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U and 
ThFilipescu, D.*; Gheorghe, I.*; Goriely, S.*; 西尾 勝久; 宇都宮 弘章*; 洲嵜 ふみ; 廣瀬 健太郎; 他10名*
Physical Review C, 109(4), p.044602_1 - 044602_23, 2024/04
被引用回数：2 パーセンタイル：82.04(Physics, Nuclear)New measurements of photofission and photoneutron reactions on U and Th in the Giant Dipole Resonance (GDR) energy region have been performed at the laser Compton-scattering 
-ray source of the NewSUBARU synchrotron radiation facility. The photoneutron (
) with 
= 1-3 and photofission (
) reactions have been discriminated by considering a Gaussian distribution of prompt-fission-neutron (PFN) multiplicities predicted by the theory of evaporation in sequential neutron emission from excited fission fragments. We report experimental (
), (
), (
) and () cross sections, average energies of PFNs and of(, 
) photoneutrons, as well as the mean number of PFNs per fission and the width of the PFNs multiplicity distribution. Based on these primary experimental results and combined with reasonable assumptions, we extract also the first- and second-chance fission contributions.
condensed state in 
Mg using the 
C+C scatteringFujikawa, Y.*; Kawabata, T.*; Adachi, S.*; 廣瀬 健太郎; 牧井 宏之; 西尾 勝久; Orlandi, R.; 洲嵜 ふみ; 他13名*
Physics Letters B, 848, p.138384_1 - 138384_6, 2024/01
被引用回数：5 パーセンタイル：77.95(Astronomy & Astrophysics)We searched for the 6-condensed state in Mg by measuring the C+C scattering with the SAKRA Si detector array. By using the invariant-mass method for the detected 3 particles, the inclusive cross sections for the C+C 
C(0
) + X and C(3
) + X reactions were determined. In both the inclusive C(0) + X channel and the exclusive C(0) + C(0
) channel, the cross section peaked at E
= 19.4 MeV, which correspond to the excitation energy of E
= 33.3 MeV in Mg. This 19.4-MeV state is a candidate for the 6-condensed state
Pb and 
Bi in proton-induced reactions near 100 MeV岩元 大樹; 明午 伸一郎; 佐藤 大樹; 岩元 洋介; 石 禎浩*; 上杉 智教*; 八島 浩*; 西尾 勝久; 杉原 健太*; 
elik, Y.*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 544, p.165107_1 - 165107_15, 2023/11
被引用回数：4 パーセンタイル：75.44(Instruments & Instrumentation)入射陽子エネルギー200MeV以下の中性子生成に関する二重微分断面積(DDX)データの不足は、加速器駆動核破砕システム(ADS)の研究開発などの技術応用における核破砕モデルの検証を妨げている。本研究では、このエネルギー領域におけるADS核破砕ターゲット材料のDDX実験データを取得し、解析予測との比較を通じて核破砕モデルに関する課題を明らかにすることを目的とした。実験は、京都大学のFFAG加速器を用いて行った。100MeV領域のPbとBiの陽子入射核反応に対するDDXを飛行時間法を用いて30
から150の角度範囲で測定した。得られたDDXをモンテカルロ法に基づく種々の核破砕モデル及び評価済み核データライブラリによる計算結果と比較した。DDXの測定値と核破砕モデル及び評価済み核データライブラリに基づく解析値を比較した結果、CEM03.03モデルが実験値に最も近い一致を示した。さらに、100MeV領域における陽子入射中性子生成DDXの再現性向上のために対処すべき複数の課題を明らかにした。
岩元 大樹; 中野 敬太; 明午 伸一郎; 佐藤 大樹; 岩元 洋介; 杉原 健太*; 西尾 勝久; 石 禎浩*; 上杉 智教*; 栗山 靖敏*; et al.
