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論文

Precise intensity measurements in the $$^{14}$$N(n,$$gamma$$)$$^{15}$$N reaction as a $$gamma$$-ray intensity standard up to 11 MeV

宮崎 格*; 坂根 仁*; 高山 寛和*; 笠石 昌史*; 東條 暁典*; 古田 昌孝*; 林 裕晃*; 末松 倫*; 楢崎 裕道*; 清水 俊明*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 45(6), p.481 - 486, 2008/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:70.64(Nuclear Science & Technology)

$$^{14}$$N(n,$$gamma$$)$$^{15}$$N反応で放出する主要$$gamma$$線の絶対強度を0.3$$sim$$1.0%の精度で決定した。測定は、KURの中性子導管を用いて実施した。窒素のサンプルとしては、液体窒素及び重水置換メラミンを使用した。測定結果を従来の測定値と比較し、従来の測定データの問題点を指摘した。また、数MeV以上の$$gamma$$線エネルギーにおいて、$$gamma$$線検出効率の測定値とシミュレーションコードの計算結果に系統的な差の存在することを見いだし問題提起した。

論文

Minor actinide neutron capture cross-section measurements with a 4$$pi$$ Ge spectrometer

小泉 光生; 長 明彦; 藤 暢輔; 木村 敦; 水本 元治; 大島 真澄; 井頭 政之*; 大崎 敏郎*; 原田 秀郎*; 古高 和禎*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 562(2), p.767 - 770, 2006/06

 被引用回数:5 パーセンタイル:57.11(Instruments & Instrumentation)

原子核科学研究グループにおいては、文科省公募型特会事業において、マイナーアクチニドの中性子捕獲断面積を測ることを目的として、4$$pi$$Geスペクトロメータを使った実験装置の準備を行っている。実験は、京大炉の電子LINAC施設で行う予定で、TOF中性子ビームラインの整備はほぼ完了している。4$$pi$$Geスペクトロメータの建設は進行中である。並行して、デジタル処理テクニックに基づく新しいデータ収集システムの開発を行った。以上この事業の現状について紹介する。

報告書

長寿命核中性子捕獲断面積決定に必要な即発$$gamma$$線放出率の測定(先行基礎工学研究に関する共同研究報告書)

宮崎 格*; 清水 俊明*; 柴田 理尋*; 河出 清*; 古高 和禎; 中村 詔司; 坂根 仁

JNC-TY8400 2005-002, 40 Pages, 2005/06

JNC-TY8400-2005-002.pdf:2.69MB

半減期が数万年に及ぶ長寿命の核分裂生成物(LLFP)を短寿命化させる核変換技術の開発には中性子捕獲反応の精度の良い断面積データが必要である。しかし、放射性核種の中には、放射化法では測定できないか、あるいは極めて測定の難しいものがある。即発$$gamma$$線を用いた断面積測定ならその問題の解決を期待できる。そこで、本研究では即発$$gamma$$線を測定するのに必要な10MeVまでの高エネルギー$$gamma$$線の放出率の標準となる$$^{14}$$N(n,$$gamma$$)$$^{15}$$N 反応の測定と即発$$gamma$$線を用いた捕獲断面積測定手法の開発を目的とする。そのために以下の三つの研究を行った。京都大学原子炉実験所のB-4スーパーミラー中性子導管(B-4孔)にて熱中性子照射測定実験を行った。バランス法とシミュレーション計算を援用したゲルマニウム検出器の効率曲線表現法の開発により、$$^{14}$$N (n, $$gamma$$)$$^{15}$$N 反応で放出される主要な即発$$gamma$$線の放出率を精度0.2-0.9%で決定した。また、$$^{23}$$Na ,$$^{27}$$Al ,$$^{51}$$V ,$$^{55}$$Mn ,$$^{59}$$Co ,$$^{64}$$Ni ,$$^{65}$$Cu ,$$^{141}$$Pr ,$$^{186}$$W ,$$^{197}$$Au の10核種について、即発$$gamma$$線とb壊変$$gamma$$線を用いた断面積測定値を比較した。それにより報告されている即発$$gamma$$線の放出率が系統的にずれており、過去のデータを測定した際の検出効率がずれていた可能性があることがわかった。$$^{104}$$Pd (n, $$gamma$$)$$^{105}$$Pd 反応断面積の測定を行った。$$^{107}$$Pd は放射性廃棄物中に含まれるLLFPであり、その核変換を考える際には同位体として混ざっている$$^{104}$$Pd の断面積も重要である。断面積の下限値を精度6%で決定した。また報告されている$$^{105}$$Pd 周辺の核データから、核構造の類似性に着目して上限値を推定する方法を検討した。放出率の下限値を安全サイドで79%小さい値に見積もった。それに伴い断面積の上限値は27%大きな値になる。

論文

Proton-neutron configurations in $$^{236g,m}$$Am and its EC-decay daughter $$^{236}$$Pu

浅井 雅人; 阪間 稔*; 塚田 和明; 市川 進一; 羽場 宏光*; 西中 一朗; 永目 諭一郎; 後藤 真一*; 小島 康明*; 大浦 泰嗣*; et al.

