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論文

Possibility of secondary $$i$$- and $$s$$-processes following $$r$$-process in the collapsar jet

He, Z.*; 梶野 敏貴*; 日下部 元彦*; Zhou, S.-G.*; 小浦 寛之; 千葉 敏*; Li, H.*; Lin, Y.*

Astrophysical Journal Letters, 966(2), p.L37_1 - L37_7, 2024/05

https://doi.org/10.3847/2041-8213/ad444c
 被引用回数：1 パーセンタイル：0.00(Astronomy & Astrophysics)

The slow and intermediate neutron-capture processes, $$s$$- and $$i$$-processes, are believed to occur in asymptotic giant branch stars to provide half of the heavy atomic nuclei with A $$geq$$. We suggest a possibility that certain types of outflows found in the collapsar, which is a supernova generated by a rapidly rotating massive star undergoing core collapse, leaving behind a black hole and emitting relativistic jets, can provide conditions that are viable for $$s$$- and $$i$$-processes as secondary processes following the rapid neutron-capture process, $$r$$-process. We propose that the pronounced odd-even effect in the mass abundance pattern near rare earth elements in metal-deficient halo stars could be an observational hint for the $$s$$- and $$i$$-processes in the collapsar.

論文

Lifetimes of exotic nuclei

Mukha, I.*; 小浦 寛之; 橘 孝博*

Handbook of Nuclear Physics, Vol.1, p.179 - 213, 2023/09

https://doi.org/10.1007/978-981-19-6345-2_102

Among the most fundamental properties of exotic nuclides, the ones usually established first are the half-life, possible radioactive decay modes, and their relative probabilities. Lifetime measurements of exotic nuclear isotopes and their comparison with theoretical predictions are presented in this chapter. The chapter concludes with present day status and future aspects of experimental methods and calculations. This is a review on the part of lifetime of exotic nuclei in the textbook of "Handbook of Nuclear Physics" (eds. Isao Tanihata, Hiroshi Toki and Toshitaka Kajino (Springer, Singapore (2023)).

論文

第24回核構造・崩壊データ評価者ネットワーク会議

小浦 寛之

核データニュース(インターネット), (134), p.82 - 96, 2023/02

2022年10月24-28日にオーストラリア国立大学(Australian National University、キャンベラ)にて技術会合「第24回核構造・崩壊データ評価者ネットワーク会議(24th Technical Meeting of the International Network of Nuclear Structure and Decay Data Evaluators)」が開催された。これは評価済み核構造ファイル(Evaluated Nuclear Structure Data File: ENSDF)の評価者(evaluator)の情報交換と、今後の活動について議論する技術会合である。今回、日本の評価者代表として参加し、日本の活動を報告するとともに、各国の活動状況について情報を収集した。

論文

Study of the $$N=32$$ and $$N=34$$ shell gap for Ti and V by the first high-precision multireflection time-of-flight mass measurements at BigRIPS-SLOWRI

飯村 俊*; Rosenbusch, M.*; 高峰 愛子*; 角田 佑介*; 和田 道治*; Chen, S.*; Hou, D. S.*; Xian, W.*; 石山 博恒*; Yan, S.*; et al.

Physical Review Letters, 130(1), p.012501_1 - 012501_6, 2023/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.130.012501
 被引用回数：13 パーセンタイル：88.25(Physics, Multidisciplinary)