EPJ Web of Conferences, 284, p.01023_1 - 01023_4, 2023/05
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)加速器駆動システム(ADS)の核特性予測精度の向上と京都大学臨界集合体実験装置(KUCA)におけるADS炉物理実験で用いる中性子源情報の取得を目的として、京都大学の固定磁場強集束(FFAG)加速器を用いた核データ測定実験プログラムを開始した。このプログラムの一環として、鉄,鉛及びビスマスに対する陽子入射二重微分中性子収量(TTNY)及び断面積(DDX)を測定した。測定では、真空チェンバ内に設置された標的試料に107MeVの陽子ビームを照射し、核反応によって標的から発生した粒子の信号を、小型の中性子検出器を用いて検出した。検出信号とFFAGキッカー電磁石の信号の時間差から飛行時間(TOF)を求め、ガンマ線の事象を波形弁別法によって除去して中性子事象をカウントすることで中性子のTOFスペクトルを求めた。得られた中性子のTOFスペクトルから、相対論的運動学によりTTNY及びDDXを求めた。実験で得られたTTNY及びDDXを、モンテカルロ輸送計算コードPHITSによる計算と比較し、PHITSに組み込まれた核反応モデル及び評価済み核データライブラリJENDL-4.0/HEの妥当性を検証するとともに、PHITSによる計算の予測精度を評価した。
岩元 大樹; 中野 敬太; 明午 伸一郎; 佐藤 大樹; 岩元 洋介; 杉原 健太; 西尾 勝久; 石 禎浩*; 上杉 智教*; 栗山 靖敏*; et al.
Journal of Nuclear Science and Technology, 60(4), p.435 - 449, 2023/04
被引用回数：4 パーセンタイル：54.60(Nuclear Science & Technology)加速器駆動核変換システム(ADS)の研究開発及び京都大学臨界実験装置(KUCA)におけるADS未臨界炉物理の基礎研究を目的として、固定磁場強収束(FFAG)加速器を用いて107MeV陽子による鉄、鉛及びビスマス標的に対する二重微分中性子収量(TTNY)を測定した。TTNYは8個の中性子検出器(各検出器は小型のNE213液体有機シンチレータと光電子増倍管より構成される)からなる中性子検出器システムを用いて飛行時間法により得られたものである。測定で得られたTTNYを、粒子・重イオン輸送コードシステム(PHITS)に組み込まれたモンテカルロ法に基づく核破砕反応モデル(INCL4.6/GEM, Bertini/GEM, JQMD/GEM, JQMD/SMM/GEM)及び評価済み高エネルギー核データライブラリ(JENDL-4.0/HE)による計算結果と比較した。JENDL-4.0/HEを含む比較対象のモデルは、検出器角度5度における高エネルギーピークを再現しないなどの特徴的な不一致が見られた。測定で得られたTTNYとPHITSによって評価した20MeV以下のエネルギー及び角度積分中性子収率を比較した結果、INCL4.6/GEMがKUCAにおけるADS炉物理実験のモンテカルロ輸送シミュレーションに適していることが示された。
西尾 勝久
Isotope News, (785), p.36 - 40, 2023/02
多核子移行反応は、中性子数の多いアクチノイドおよび超重元素同位体を生成する方法として注目を集めている。反応の直後、高励起状態の複合核が生成されるが、これらが核分裂することなく中性子を放出して冷え固まることで中性子過剰核が生成される。ここで、複合核に付与される角運動量が大きいと、核分裂で壊れて何も残らない。本研究は、多核子移行反応における角運動量の付与を定量的に示した研究成果の解説である。
岩元 大樹; 明午 伸一郎; 中野 敬太*; 佐藤 大樹; 岩元 洋介; 杉原 健太*; 石 禎浩*; 上杉 智教*; 栗山 靖敏*; 八島 浩*; et al.
Proceedings of 19th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.404 - 409, 2023/01
加速器駆動核変換システム(ADS)の研究開発に資するため、固定磁場強収束(FFAG)加速器を用い、核データを取得する実験的研究プログラムを開始した。ADSの核設計及び京都大学臨界集合体実験装置(KUCA)における未臨界実験体系の解析で重要となる、鉛及びビスマスの陽子入射中性子収量及び核分裂に関する核データを対象とした。中性子の飛行時間(TOF)測定で要求される短パルスビームの技術開発を行い、その要求値となるビーム幅10ns以下を達成するとともに、107MeV陽子入射による厚い標的中性子収量TTNY及び中性子生成二重微分断面積DDXをTOF法により測定した。TTNY及びDDXの測定には、小型シンチレータと光電子増倍管から構成される中性子検出器を用いた。測定で得られた結果をADSの核設計で用いられるPHITSによる解析値と比較した。さらに、マイクロチャンネルプレート(MCP)と多芯線比例計数管(MWPC)を組み合わせにより、107MeV陽子入射の
Pb核分裂反応から生成される核分裂片の質量数分布を測定した。本プログラムの最終年度となる令和4年度は、Biに対する核分裂片の質量数分布と核分裂で生じる核分裂中性子の測定を実施するとともに、
Np核分裂計数管を用いて、陽子と標的との核反応で形成される中性子場の測定を実施する予定である。
isomers in 
CfOrlandi, R.; 牧井 宏之; 西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; 浅井 雅人; 塚田 和明; 佐藤 哲也; 伊藤 由太; 洲嵜 ふみ; 永目 諭一郎*; et al.
