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Isomer production ratio of the $$^{112}$$Cd($$n,gamma$$)$$^{113}$$Cd reaction in an $$s$$-process branching point

早川 岳人*; 藤 暢輔; 木村 敦; 中村 詔司; 静間 俊行*; 岩本 信之; 千葉 敏*; 梶野 敏貴*

Physical Review C, 103(4), p.045801_1 - 045801_5, 2021/04

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.02(Physics, Nuclear)

A $$beta$$-decay unstable isomer with a half-life of 14.1 y at 264 keV in $$^{113}$$Cd is a branching point in the $$s$$ process, from which a weak branch reaches to a rare tin isotope $$^{115}$$Sn whose astrophysical origin has been an open problem. We have measured $$gamma$$ rays decaying to the ground state or the isomer in the $$^{112}$$Cd($$n,gamma$$)$$^{113}$$Cd reaction using high-energy resolution detectors in conjunction with a time-of-flight method. The relative production ratios of the isomer to the total following the neutron capture reactions on $$^{112}$$Cd have been evaluated in an energy region of up to 9 keV, and the spin and parity of several resonances have been assigned.


Measurement of the isomer production ratio for the $$^{112}$$Cd($$n,gamma$$)$$^{113}$$Cd reaction using neutron beams at J-PARC

早川 岳人*; 藤 暢輔; Huang, M.; 静間 俊行*; 木村 敦; 中村 詔司; 原田 秀郎; 岩本 信之; 千葉 敏*; 梶野 敏貴*

Physical Review C, 94(5), p.055803_1 - 055803_6, 2016/11

 被引用回数:4 パーセンタイル:35.6(Physics, Nuclear)

The astrophysical origin of a rare isotope $$^{115}$$Sn has remained still an open question. An isomer ($$T_{1/2}$$=14.1 y) in $$^{113}$$Cd is an s-process branching point from which a nucleosynthesis flow reaches to $$^{115}$$Sn. The $$s$$-process abundance of $$^{115}$$Sn depends on the isomer production ratio in the $$^{112}$$Cd($$n,gamma$$)$$^{113}$$Cd reaction. However, the ratio has not been measured in an energy region higher than the thermal energy. We have measured $$gamma$$ rays following neutron capture reactions on $$^{112}$$Cd using two cluster HPGe detectors in conjunction with a time-of-flight method at J-PARC. We have obtained the result that the relative $$gamma$$-ray intensity ratio of the isomer is almost constant in an energy region of up to 5 keV. This result suggests that the $$s$$-process contribution to the solar abundance of $$^{115}$$Sn is negligibly small. We have found that the ratio of a resonance at 737 eV shows about 1.5 times higher than other ratios. This enhancement can be explained by a $$p$$-wave neutron capture. This result suggests measurements of decay $$gamma$$ rays to isomers are effective to assign the spin and parity for neutron capture resonances.


$$beta$$-decay half-lives of 110 neutron-rich nuclei across the $$N$$=82 shell gap; Implications for the mechanism and universality of the astrophysical $$r$$ process

Lorusso, G.*; 西村 俊二*; Xu, Z. Y.*; Jungclaus, A.*; Shimizu, Y.*; Simpson, G. S.*; S$"o$derstr$"o$m, P.-A.*; Watanabe, H.*; Browne, F.*; Doornenbal, P.*; et al.

Physical Review Letters, 114(19), p.192501_1 - 192501_7, 2015/05

 被引用回数:142 パーセンタイル:97.88(Physics, Multidisciplinary)

The $$beta$$-decay half-lives of 110 neutron-rich isotopes of the elements from Rb to Sn were measured at the RIBF Facility at RIKEN, Japan. The new data demonstrate the persistence of shell structure far from stability and have direct implications for the $$r$$-process calculations. In particular, the new half-lives have a global impact on the calculated $$r$$-process elemental abundances, and alleviate the underproduction of isotopes just above and below the A=130 peak, which in the past required the introduction of shell structure modifications. Reaction-network calculations based on the new data reinforce the notion that the r-process abundance pattern may result from the freeze-out of a (n,$$gamma$$)$$_leftarrow^{rightarrow}$$($$gamma$$,n) equilibrium.