The atomic masses of $$^{55}$$Sc, $$^{56,58}$$Ti, and $$^{56-59}$$V have been determined using the high-precision multireflection time-of-flight technique. The radioisotopes have been produced at RIKEN's Radioactive Isotope Beam Factory (RIBF) and delivered to the novel designed gas cell and multireflection system, which has been recently commissioned downstream of the ZeroDegree spectrometer following the BigRIPS separator. For $$^{56,58}$$Ti and $$^{56-59}$$V, the mass uncertainties have been reduced down to the order of 10 keV, shedding new light on the $$N=34$$ shell effect in Ti and V isotopes by the first high-precision mass measurements of the critical species $$^{58}$$Ti and $$^{59}$$V. With the new precision achieved, we reveal the nonexistence of the $$N=34$$ empirical two-neutron shell gaps for Ti and V, and the enhanced energy gap above the occupied $$nu$$p$$_{3/2}$$ orbit is identified as a feature unique to Ca. We perform new Monte Carlo shell model calculations including the $$nu$$d$$_{5/2}$$ and $$nu$$g$$_{9/2}$$ orbits and compare the results with conventional shell model calculations, which exclude the $$nu$$g$$_{9/2}$$ and the $$nu$$d$$_{5/2}$$ orbits. The comparison indicates that the shell gap reduction in Ti is related to a partial occupation of the higher orbitals for the outer two valence neutrons at $$N = 34$$.

論文

科学と技術のための核データ国際会議(ND2022),6; 教育・アウトリーチ

小浦 寛之

核データニュース(インターネット), (133), p.49 - 54, 2022/10

2022年7月に米国サクラメントで開催された第15回科学と技術のための核データ国際会議(ND2022)の「教育とアウトリーチ」セッション(7月25日(月)12時45分、日本時間7月26日4時45分開始)について報告を行った。マドリード工科大学のOscar Cabellosの「欧州連合における核データ教育」、筆者による「日本における核図表の教育普及活動」、米国エアロスペースコープのCatherine Romanoによる「米国の核データワーキンググループNDWGの活動」について講演が行われた。欧州では原子力に関するオンライン、オフラインのトレーニングプログラムについて紹介され、日本では紙版核図表の配布や3次元ブロック核図表の作成、およびクラウドファンディングを用いた高校への核図表配布、そしてそれらを用いた出張講演について紹介され、米国では核データに関するプロジェクトの推進および予算手当についての仕組みについて紹介された。

論文

科学と技術のための核データ国際会議(ND2022),5; 宇宙核物理

小浦 寛之

核データニュース(インターネット), (133), p.44 - 48, 2022/10

2022年7月に米国サクラメントで開催された第15回科学と技術のための核データ国際会議(ND2022)の宇宙核物理(現地時間7月26日(火)9時30分、日本時間7月27日(水)1時30分開始)について報告を行った。全部で4講演あり、スイスPSIのNadine Mariel Chieraは長寿命の放射性核種を測定する研究を紹介し、天体における元素合成のうちs過程と呼ばれる元素合成に関わるSm-146, Gd-148, Dy-154の高精度測定について、PSIの測定システムERAWASTの紹介とともに報告した。同じくPSIのRugard DresslerはMn-53の中性子捕獲断面積測定について、ERAWASTシステムを用いた解析を報告した。英国エジンバラ大学Nikolay SosninはSe-77,78の中性子捕獲断面積についてスイスCERNのn_TOF実験施設を用いた測定について報告した。イタリアLaboratori Nazionali del SudのSimone Amaducciはやはりn_TOFを用いたCe-140の中性子捕獲断面積測定の報告を行った。どれもs過程に関わる実験であり、核データの地道な測定が天体各物類に貢献していることを示す成果であった。

論文

Ground-state $$beta$$-decay spectroscopy of $$^{187}$$Ta

向井 もも*; 平山 賀一*; 渡辺 裕*; 渡邉 寛*; 小浦 寛之; Jeong, S. C.*; 宮武 宇也*; Brunet, M.*; 石澤 倫*; Kondev, F. G.*; et al.