Physical Review C, 106(6), p.064301_1 - 064301_11, 2022/12
被引用回数：4 パーセンタイル：54.93(Physics, Nuclear)The nuclear structure of Cf produced by the 
O+
Cf multinucleon transfer reaction was investigated using -ray spectroscopy. Analysis of the -ray spectrum of Cf revealed the presence of multiple long-lived (isomeric) excited states at low excitation energies. The energies and half-lives of the isomers contain information on the proton and neutron orbits in the heavy-element region and the deformation of atomic nuclei, and are important data to predict the properties of nuclei in the "island of stability".
西尾 勝久
Handbook of Nuclear Physics (Internet), 43 Pages, 2022/11
Transfer and multinucleon transfer (MNT) reaction are among the reactions possible in a collision between nuclei. The reactions produce different compound nuclei, depending on the number of neutrons and protons exchanged between colliding nuclei. Also, the excitation energy of compound nuclei will have a distribution of values. These properties offer a unique opportunity for fission studies. First of all, fission barrier height can be derived from the measurement of fission probability as a function of excitation energy and finding the threshold at which the fission probability rises. Also, fission properties such as fission-fragment mass distributions can be obtained for many nuclei by combining detectors to identify ejectile nucleus, and thus determine compound nucleus, with fission-fragment detectors. As the excitation energy can also be identified event by event, excitation-energy dependence of fission properties can be obtained. Recently, the inverse-kinematics method using a U beam has been introduced in MNT induced fission research. This opens a new opportunity to obtain new fission data, such as fragment-charge distributions, not realized in normal kinematics. Still an advantage in the normal kinematics is that many radioactive target nuclides can be used, thus allowing the study of fission for neutron-rich heavy-elements. After a brief introduction of the fission process and some results from transfer-induced fissions, recent experimental technique and related new data are discussed, including effects of multichance fission on fission-fragment mass distribution and on the neutron excess of fission fragments. Also angular-momentum transfer in the MNT process, as determined from the measurement of fission-fragment angular distribution, is discussed.
岩元 大樹; 中野 敬太; 明午 伸一郎; 佐藤 大樹; 岩元 洋介; 石 禎浩*; 上杉 智教*; 栗山 靖敏*; 八島 浩*; 西尾 勝久; et al.
JAEA-Conf 2022-001, p.129 - 133, 2022/11
加速器駆動システム(ADS)の核特性予測精度の向上と京都大学臨界集合体実験装置(KUCA)におけるADS炉物理実験で用いる中性子源情報の取得を目的として、京都大学の固定磁場強集束(FFAG)加速器を用いた核データ測定実験プログラムを開始した。このプログラムの一環として、鉄に対する陽子入射二重微分中性子収量(TTNY)及び断面積(DDX)を測定した。測定では、真空チェンバ内に設置された鉄標的に107MeVの陽子ビームを照射し、核反応によって標的から発生した粒子の信号を、小型の中性子検出器を用いて検出した。検出信号とFFAGキッカー電磁石の信号の時間差から飛行時間(TOF)を求め、ガンマ線の事象を波形弁別法によって除去して中性子事象をカウントすることで中性子のTOFスペクトルを求めた。得られた中性子のTOFスペクトルから、相対論的運動学により鉄標的に対するTTNY及びDDXを求めた。
NoBronis, A.*; He
berger, F. P.*; Antalic, S.*; Andel, B.*; Ackermann, D.*; Heinz, S.*; Hofmann, S.*; Khuyagbaatar, J.*; Kindler, B.*; Kojouharov, I.*; et al.
Physical Review C, 106(1), p.014602_1 - 014602_12, 2022/07
被引用回数：6 パーセンタイル：68.58(Physics, Nuclear)The decay of excited states in No was investigated by applying the evaporation-residue-conversion-electron correlation technique. Two new isomeric states were observed in No together with the previously known one. Excitation energies of the isomeric states were estimated based on the energies of conversion electrons and rays from correlation chains. These results were in accord with theoretical calculations based on the mean-field models. A tentative decay scheme of isomeric states in No is proposed, and their Nilsson configurations are discussed. The energy decrease of the 11/2
[725] Nilsson level for heavy 
=153 isotones as a function of increasing proton number is confirmed.