Neutrinos in core-collapse supernovae and nucleosynthesis

梶野 敏貴*; Mathews, G. J.*; 早川 岳人

Journal of Physics G; Nuclear and Particle Physics, 41(4), p.044007_1 - 044007_34, 2014/04

 被引用回数:20 パーセンタイル:78.4(Physics, Nuclear)

ニュートリノ反応は超新星爆発における鍵となる要素である。ニュートリノは元素合成においても重要な役割を担う。しかし、多くの問題が未解決である。このレビュー論文では、我々のグループと他のグループによって行われた研究について解説する。多くの努力がニュートリノが中心部から外層への輸送の解明と、外層のエンベロープにおけるニュートリノの熱伝導の役割について行われている。このニュートリノ輸送の話題に加えて、ニュートリノ入射元素合成(ニュートリノ過程とp過程)の現在の話題について解説する。ニュートリノ同位体$$^{180}$$Taと$$^{138}$$Laの生成に関する話題を解説し、ニュートリノ過程核時計$$^{136,138}$$Ce, $$^{138}$$La系と、$$^{92}$$Nbについて説明する。また、その他の問題も議論する。


Supernova neutrino nucleosynthesis of the radioactive $$^{92}$$Nb observed in primitive meteorites

早川 岳人; 中村 航*; 梶野 敏貴*; 千葉 敏; 岩本 信之; Cheoun, M. K.*; Mathews, G. J.*

Astrophysical Journal Letters, 779(1), p.L9_1 - L9_5, 2013/12

 被引用回数:28 パーセンタイル:63.56(Astronomy & Astrophysics)




鈴木 俊夫*; 吉田 敬*; 千葉 敏; 梶野 敏貴*

日本物理学会誌, 67(1), p.49 - 54, 2012/01

超新星における$$^7$$Li, $$^{11}$$B, $$^{138}$$La, $$^{180}$$Ta等の元素合成には、ニュートリノ過程が重要な役割を果たす。最近の中性子過剰核を中心とした原子核物理の発展に基づいて新しい殻模型ハミルトニアンを構築し、実験との詳細な比較検討を行って、ニュートリノ-原子核反応断面積の理論計算を改善した。これにより、超新星で合成される$$^7$$Li, $$^{11}$$B等の軽元素合成量のより正確な評価が可能となった。物質振動(MSW)効果によって元素合成量がニュートリノ混合角$$theta_{13}$$と質量階層に強く依存することを利用して、われわれは未知のニュートリノ振動パラメータを決定する新しい方法を提案した。



鈴木 俊夫*; 吉田 敬*; 千葉 敏; 梶野 敏貴*

日本物理学会誌, 67(1), p.49 - 54, 2012/01

超新星における$$^7$$Li, $$^{11}$$B, $$^{138}$$La, $$^{180}$$Ta等の元素合成には、ニュートリノ-原子核反応過程が重要な役割を果たす。最近の中性子過剰核を中心とした原子核物理の発展に基づいて新しい殻模型ハミルトニアンを構築し、原子核のスピン応答の記述を改善した。新しいハミルトニアンをニュートリノ-原子核反応断面積の理論計算に適用することによって、超新星で合成される$$^7$$Li, $$^{11}$$B等の軽元素合成量のより正確な評価が可能となった。物質振動(MSW)効果によって元素合成量がニュートリノ混合角$$theta_{13}$$と質量階層に強く依存することを利用して、われわれは未知のニュートリノ振動パラメータを決定する新しい方法を提案した。


