高精度で計測できる技術を提案した。検証のため、NewSUBARUで発生させた16.7MeVのレーザ逆コンプトン光の波高スペクトルを6"$$times$$5"のNaI(Tl)検出器により測定した。鉛板の厚さは、$$gamma$$線透過率が75.8, 50.9, 25.9%となる3種類とした。また、鉛板がない場合のスペクトルも測定した。この結果、本手法により、3.5%の精度で入射光子数を決定できることを示した。

論文

Several-MeV $$gamma$$-ray generation at NewSUBARU by laser Compton backscattering

天野 将*; 堀川 賢*; 石原 一樹*; 宮本 修治*; 早川 岳人; 静間 俊行; 望月 孝晏*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 602(2), p.337 - 341, 2009/04

 被引用回数:50 パーセンタイル:3.21(Instruments & Instrumentation)

ニュースバル電子蓄積リングにてCO$$_2$$レーザーを用いてMeV領域のレーザーコンプトン散乱$$gamma$$線源を開発した。電子エネルギーが974, 1220, 1460MeVのときに、計測した$$gamma$$線の最大エネルギーは1.72, 2.72, 3.91MeVであった。$$gamma$$線の輝度は、7300photon/mA/W/sであり、5.8$$times$$10$$^6$$ photon/sの強度が実現した。これらの計測値は計算値と一致した。この世代の$$gamma$$線は蓄積リングのノーロスモードで稼働しており、最大フラックスはレーザーパワーによってのみ制限を受ける。

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:11 パーセンタイル:38.1(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。

論文

Absolute calibration of imaging plate for GeV electrons

中新 信彦*; 近藤 公伯; 薮内 俊毅*; 辻 和樹*; 田中 和夫*; 鈴木 伸介*; 安積 隆夫*; 柳田 謙一*; 花木 博文*; 小林 尚志*; et al.

Review of Scientific Instruments, 79(6), p.166102_1 - 066102_3, 2008/06

高エネルギー電子線の検出器として利用されるイメージングプレートの絶対感度較正を行った。GeV領域に感度較正範囲を広げるべくSPring-8の入射用ライナックを利用した。この結果、従来の100MeVまでの感度が1GeVまで広げられた。

論文

Half-life of $$^{184}$$Re populated by the $$(gamma,n)$$ reaction from laser Compton scattering $$gamma$$ rays at the electron storage ring NewSUBARU

早川 岳人; 宮本 修治*; 林 由紀雄; 川瀬 啓悟*; 堀川 賢*; 千葉 敏; 中西 康介*; 橋本 尚信*; 太田 岳史*; 神門 正城; et al.

Physical Review C, 74(6), p.065802_1 - 065802_5, 2006/12

 被引用回数:23 パーセンタイル:19.49(Physics, Nuclear)

相対論工学によって達成された逆コンプトン$$gamma$$線による$$^{185}$$Re$$(gamma,n)$$$$^{184}$$Re反応を用いて生成した$$^{184}$$Reの半減期を報告する。この逆コンプトン$$gamma$$線はニュースバルの電子蓄積リングにおいて生成された。これまで、$$^{184}$$Reの3$$^-$$のスピン・パリティーを持つ基底状態の半減期測定は、重水素ビームを用いて行われた。その結果、38.0$$pm$$0.5日の半減期が計測されている。しかし、この時点では$$^{184}$$Reに8$$^+$$のスピン・パリティーを持つアイソマーの存在は知られていなかった。そのため、このアイソマー(半減期は169$$pm$$8日)の寄与があるはずであり、本来の値より長くなっている可能性が極めて高い。一般に粒子ビームの入射反応と比較して、$$(gamma,n)$$反応は原子核に持ち込む角運動量が小さいために小さいスピンを持つ基底状態を生成しやすいという長所を有する。本実験によって、35.4$$pm$$0.7日の半減期が得られた。これは、これまで奨励されていた半減期より約7%も短い。この結果は、放射化法を用いた応用研究に直接的に影響を与える。