Physical Review C, 105(3), p.034331_1 - 034331_6, 2022/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.105.034331
 被引用回数：7 パーセンタイル：72.81(Physics, Nuclear)

Beta-decay spectroscopy of the $$^{187}$$Ta ground state was performed at the KEK Isotope Separation System. $$beta$$-delayed $$gamma$$ rays corresponding to the previously reported in-beam transitions were observed. The $$beta$$-decay half-life of the $$^{187}$$Ta ground state was determined to be 283(10) s by analyzing a time spectrum of $$beta$$-$$gamma$$ coincidence events. The $$beta$$-decay branching ratio and log($$ft$$) values were evaluated for the first time. Based on the newly evaluated log($$ft$$) values of $$>$$6.0 and a decay scheme, spin-parity values of I$$^pi$$ = 7/2$$^+$$ originating from the odd-proton orbit $$pi$$7/2[404] were assigned with high confidence, which is consistent with the systematics of neighboring odd-A nuclides.

論文

Masses of exotic nuclei

山口 貴之*; 小浦 寛之; Litvinov, Yu. A.*; Wang, M.*

Progress in Particle and Nuclear Physics, 120, p.103882_1 - 103882_98, 2021/09

https://doi.org/10.1016/j.ppnp.2021.103882
 被引用回数：51 パーセンタイル：84.06(Physics, Nuclear)

Recent developments in precision mass spectrometry of radioactive isotopes (RI) and some selected related physics subjects are reviewed. Although the progress of RI beam facilities was enormous in the last decades and new, more powerful facilities are expected to come in operation in the coming few years, some regions on the nuclidic chart will remain unaccessible for experiments. Therefore, the properties of nuclides, in particular heavy neutron-rich nuclei, will have to be determined through theoretical calculations. It is an important quest to use the new precision masses for constraining and further developing of reliable nuclear theory. In this review article we focus on the recent experimental challenges and findings as well as on the cutting-edge experimental technologies and mass formula theories.

論文

First high-precision direct determination of the atomic mass of a superheavy nuclide

Schury, P.*; 伊藤 由太; 小浦 寛之; 他25名*

Physical Review C, 104(2), p.L021304_1 - L021304_7, 2021/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.104.L021304
 被引用回数：18 パーセンタイル：88.94(Physics, Nuclear)

We present the first direct measurement of the atomic mass of a superheavy nuclide. Atoms of $$^{257}$$Db (Z=105) were produced online at the RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science using the fusion-evaporation reaction $$^{208}$$Pb($$^{51}$$V, 2n)$$^{257}$$Db. The gas-filled recoil ion separator GARIS-II was used to suppress both the unreacted primary beam and some transfer products, prior to delivering the energetic beam of $$^{257}$$Db ions to a helium gas-filled ion stopping cell wherein they were thermalized. Thermalized $$^{257}$$Db$$^{3+}$$ ions were then transferred to a multireflection time-of-flight mass spectrograph for mass analysis. An alpha particle detector embedded in the ion time-of-flight detector allowed disambiguation of the rare $$^{257}$$Db$$^{3+}$$ time-of-flight detection events from background by means of correlation with characteristic $$alpha$$ decays. The extreme sensitivity of this technique allowed a precision atomic mass determination from 11 events. The mass excess was determined to be 100063(231)$$_{rm stat}$$(132)$$_{rm sys}$$ keV/c$$^{2}$$. Comparing to several mass models, we show the technique can be used to unambiguously determine the atomic number as Z=105 and should allow similar evaluations for heavier species in future work.

論文

ニホニウム; 超重元素・超重核の物理

小浦 寛之

ニホニウム; 超重元素・超重核の物理; 基本法則で読み解く物理学最前線,24, 236 Pages, 2021/06

2016年11月に、原子番号113番の元素の名前として「ニホニウム」が命名された。ニホニウムは元素の中で、現在のところ唯一日本にちなんで名付けられた元素である。本書ではこのニホニウムについてその合成・発見を紹介するとともに、その周辺である超重元素・超重核の物理について解説する。第1章では特に「ニホニウム発見物語」として、113番元素がどのようにして合成・発見されたのか、その経緯について実験に関わった立場から時系列で紹介する。実はニホニウムは日本vsロシア-アメリカの共同研究チームの熾烈な研究競争であった。日本の立場からはまさに「薄氷を踏む思い」で命名権を得たのである。第2章以降ではやや専門的な解説を行う。第2章では元素の周期表の周期律について解説し、それが原子番号が大きくなると相対論効果で破られることを紹介する。第3$$sim$$6章は原子核物理から見た超重原子核の解説で、「超重核の安定の島」を紹介する。そして最後の7章で超重元素,超重原子核の存在の限界について解説する。元素は何番まで存在しうるのか、そして原子核はどこまで存在しうるか、原子物理,原子核物理の双方から、筆者の見解を含めながら解説する。