European Physical Journal A, 23(3), p.395 - 400, 2005/02

 被引用回数:12 パーセンタイル:32.13(Physics, Nuclear)

$$gamma$$線核分光の手法により$$^{236}$$AmのEC崩壊を研究した。$$^{236}$$Amには半減期3.6分と2.9分の2つの核異性体があることがわかった。娘核$$^{236}$$Puの励起準位を構築し、$$K^{pi}=0^{-}$$の8重極振動バンドと2準粒子状態を同定した。2準粒子状態のうちの1つは半減期1.2$$mu$$秒のKアイソマーであった。$$^{236g,m}$$Amから$$^{236}$$Puの2準粒子状態へのEC遷移は$$log ft$$=4.8-5.3という小さい値を示し、この事実から$$^{236g,m}$$Amと2準粒子状態の陽子-中性子配位を決定した。

論文

EC and $$alpha$$ decays of $$^{235}$$Am

浅井 雅人; 阪間 稔*; 塚田 和明; 市川 進一; 羽場 宏光*; 西中 一朗; 永目 諭一郎; 後藤 真一*; 小島 康明*; 大浦 泰嗣*; et al.

European Physical Journal A, 22(3), p.411 - 416, 2004/12

 被引用回数:7 パーセンタイル:51.72(Physics, Nuclear)

$$^{235}$$AmのEC及び$$alpha$$崩壊を$$gamma$$線核分光の手法により調べた。$$^{235}$$Puの励起準位を初めて構築し、予備的ではあるが準位のスピン・パリティ及びニールソン軌道を同定した。実験結果から$$^{235}$$Amの基底状態の軌道配位を$$pi5/2^{-}[523]$$と評価した。一方$$^{231}$$Npの$$pi5/2^{-}[523]$$準位のエネルギーは15keV以下であることがわかり、実験で得られた$$alpha$$線のエネルギー値と合わせて、$$^{235}$$Amの$$Q_{alpha}$$値を6569$$^{+27}_{-12}$$keVと決定した。

論文

$$alpha$$-decays of neutron-deficient americium isotopes

阪間 稔*; 浅井 雅人; 塚田 和明; 市川 進一; 西中 一朗; 永目 諭一郎; 羽場 宏光*; 後藤 真一*; 柴田 理尋*; 河出 清*; et al.

Physical Review C, 69(1), p.014308_1 - 014308_11, 2004/01

 被引用回数:17 パーセンタイル:27.75(Physics, Nuclear)

原研タンデム加速器から得られる$$^{6}$$Liビームを用いてウラン同位体$$^{233,235}$$Uを照射し、中性子欠損アメリシウム同位体$$^{233,234,235,236}$$Amを合成した。核反応生成生物はガスジェット結合型オンライン同位体分離器により、選択的に分離され放射線測定から同定された。$$^{235}$$Amのアルファ壊変を初めて観測するとともに、$$^{233,234,236}$$Amのアルファ壊変データを詳細に調べ、これら同位体のアルファ壊変に伴う阻害因子に関して新たな知見を得た。

論文

The Development of Melamine-D for the Precise Measurement of Detection Efficiencies of High Energy $$gamma$$-rays

中村 詔司; 高山 寛和*; 河出 清*; 原田 秀郎

JAERI-Conf 2003-006, p.237 - 240, 2003/06

即発ガンマ線分光法による測定実験において、高エネルギーガンマ線に対する検出効率を正確に求める必要がある。そのために重水で置換したメラミン(C6D6N6)試料を用いることを提案した。試料中に含まれている窒素の中性子捕獲反応の際に放出される即発ガンマ線を測定することにより、10MeVまでの高エネルギーガンマ線に対する検出効率を精度良く求めることが可能となった。

論文

Nuclear decay properties of the neutron-deficient actinides

阪間 稔*; 塚田 和明; 浅井 雅人; 市川 進一; 羽場 宏光; 後藤 真一*; 西中 一朗; 永目 諭一郎; 大浦 泰嗣*; 小島 康明*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.3), p.34 - 37, 2002/11