Reanalysis of the ($$J$$ = 5) state at 592 keV in $$^{180}$$Ta and its role in the $$nu$$-process nucleosynthesis of $$^{180}$$Ta in supernovae

早川 岳人; Mohr, P.*; 梶野 敏貴*; 千葉 敏; Mathews, G. J.*

Physical Review C, 82(5), p.058801_1 - 058801_4, 2010/11

 被引用回数:13 パーセンタイル:64.17(Physics, Nuclear)



Neutrino reactions on $$^{138}$$La and $$^{180}$$Ta via charged and neutral currents by the quasiparticle random-phase approximation

Cheoun, M. K.*; Ha, E.*; 早川 岳人; 梶野 敏貴*; 千葉 敏

Physical Review C, 82(3), p.035504_1 - 035504_7, 2010/09

 被引用回数:38 パーセンタイル:88.44(Physics, Nuclear)



New estimate for the time-dependent thermal nucleosynthesis of $$^{180}$$Ta$$^{m}$$

早川 岳人; 梶野 敏貴*; 千葉 敏; Mathews, G. J.*

Physical Review C, 81(5), p.052801_1 - 052801_4, 2010/05

 被引用回数:48 パーセンタイル:91.58(Physics, Nuclear)



Neutron capture cross section to $$^{113}$$Cd isomer and $$_{s-}$$process contribution to rare $$_{p-}$$nuclide $$^{115}$$Sn

早川 岳人; 静間 俊行; 千葉 敏; 梶野 敏貴*; 初川 雄一; 岩本 信之; 篠原 伸夫; 原田 秀郎

Astrophysical Journal, 707(2), p.859 - 865, 2009/12

 被引用回数:6 パーセンタイル:18.3(Astronomy & Astrophysics)



Reply to "Comment on '$$^{138}$$La-$$^{138}$$Ce-$$^{136}$$Ce nuclear cosmochronometer of supernova neutrino process'"

早川 岳人; 静間 俊行; 梶野 敏貴*; 小川 建吾*; 中田 仁*

Physical Review C, 79(5), p.059802_1 - 059802_2, 2009/05

 被引用回数:0 パーセンタイル:1.45(Physics, Nuclear)

われわれは超新星ニュートリノ過程が発生してからの時間を計測する$$^{138}$$La(T$$_{1/2}$$=102 Gyr)-$$^{138}$$Ce-$$^{136}$$Ce核宇宙時計を提案している。仮に$$^{138}$$Laの72keV以下に1$$^+$$状態が存在している場合、1$$^+$$状態はベータ崩壊するアイソマーになる可能性がある。その場合、ニュートリノ過程で生成された$$^{138}$$Laは再び破壊されてしまうため問題である。最近、Byelikov等は$$^{138}$$Laのガモフ=テラー遷移強度を計測し、$$^{138}$$Laの低エネルギー状態には、まず1$$^+$$状態がないということを示した。われわれの計算結果はこの実験結果と一致しており、$$^{138}$$Laには問題のアイソマーは存在しないというのが結論である。


A New measurement of the astrophysical $$^8$$Li(d,t)$$^7$$Li reaction

橋本 尚志; 石山 博恒*; 渡辺 裕*; 平山 賀一*; 今井 伸明*; 宮武 宇也; Jeong, S.-C.*; 田中 雅彦*; 吉川 宣治*; 野村 亨*; et al.

Physics Letters B, 674(4-5), p.276 - 280, 2009/04

 被引用回数:6 パーセンタイル:44.02(Astronomy & Astrophysics)



Empirical abundance scaling laws and implications for the $$gamma$$ process in core-collapse supernovae

早川 岳人; 岩本 信之; 梶野 敏貴*; 静間 俊行; 梅田 秀之*; 野本 憲一*

Astrophysical Journal, 685(2), p.1089 - 1102, 2008/10

 被引用回数:26 パーセンタイル:56.54(Astronomy & Astrophysics)



Neutrino-nucleus reaction cross sections for light element synthesis in supernova explosions