論文

原子力機構(JAEA)核図表アンケート集計

湊 太志; 小浦 寛之

核データニュース(インターネット), (127), p.46 - 62, 2020/10

http://www.aesj.or.jp/~ndd/ndnews/pdf127/No127-07.pdf

核データ研究グループが発行しているJAEA核図表では、2018年度版の発行の際に利用希望者にアンケートの回答をお願いさせていただいた。本報告では、アンケートの集計結果について報告を行う。また、核図表の有償化についての結論と今後の方向性について現状を報告する。

論文

原子力機構核図表2018

小浦 寛之

核データニュース(インターネット), (127), p.38 - 45, 2020/10

http://www.aesj.or.jp/~ndd/ndnews/pdf127/No127-06.pdf

原子力機構で発行している核図表を今回2018年度に11回目の発行を行った。今回の改定で核種数は4年前の3,150各種から3,299核種に増加し、また、新元素名として113番元素ニホニウムを含めた4元素が加わった。元素周期表としては原子力機構タンデム加速器で世界で初めて測定されたローレンシウムのイオン化ポテンシャルを今回掲載した。また、今回の初めての試みとして日本語版を作成した。加えて、翌年2019年度には高校生向けの日本語版核図表の公開を目指したクラウドファンディングを実施した。このような作業およびその周辺について報告する。

論文

第23回核構造・崩壊データ評価者ネットワーク会議

小浦 寛之

核データニュース(インターネット), (124), p.1 - 13, 2019/10

http://www.aesj.or.jp/~ndd/ndnews/pdf124/No124-01.pdf

2019年4月8-12日にウィーンの国際原子力機関IAEAにて技術会合「第23回核構造・崩壊データ評価者ネットワーク会議(23rd Technical Meeting of the International Network of Nuclear Structure and Decay Data Evaluators)」が開催された。これは評価済み核構造ファイル(Evaluated Nuclear Structure Data File: ENSDF)の評価者(evaluator)の情報交換と、今後の活動について議論する技術会合である。今回、日本の評価者代表として参加し、日本の活動を報告するとともに、各国の活動状況について情報を収集した。

論文

超重元素の核的性質

小浦 寛之

超重元素化学の最前線; フロンティアシリーズ,2, p.49 - 58, 2019/09

図書「超重元素化学の最前線」の第8章「超重元素の核的性質」の表題で、原子核物理理論から見た超重元素の原子核としての性質を記述する。まず、原子核の人工合成の歴史について述べ、ついで原子核質量について簡単な説明をした後、超重元素における原子核としての安定性・不安定性について議論する。そして超重核領域における$$alpha$$崩壊, $$beta$$崩壊,自発核分裂といった崩壊様式について解説をしたのち、閉殻構造および「超重核の安定の島」についての理論予測について、特に核図表におけるその位置について議論を行う。最後に、「超重核の安定の島」を大きく超えた原子核の性質についてその存在可能性を含めた見解を述べる。

論文

Nuclear data sheets for A=218

Singh, B.*; Basunia, M. S.*; Martin, M.*; McCutchan, E. A.*; Bara, I.*; Caballero-Folch, R.*; Canavan, R.*; Chakrabarti, R.*; Chekhovska, A.*; Grinder, M. M.*; et al.