中性子欠損アクチノイド核$$^{233,234,235,236}$$Am並びに$$^{237,238}$$Cmの壊変特性をガスジェット結合型オンライン同位体分離装置を用いて調べた。これらの核種は、タンデム加速器から得られる$$^{6}$$Liビームを用いて$$^{233,235}$$U,$$^{237}$$Npターゲットを照射して合成した。この中で$$^{233}$$Amと$$^{237}$$Cmは新アイソトープとして同定した。また$$alpha$$壊変エネルギーと$$alpha$$壊変半減期の系統性に基づき、本研究で初めて観測した$$^{233}$$Am及び$$^{235}$$Amの$$alpha$$壊変遷移に関して考察した。

論文

Measurements of EC and weak $$alpha$$ decays of neutron-deficient transuranium isotopes

浅井 雅人; 阪間 稔; 塚田 和明; 市川 進一; 羽場 宏光; 西中 一朗; 永目 諭一郎; 後藤 真一; 小島 康明*; 大浦 泰嗣*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.2), p.474 - 477, 2002/08

中性子欠損領域に位置する短寿命アメリシウム及びキュリウム同位体をタンデム加速器を用いて合成し、イオン化・同位体分離することでそれらのEC崩壊及び微弱な$$alpha$$崩壊を観測した。$$^{235, 236}$$AmのEC崩壊に伴う$$gamma$$線の観測から崩壊図式を作成し、親核及び娘核における陽子中性子の配位を決定した。$$^{233, 235}$$Amで観測された$$alpha$$崩壊は$$pi 5/2^{-}[523]$$軌道間の主$$alpha$$遷移であることがわかった。これらのデータからこの領域の原子核の核構造,変形度,原子質量などを明らかにした。

論文

Decay studies of neutron-deficient Am, Cm, and Bk nuclei using an on-line isotope separator

浅井 雅人; 阪間 稔*; 塚田 和明; 市川 進一; 羽場 宏光; 西中 一朗; 永目 諭一郎; 後藤 真一*; 秋山 和彦; 豊嶋 厚史; et al.

Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences, 3(1), p.187 - 190, 2002/06

オンライン同位体分離装置を用いて質量分離した中性子欠損アメリシウム,キュリウム,バークリウムのEC及び$$alpha$$崩壊について調べた。$$^{235, 236}$$Amの崩壊図式を作成し、親核及び娘核における陽子中性子の配位を決定した。$$^{233, 235}$$Amで観測された$$alpha$$崩壊は$$pi 5/2^{-}[523]$$軌道間の主$$alpha$$遷移であることがわかった。$$^{237, 238}$$Cmの$$Q_{alpha}$$値を決定した。これらの情報からこれらの原子核の核構造,変形度,原子質量を議論した。

論文

Q$$_{beta}$$ determination of neutron-rich isotope $$^{144}$$La with a total absorption detector

柴田 理尋*; 進藤 晃成*; 谷口 秋洋*; 小島 康明*; 河出 清*; 市川 進一; 川瀬 洋一*

Journal of the Physical Society of Japan, 71(5), p.1401 - 1402, 2002/05

 被引用回数:8 パーセンタイル:47.4(Physics, Multidisciplinary)

$$^{235}$$Uの中性子核分裂で生成する、半減期40.8秒の$$^{144}$$Laの$$beta$$線最大エネルギーを2台のBGO結晶で構成された全吸収検出器で測定した。実験は、京都大学原子炉実験所に設置された質量分離器を用いて行った。検出器のエネルギー補正をQ$$_{beta}$$が正確に決定されている。$$^{91,92,93}$$Rb,$$^{139,140,141}$$Csで行った後、$$^{144}$$Laの測定を進めQ$$_{beta}$$を5.54$$pm$$0.10MeVと決定した。決定した値は、Audiらの評価値ならびに質量公式(KUTY)の理論値5.56MeVと良い一致を示した。

論文

Performance of the multiple target He/PbI$$_{2}$$ aerosol jet system for mass separation of neutron-deficient actinide isotopes

市川 進一; 塚田 和明; 浅井 雅人; 羽場 宏光; 阪間 稔*; 小島 康明*; 柴田 理尋*; 永目 諭一郎; 大浦 泰嗣*; 河出 清*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 187(4), p.548 - 554, 2002/04