口頭

ニュースバルの逆コンプトン$$gamma$$線によるReの光核反応

早川 岳人; 宮本 修治*; 林 由紀雄; 川瀬 啓悟*; 堀川 賢*; 千葉 敏; 中西 康介*; 橋本 尚信*; 太田 岳史*; 神門 正城; et al.

no journal, , 

SPring-8のニュースバル放射光施設では、最大17MeVの逆コンプトン$$gamma$$線が利用可能である。このエネルギーは中性子離別エネルギーはもちろん、巨大共鳴のエネルギーより十分に高いため、原子核と反応し中性子数が1小さい同位体を生成する。この手法で、天然に存在する安定同位体より軽い不安体同位体の生成が可能である。Re-185からRe-184を生成し、そのベータ崩壊の半減期を83日間にわたり計測した。その結果、従来の推奨値より7%短い半減期を得た。これまでの推奨値は、アイソマーの影響があったが、本実験ではその寄与がないためである。

口頭

Half-life of $$^{184}$$Re populated by photodisintegration reaction with Laser Compton scattering $$gamma$$-rays at NewSUBARU

早川 岳人; 宮本 修治*; 林 由紀雄; 川瀬 啓悟*; 堀川 賢*; 千葉 敏; 中西 康介*; 橋本 尚信*; 太田 岳史*; 神門 正城; et al.

no journal, , 

ニュースバルでは最大エネルギー17MeVのレーザー逆コンプトン$$gamma$$線が稼動している。この$$gamma$$線を原子核に照射すると、$$gamma$$線と原子核が光核反応を起こし、もとの原子核とは異なる同位体が生成される。この手法を用いて、Re-185から不安体同位体Re-184を生成した。このRe-184の基底状態のベータ崩壊を83日間計測した。その結果、約35.4日の半減期の値を得た。この値は従来の推奨値より7%短いとの結果を得た。これは、従来の推奨値が計測された段階では、約169日の半減期のアイソマーが発見されていなかったためである。

口頭

レーザー逆コンプトン$$gamma$$線による軽核の光核反応断面積測定

静間 俊行; 川瀬 啓悟; 早川 岳人; 宮本 修治*; 堀川 賢*; 藤原 守

no journal, , 

高エネルギー加速電子とレーザー光との相対論的コンプトン散乱により、MeVエネルギー領域の$$gamma$$線ビーム(レーザー逆コンプトン$$gamma$$線)が生成される。レーザー逆コンプトン$$gamma$$線は、単色性,エネルギー可変性、及び偏光性において優れており、このような特徴を活かし、核反応断面積,核遷移強度やスピン・パリティなど核反応、核構造の詳細な情報を得ることが可能である。現在、われわれは、兵庫県立大学・高度産業科学研究所,ニュースバル放射光施設において稼動中のレーザー逆コンプトン$$gamma$$線発生装置を用いて、放射化法によるカリウム領域核に対する光核反応断面積の測定実験を行っており、最近の実験結果について報告する。

口頭

NewSUBARUの逆コンプトン$$gamma$$線によるHo-164の光核反応による生成と崩壊測定

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.

no journal, , 

NewSUBARUには8-17MeVのエネルギー領域の逆コンプトン$$gamma$$線が稼動している。この逆コンプトン$$gamma$$線をHoターゲットに照射し、Ho-165からHo-164を生成する。Ho-164にはベータ崩壊する基底状態のほかに、約37分の半減期で崩壊するアイソマーが存在する。このアイソマーを光核反応で生成し、その内部崩壊$$gamma$$線の崩壊曲線を計測することで半減期を測定した。その結果、従来の値より8%短い半減期を得ることができた。