Nuclear Data Sheets, 160, p.405 - 471, 2019/09

https://doi.org/10.1016/j.nds.2019.100524
 被引用回数：14 パーセンタイル：75.77(Physics, Nuclear)

The evaluated data are presented for 11 known A=218 nulcides (Pb, Bi, Po, At, Rn, Fr, Ra, Ac, Th, Pa and U). For $$^{218}$$Pb, $$^{218}$$Bi, $$^{218}$$At and $$^{218}$$Pa, data are available only for the ground states. For $$^{218}$$U, only the g.s. and a high-spin isomer are known, with no data on $$gamma$$-ray transitions available. For $$^{218}$$Po, ten excited states are known from $$^{218}$$Bi decay, with no knowledge on the multipolarities of gamma-ray transitions. For $$^{218}$$Th, five excited states in the g.s. band are known from an in-beam $$gamma$$-ray study. Data on level half-lives, multipolarities and mixing ratios of gamma transitions is generally lacking for A=218 nuclei. The static magnetic dipole moment has been measured for only an isomer in $$^{218}$$Fr. This evaluation was carried out as part of a joint IAEA-ICTP workshop for Nuclear Structure and Decay Data, organized and hosted by the IAEA, Vienna, and ICTP, Trieste, October 15-26, 2018.

論文

「Joint IAEA-ICTP Workshop on Nuclear Structure and Decay Data; Experiment, Theory and Evaluation」に参加して

小浦 寛之

核データニュース(インターネット), (123), p.1 - 11, 2019/06

http://www.aesj.or.jp/~ndd/ndnews/pdf123/No123-01.pdf

2018年10月15-26日の2週間にわたり、イタリアのトリエステの国際理論物理センター(International Center for Theoretical Study)にて「Joint IAEA-ICTP Workshop on Nuclear Structure and Decay Data: Experiment, Theory and Evaluation」が開催された。これは、ENSDF(Evaluated Nuclear Structure Data File)の普及を意図した若手向けのワークショップで、参加者は原子核、核データに関する講義を受けつつ、核データファイルの作成を実習するというプログラムである。本レポートでは、発表代表者が参加した本プログラムの様子についてレポートする。プログラムでは原子核物理,核データの入門講義を行い、ENSDFファイル作成をグループチームで分担して行った。最終日までに参加者全員で質量数A=218についての評価を(ほぼ)終了させた。作業したENSDFファイルはNuclear Data Shetesにて公開される予定である。

論文

Analysis of nuclear structure in the nuclear chart and improvement to the gross theory of $$beta$$ decay

遠藤 史隆*; 小浦 寛之

Physical Review C, 99(3), p.034303_1 - 034303_8, 2019/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.99.034303
 被引用回数：6 パーセンタイル：41.52(Physics, Nuclear)

The gross theory, a global method of calculation for nuclear $$beta$$ decay, is improved on the single-particle treatment. We analyzed the $$beta$$ decay channel for the entire region of nuclides, and found that the allowed transition from ground to ground or low-energy states is suppressed systematically in the neighboring of doubly-magic heavier nuclei. It is mainly due to the shift of neutron and proton single particle levels in one major shell, and resulting the change in spin and parity between parent and daughter nuclei occurs. Under this consideration, the nuclear matrix elements for the allowed transition on the gross theory are suppressed in the above condition. In the vicinity of the doubly-magic numbers of neutron-rich nuclides such as nuclei with $$Z=50$$ and $$82$$, calculated half-lives are longer when we compere to the previous work, in which only mismatching in parity is considered. In the super-heavy neutron-rich nuclei with $$N=184$$, half-lives is predicted to be longer due to the same mechanism.