 被引用回数:13 パーセンタイル:31.67

重イオン核融合反応で生成する中性子欠損アクチノイド核のオンライン同位体分離を目的に、多層標的槽,ガスジェット搬送装置ならびに熱イオン源から構成されるオンライン・システムを構築した。本システムは、$$^{141}$$Pr($$^{6}$$Li,4n)反応で生成する$$^{143m}$$Smを11%の効率で、$$^{233}$$U($$^{6}$$Li,4n)反応で生成する$$^{235}$$Amを0.3~0.4%の効率で分離できる。さらに、反応で生成した核種の分離にかかわる時間は1~2秒で、かつ100時間以上の連続した実験に使用可能である。本システムによる未知核種の探索では、$$^{237}$$Np($$^{6}$$Li,4n)反応で生成する、$$^{237}$$Cmの発見に成功した。この時の$$^{237}$$Cmの生成断面積は1$$mu$$bと予測された。

論文

Normalization of $$gamma$$-$$gamma$$ angular correlation coincidence counts using characteristic X-rays

浅井 雅人*; 河出 清*; 柴田 理尋*; 小島 康明*; 長 明彦; 小泉 光生; 関根 俊明

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 463(1-2), p.205 - 212, 2001/05

 被引用回数:2 パーセンタイル:76.71

われわれは3個以上のGe検出器を用いる$$gamma$$線角度相関測定において、異なる効率を持つ検出器の組み合せから得られる同時計数値を規格化する新しい方法を提案する。この方法は内部転換や軌道電子捕獲に伴って放出される特性KX線が$$gamma$$線と同時計数され、特性KX線が等方的に放出されることを利用する。角度相関の決定には、目的の$$gamma$$線とKX線の強度比を求めるだけでよく、検出器効率も、単一Ge検出器による$$gamma$$線強度も必要としないことが特徴である。この方法の有用性はオンライン質量分離された$$^{126}$$Laと$$^{128}$$La線源で実証した。

報告書

Activation cross section measurement at neutron energy from 13.3 to 14.9MeV using FNS facility

春日井 好己; 池田 裕二郎; 宇野 喜智; 山本 洋*; 河出 清*

JAERI-Research 2001-025, 74 Pages, 2001/03

JAERI-Research-2001-025.pdf:2.29MB

D-T中性子源FNSを用いて、エネルギーが13.4MeVから14.9MeVの中性子に対する60反応の放射化断面積を測定した。対象の反応は、(1)おもに希土類核を標的とする32反応,(2)短寿命核(半減期が1秒から20分の)を生成する19反応,(3)9つの(n,n$$alpha$$)反応,である。測定値と過去に報告された実験値及び評価値と比較した。また、(n,p)及び(n,$$alpha$$)反応については、既に提案されている経験式を用いた値と比較した。また、(n,n$$alpha$$)反応の系統性を議論した。

論文

Application of a total absorption detector to Q$$_{beta}$$ determination without the knowledge of the decay scheme

柴田 理尋*; 小島 康明*; 鵜野 浩行*; 河出 清*; 谷口 秋洋*; 川瀬 洋一*; 市川 進一; 前川 藤夫; 池田 裕二郎

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 459(3), p.581 - 585, 2001/03

 被引用回数:8 パーセンタイル:12.79

崩壊前後の質量差を意味する、$$beta$$線最大エネルギーの測定に用いる全吸収検出器を開発した。本検出器はGe並びにSi検出器に比べ約二桁効率が高く、かつ崩壊に伴い放出される全ての$$gamma$$線と$$beta$$線の検出が可能である。これにより、崩壊図式が未知あるいは不完全な核種から放出される、10MeVまでの、$$beta$$線最大エネルギーを決定することができる。本検出器を、ウラン-235の熱中性子核分裂で生成するQ$$_{beta}$$が未決定の$$^{151}$$Ceを対象に$$beta$$線最大エネルギーの測定に応用した。その結果、$$^{151}$$CeのQ$$_{beta}$$を5.27(20)MeVと、初めて決定することに成功した。

論文

New isotope $$^{233}$$Am

阪間 稔*; 塚田 和明; 浅井 雅人; 市川 進一; 羽場 宏光; 後藤 真一*; 大浦 泰嗣*; 西中 一朗; 永目 諭一郎; 柴田 理尋*; et al.

European Physical Journal A, 9(3), p.303 - 306, 2000/11

 被引用回数:13 パーセンタイル:38.24(Physics, Nuclear)

原研タンデム加速器及びガスジェット結合型オンライン同位体分離装置を用いて、中性子欠損未知アメリシウム同位体$$^{233}$$Amを初めて同定した。$$^{233}$$Amの$$alpha$$崩壊を観測し、半減期3.2$$pm$$0.8分、$$alpha$$線エネルギー6780$$pm$$17keVと決定した。これらの値と$$alpha$$崩壊分岐比から、観測された$$^{233}$$Amの$$alpha$$崩壊は主$$alpha$$遷移であることがわかった。

論文

Spectroscopic studies of mass-separated heavy nuclei

浅井 雅人; 阪間 稔*; 塚田 和明; 市川 進一; 羽場 宏光; 西中 一朗; 永目 諭一郎; 後藤 真一*; 小島 康明*; 大浦 泰嗣*; et al.