口頭

レーザー逆コンプトン$$gamma$$線による$$^{35}$$Cl, $$^{39}$$Kの光核反応断面積測定

静間 俊行; 早川 岳人; 川瀬 啓悟; 藤原 守; 宮本 修治*; 堀川 賢*

no journal, , 

ニュースバル放射光施設のレーザー逆コンプトン$$gamma$$線を用いて行った$$^{35}$$Clと$$^{39}$$Kに対する光核反応断面積の測定結果について報告する。実験ではアルミニウム容器に密閉した塩化カリウム粉末をターゲットとして使用した。$$^{35}$$Clと$$^{39}$$Kの光核反応によって生成した$$^{34}$$Clと$$^{38}$$Kからの崩壊$$gamma$$線を計測し、$$gamma$$線平均エネルギー16MeVにおける生成断面積を、それぞれ0.7(2)mb及び0.5(2)mbと決定した。これらの結果は、殻模型による計算と一致することがわかった。

口頭

ヨコヅナクマムシ${it Ramazzottius varieornatus}$; 宇宙生物学の研究モデルとして

堀川 大樹*; 國枝 武和*; 阿部 渉*; 越川 滋行*; 中原 雄一*; 渡邊 匡彦*; 岩田 健一*; 坂下 哲哉; 浜田 信行*; 東 正剛*; et al.

no journal, , 

クマムシの一種、ヨコヅナクマムシ${it Ramazzottius varieornatus}$が藻類${it Chlorella vulgaris}$を餌として培養可能であることを報告する。本種の培養個体の乾眠能力を調査したところ、卵,幼体,成体のいずれの発生段階においても乾眠に移行できることがわかった。さらに、乾眠状態の成体は-196$$^{circ}$$Cの超低温や100$$^{circ}$$Cの高温,99.8%のアセトニトリル,1GPaの超高圧,5000GyのHeイオン照射にも耐えうることがわかった。以上の結果から、ヨコヅナクマムシは、宇宙生物学における多細胞生物研究のモデルとして有用であると考えられる。

口頭

Half-life measurements of neutron-deficient isotopes using laser Compton scattering $$gamma$$-rays at NewSUBARU

早川 岳人; 静間 俊行; 宮本 修治*; 天野 将*; 堀川 賢*; 林 由紀雄; 川瀬 啓悟; 神門 正城; 菊澤 信宏; 千葉 敏; et al.

no journal, , 

ニュースバルでは現在MeVエネルギー領域のレーザーコンプトン散乱$$gamma$$線源が稼動している。レーザーと電子の散乱によって準単色な$$gamma$$線が生成される。17MeVのレーザーコンプトン$$gamma$$線を原子核に照射すると相互作用を起こし、中性子が放出され原子核は軽い同位体に変換される。生成された軽い同位体はアイソマーやベータ崩壊する基底状態を有している場合がある。このような原子核の半減期測定を行った。Re-184の基底状態の半減期測定では過去のデータより7%短い半減期が、Ho-164のアイソマーの半減期測定では過去のデータより3%短い結果が得られた。これらの結果は、レーザーコンプトン$$gamma$$線によって選択的に生成した不安体同位体の半減期測定法を有効であることを示す。

口頭

レーザー逆コンプトン$$gamma$$線を用いた$$^{40}$$Caの光核共鳴散乱実験

静間 俊行; 早川 岳人; 川瀬 啓悟; 宮本 修治*; 堀川 賢*; 藤原 守

no journal, , 

陽子数又は中性子数が魔法数(28, 50, 82, 126など)となる閉殻核やその近傍核では、低い励起エネルギー準位に、核子のスピンフリップによる磁気双極子振動モードが現れる。しかしながら、陽子数,中性子数ともに魔法数20となる$$^{40}$$Caでは、殻構造により、核子のスピンフリップによる磁気双極子励起が禁止される。つまり、$$^{40}$$Caは殻模型がよく成り立つ原子核であると考えられている。一方、最近の大規模殻模型計算によると、$$^{40}$$Caにおける閉殻構造はかなりの程度破れていることが示唆されている。そこで、$$^{40}$$Caにおいて純粋な閉殻構造では禁止される基底状態からの磁気双極子遷移の強度分布を調べることにより、魔法数20の閉殻構造を明らかにすることが可能である。本セミナーでは、$$^{40}$$Caに対する光核共鳴散乱実験の結果について報告する。