報告書

Proceedings of the 2017 Symposium on Nuclear Data; November 16-17, 2017, iVil, Tokai-mura, Ibaraki, Japan

西尾 勝久; 宇都野 穣; 千葉 敏*; 小浦 寛之; 岩本 修; 中村 詔司

JAEA-Conf 2018-001, 226 Pages, 2018/12

JAEA-Conf-2018-001.pdf:22.81MB

2017年度核データ研究会は、2017年11月16日, 17日に、茨城県東海村の東海村産業・情報プラザ(アイヴィル)にて開催された。本研究会は、日本原子力学会核データ部会と日本原子力研究開発機構先端基礎研究センターが主催、日本原子力学会シグマ特別専門委員会と日本原子力学会北関東支部が共催した。今回、チュートリアルとしてオークリッジ国立研究所のRykaczewski氏による講演「全エネルギー吸収ガンマ線測定と遅発中性子に関する新しいデータ」を、講演・議論のセッションとして「核物理と核データ」(2セッション)、「原子核理論と核データ」、「原子炉」、「核データと応用」(2セッション)の6セッションを企画・実施した。さらに、ポスターセッションでは、実験、理論、評価、ベンチマーク、応用など、幅広い研究内容について発表が行われた。参加者総数は79名で、それぞれの口頭発表及びポスター発表では活発な質疑応答が行われた。本報告書は、本研究会における口頭発表14件、ポスター発表23件の論文をまとめている。

論文

重元素・超重元素の科学(原子核物理); 超重元素の核的性質(理論); 超重核の安定の島

小浦 寛之

Radioisotopes, 67(6), p.267 - 275, 2018/06

https://doi.org/10.3769/radioisotopes.67.267

Radioisotopes誌の連載講座「重元素・超重元素の科学」のシリーズにて「超重元素の核的性質(理論)」のテーマで解説を行い、超重核領域における原子核の核構造、崩壊様式の理論について概説をし、いわゆる「超重核の安定の島」の理論的予測について発表者が行った研究結果を中心に紹介する。まず核図表を用いて原子核の安定性の物理的意味の簡単な説明と原子核合成実験の現状を紹介し、次いで超重核領域における単一粒子準位の理論計算を用いて超重核の安定性の定性的な議論を行う。さらに原子核の安定性の直接の指標である原子核崩壊様式について一般的な解説をしたのち、KTUY(小浦-橘-宇野-山田)質量模型を用いた$$alpha$$崩壊, $$beta$$崩壊, 自発核分裂についての計算結果を紹介する。われわれの研究により、陽子の数が114、中性子の数が184が2重閉殻魔法数であり、これを中心に超重核の安定の島が分布している予測を得ている。そしてこの領域における最長の半減期をもつ原子核は$$^{294}$$Ds(原子番号110)と見積もることができ、その半減期はおよそ300年、その崩壊様式は$$alpha$$崩壊が優勢という理論予測となった。

論文

First direct mass measurements of nuclides around $$Z$$ = 100 with a multireflection time-of-flight mass spectrograph

伊藤 由太*; Schury, P.*; 和田 道治*; 新井 郁也*; 羽場 宏光*; 平山 賀一*; 石澤 倫*; 加治 大哉*; 木村 創大*; 小浦 寛之; et al.

Physical Review Letters, 120(15), p.152501_1 - 152501_6, 2018/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.120.152501
 被引用回数：66 パーセンタイル：92.56(Physics, Multidisciplinary)

冷たい核融合反応および熱い融合反応によって生成した変形閉殻中性子数152の近傍に位置する原子核$$^{246}$$Es, $$^{251}$$Fm、および超フェルミウム原子核$$^{249-252}$$Md, $$^{254}$$Noの質量の直接測定を、多反射時間飛行質量分析装置(MR-TOF)を用いて実施した。$$^{246}$$Esおよび$$^{249,250,252}$$Mdの質量測定は世界で初めての成果である。さらに$$^{249,250}$$Mdの質量を$$alpha$$崩壊連鎖のアンカーポイントとして用いて$$^{261}$$Bhおよび$$^{266}$$Mtまでの重い原子核の質量を決定した。これらの新測定された質量を理論質量計算と比較し、巨視的・微視的模型の予測値と良い一致が見られることを示した。近接する3つの質量値から求められる経験的殻ギャップエネルギー$$delta_{2n}$$を今回の質量値から求め、MdおよびLrに対する変形閉殻中性子数$$N=152$$の存在を裏付ける結果を得た。

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