吉田 敬*; 鈴木 俊夫*; 千葉 敏; 梶野 敏貴*; 横枕 英和*; 木村 恵一*; 高村 明*; Hartmann, D.*

Astrophysical Journal, 686(1), p.448 - 466, 2008/10

新しい殻模型ハミルトニアンを用いて$$^4$$Heと$$^{12}$$Cのニュートリノ反応断面積を求めた。超新星ニュートリノに対してLi, BeとB同位体を生成する崩壊比を導出した。今回求めた断面積を使うと太陽質量の16.2倍の星が超新星を起こした場合に生成する$$^7$$Liと$$^{11}$$Bの量が以前の結果のそれぞれ1.3, 1.2倍になることがわかった。それに対して$$^{10}$$Bの量は三分の一になるなど、顕著な違いのあることもわかった。また、銀河の化学進化のモデルにおいて、超新星で合成された$$^{11}$$Bの量から、超新星爆発時に発生する各種のニュートリノの温度に対する制限が得られた。さらには新しい断面積を用いて、ニュートリノ振動による$$^7$$Liと$$^{11}$$Bの増加がどの程度であるかを示した。


Neutrino-nucleus reaction cross sections for light element synthesis in supernova explosions

吉田 敬*; 鈴木 俊夫*; 千葉 敏; 梶野 敏貴*; 横枕 英和*; 木村 恵一*; 高村 明*; Hartmann, D. H.*

Astrophysical Journal, 686(1), p.448 - 466, 2008/10

 被引用回数:89 パーセンタイル:89.67(Astronomy & Astrophysics)



$$^{138}$$La-$$^{138}$$Ce-$$^{136}$$Ce nuclear cosmochronometer of supernova neutrino process

早川 岳人; 静間 俊行; 梶野 敏貴*; 小川 建吾*; 中田 仁*

Physical Review C, 77(6), p.065802_1 - 065802_5, 2008/06

 被引用回数:14 パーセンタイル:65.6(Physics, Nuclear)

長寿命の放射性同位体は恒星や銀河系の年齢を計測する原子核宇宙時計として用いられている。10億年から1000億年の半減期を有する原子核宇宙時計として、$$^{40}$$K, $$^{87}$$Re, $$^{176}$$Lu, $$^{187}$$Re, $$^{232}$$Th, $$^{238}$$Uの6種類が知られていた。これらは、中性子の捕獲反応過程で生成されており、恒星の中で中性子捕獲反応が発生してから現在までの年齢を計測することに用いられる。しかし、超新星爆発のニュートリノ元素合成過程の原子核宇宙時計はこれまで提案されていなかった。われわれは、約1050年の半減期を有する$$^{138}$$Laを用いた超新星爆発のための原子核宇宙時計を提案する。この時計は、太陽系生成以前の元素合成を記録している前太陽系グレインに適用可能である。われわれは、要求される実験誤差と理論的な誤差を評価し、最近の前太陽系グレインの研究によってこの原子核宇宙時計が有効であることを示した。


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:12 パーセンタイル:61.86(Physics, Nuclear)



The r-process element abundance with a realistic fission fragment mass distribution

千葉 敏; 小浦 寛之; 丸山 敏毅; 太田 雅久*; 龍田 早由*; 和田 隆宏*; 橘 孝博*; 住吉 光介*; 大槻 かおり*; 梶野 敏貴*

AIP Conference Proceedings 1016, p.162 - 167, 2008/05



Systematic study for the shell effect in the fission fragment mass distribution reptured from neutron rich nuclei

太田 雅久*; 龍田 早苗*; 山本 和幸*; 浅野 大雅*; 和田 隆宏*; 橋詰 和明*; 住吉 光介*; 大槻 かおり*; 梶野 敏貴*; 小浦 寛之; et al.

Nuclear Physics A, 805(2), p.558 - 560, 2008/02


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