口頭

直線偏光したレーザーコンプトン散乱$$gamma$$線による($$gamma$$,n)反応の中性子角度分布

早川 岳人; 堀川 賢*; 望月 孝晏*; 宮本 修治*; 天野 壮*; 井澤 靖和*; 今崎 一夫*; 千葉 敏*

no journal, , 

従来、エネルギー可変で、エネルギー幅が十分に狭く、かつほぼ100%の直線偏光が可能な$$gamma$$線源が存在しなかった。このような光は、直線偏光したレーザーと電子のコンプトン散乱によって生成可能である。対象となる原子核の中性子離別エネルギーより高いエネルギーを有するレーザーコンプトン散乱$$gamma$$線を原子核に放射すると、おもに($$gamma$$,n)反応で中性子が発生する。この中性子の角度分布を計測したところ、角度分布が存在した。

口頭

レーザーコンプトン$$gamma$$線を用いた二重閉殻核Ca-40の核共鳴蛍光散乱実験

静間 俊行; 早川 岳人; 宇都野 穣; 宮本 修治*; 堀川 賢*

no journal, , 

高い偏光度を持つ準単色レーザーコンプトン$$gamma$$線を用いて二重閉殻核Ca-40の核共鳴蛍光散乱実験を行った。高純度ゲルマニウム検出器を用いて共鳴散乱$$gamma$$線の測定を行い、励起エネルギー10.3MeVに磁気的双極子励起に基づく準位を観測した。本発表では、Ca-40の核共鳴蛍光散乱実験の結果及び大規模殻模型を用いた磁気双極子遷移強度の計算結果について報告する。

口頭

直線偏光($$gamma$$,n)反応による中性子角度分布

早川 岳人; 宮本 修治*; 堀川 賢*; 望月 孝晏*; 天野 壮*; Li, D.*; 今崎 一夫*; 井澤 靖和*; 千葉 敏*; 緒方 一介*

no journal, , 

1950年代に100%直線偏光した$$gamma$$線による($$gamma$$,n)反応において、双極子遷移を経由した場合、中性子の角度分布は極角90度においては、方位角の関数としてa+b$$cdot$$cos($${2}{phi}$$)の簡単な形で記述できることが理論的に予言されていた。しかし、半世紀以上にわたってこのことは検証されていなかった。我々はニュースバルの直線偏光したレーザーコンプトン散乱$$gamma$$線を用いて、3種類のテーゲットについて角度分布を計測することで、検証した。

口頭

50年前に予言された直線偏光$$gamma$$線の($$gamma$$,n)角度分布の実証

早川 岳人; 堀川 賢*; 宮本 修治*; 望月 孝晏*; 天野 壮*; Li, D.*; 今崎 一夫*; 井澤 靖和*; 緒方 一介*; 千葉 敏*

no journal, , 

1950年代にAgodiは100%直線偏向した$$gamma$$線による($$gamma$$,n)反応で放出される中性子のビーム軸に対して90$$^{circ}$$における方位角方向の角度分布は非対称であり、a+b$$cdot$$cos($${2}{phi}$$)の関数で記述できると予言した。しかし、半世紀以上にわたり実験的には検証されていなかった。また、Agodiの研究は1970年代以降では忘れ去られてしまった。我々は初めて、NewSUBARUの直線偏光したレーザーコンプトン散乱$$gamma$$線を用いて3種類のターゲット上の角度分布を実験的に計測した。

口頭

Laser Compton scattering $$gamma$$-ray experiments for supernova neutrino process

早川 岳人; 宮本 修治*; 望月 孝晏*; 堀川 賢*; 天野 壮*; Li, D.*; 今崎 一夫*; 井澤 靖和*; 緒方 一介*; 千葉 敏*

no journal, , 

原子核におけるM1強度は超新星爆発におけるニュートリノと原子核の相互作用の強さを評価する上で、重要な物理量である。そこで、我々はM1強度を計測するために、直線偏光したレーザーコンプトン散乱$$gamma$$線をプローブとして、($$gamma$$, n)光核反応で放出される中性子を計測する手法を提案している。既に行われた理論計算による予言を初めて実証した。

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