AIP Conference Proceedings 561, p.358 - 367, 2000/09

重核・超重核の核構造や安定性は、これまで高感度の$$alpha$$線測定によって調べられてきた。しかし$$gamma$$線核分光や$$alpha$$崩壊確率の非常に小さい核種を測定する場合、多数の核反応生成物から目的とする核種を分離する必要がある。本研究では、原研タンデム加速器に付設されたオンライン同位体分離装置を用いて短寿命のAm,Cm同位体を分離し、$$alpha$$及び$$gamma$$線核分光を行った。$$^{233,235}$$Amの原子核質量を決定し、予測値より100-200keV小さいことを明らかにした。またされらの$$alpha$$崩壊は主$$alpha$$遷移であることがわかった。$$^{236}$$AmのEC崩壊$$alpha$$線核分光により、$$^{236}$$Amの基底状態と核異性体準位の陽子中性子配位を決定し、娘核の励起準位の性質を明らかにした。

論文

Decay studies of neutron-rich isotopes produced in proton-induced fission of actinides

市川 進一; 浅井 雅人*; 塚田 和明; 西中 一朗; 永目 諭一郎; 長 明彦; 柴田 理尋*; 河出 清*; 小島 康明*; 阪間 稔*; et al.

Proceedings of 2nd International Conference on Fission and Neutron-rich Nuclei, p.203 - 205, 2000/03

これまで見いだした6つの中性子過剰希土類核の核的性質について議論した。実験で求めた半減期と理論で予測された半減期との比較から、これら核種はより不安定であることが明らかとなった。決定した$$^{166}$$Tb, $$^{167}$$Tb, $$^{168}$$Tbの崩壊図式から娘核種の変形度にかかわる情報を取り出し、近傍の核種と比較した。その結果、偶-偶核では中性子数98の$$^{164}$$Dy、次いで中性子数102の$$^{163}$$Dyが、奇質量核では中性子数97の$$^{163}$$Dyが大きく変形していることがわかった。また、会議では最近見いだした二つの核種$$^{162}$$Sm, $$^{166}$$Gdについても報告した。

論文

$$beta$$-decay half-lives of new neutron-rich isotopes of elements from Pm to Tb

市川 進一; 浅井 雅人*; 塚田 和明; 長 明彦; 阪間 稔*; 小島 康明*; 柴田 理尋*; 西中 一朗; 永目 諭一郎; 大浦 泰嗣*; et al.

AIP Conference Proceedings 495, p.103 - 106, 1999/12

これまで実験で決定した6つの新中性子過剰核:$$^{159}$$Pm,$$^{161}$$Sm,$$^{165}$$Gd,$$^{166}$$Tb,$$^{167}$$Tb,$$^{168}$$Tbの$$beta$$崩壊半減期を、大局的理論と微視的理論で得られた予測値と比較して議論した。大局的理論では、6核種とも、予測値はファクター2の範囲で実験値に一致していた。一方微視的理論では特にTb同位体について大きな相違が見られた。予測値は計算に用いるQ$$_{beta}$$の値により大きく異なる。そこで、微視的理論の計算に用いるQ$$_{beta}$$の値を、最新の評価に置き換えて半減期を予測すると、ファクター3程度で一致することがわかった。しかしながら、実験値を再現するにはより大きいQ$$_{beta}$$の値を採用する必要がある。このことは、理論で予想されるより不安定な核種であることを示唆している。

論文

Systematics of the atomic masses of $$^{124-130}$$La isotopes

山本 洋*; 柴田 理尋*; 河出 清*; 小島 康明*; 長 明彦; 渡辺 智; 小泉 光生; 関根 俊明

JAERI-Review 99-025, TIARA Annual Report 1998, p.208 - 210, 1999/10

TIARA-ISOLで分離した$$^{124-130}$$Laの$$beta^{+}$$壊変に伴う$$beta^{+}$$線最大エネルギーを高純度ゲルマニウム検出器によって測定し、$$^{124,125,127,130}$$Laについて初めて実験値を得た。各種の質量公式のうち、橘らによる質量公式が今回の実験値をよく再現しているが、一般に質量公式はこれらの同位元素に関して原子質量を小さく評価している。二中性子分離エネルギーの系統性から、質量数128近傍でLa同位体の核構造が変化していることが示唆された。

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