有友 嘉浩*; 岩本 昭*; 西尾 勝久; 太田 雅久*
Physical Review C, 105(3), p.034604_1 - 034604_8, 2022/03
被引用回数：4 パーセンタイル：54.93(Physics, Nuclear)One of the dynamical investigations for an understanding of the fission process is the analysis through Langevin trajectories in the nuclear deformation space. The main motivation of this analysis is to elucidate the characteristic nuclear-shape oscillation induced by a random force in the Langevin equation and its impact on the fission process. The characteristic random oscillation originates from the requirement of an overdamped condition. The properties of the friction tensor in the equation reveal that the directional nuclear shape fluctuations originate in the subspace of nuclear deformation. Our calculations exhibit a good agreement with the fission data for fermium isotopes, where the fission-fragment mass distribution changes dramatically from the asymmetric shape to the sharp symmetric shape as the masses of the fissioning Fm isotopes increase.
O + Np田中 翔也*; 廣瀬 健太郎; 西尾 勝久; Kean, K. R.*; 牧井 宏之; Orlandi, R.; 塚田 和明; 有友 嘉浩*
Physical Review C, 105(2), p.L021602_1 - L021602_5, 2022/02
被引用回数：3 パーセンタイル：45.39(Physics, Nuclear)The angular momentum of a primary excited compound nucleus produced in multinucleon transfer reaction is an important quantity to evaluate cross sections to synthesize neutron-rich heavy element nuclei as well as for surrogate reaction studies. The mechanism is, however, not enough understood due to the lack of detailed experimental data. In the present study, we determined the angular momentum of primary excited nuclei, 
Np, 
Pu, and 
Am, produced in the multi-nucleon transfer channels of the O + Np reaction. With this aim, angular distributions of fission fragments with respect to the axis perpendicular to the reaction plane were measured for each compound nucleus. The distributions show an anisotropy exhibiting an enhanced yield on the reaction plane. They are well reproduced by a saddle point model, from which the average angular momentum is derived in the model framework. The angular momentum increases with the compound-nucleus mass, thus the number of nucleons exchanged, but shows a saturating trend toward heavier compound nuclei. These results are the first ones to point to the dependence of the angular momentum on the transfer channels.
Fe(n,)
Fe cross section from the surrogate ratio method and its effect on the Fe nucleosynthesisYan, S. Q.*; Li, X. Y.*; 西尾 勝久; Lugaro, M.*; Li, Z. H.*; 牧井 宏之; Pignatari, M.*; Wang, Y. B.*; Orlandi, R.; 廣瀬 健太郎; et al.
Astrophysical Journal, 919(2), p.84_1 - 84_7, 2021/10
被引用回数：6 パーセンタイル：23.59(Astronomy & Astrophysics)The long-lived Fe (with a half-life of 2.62 Myr) is a crucial diagnostic of active nucleosynthesis in the Milky Way galaxy and in supernovae near the solar system. The neutron-capture reaction Fe(n,)Fe on Fe (half-life=44.5 days) is the key reaction for the production of Fe in massive stars. This reaction cross section has been previously constrained by the Coulomb dissociation experiment, which offered partial constraint on the E1 -ray strength function but a negligible constraint on the M1 and E2 components. In this work, for the first time, we use the surrogate ratio method to experimentally determine the Fe(n,)Fe cross sections in which all the components are included. We derived a Maxwellian-averaged cross section of 27.5
3.5 mb at 
= 30 keV and 13.41.7 mb at = 90 keV, roughly 10%-20% higher than previous estimates. We analyzed the impact of our new reaction rates in nucleosynthesis models of massive stars and found that uncertainties in the production of Fe from the Fe(n,)Fe rate are at most 25
. We conclude that stellar physics uncertainties now play a major role in the accurate evaluation of the stellar production of Fe.
Chiera, N. M.*; 佐藤 哲也; Eichler, R.*; 富塚 知博; 浅井 雅人; 安達 サディア*; Dressler, R.*; 廣瀬 健太郎; 井上 浩樹*; 伊藤 由太; et al.
Angewandte Chemie; International Edition, 60(33), p.17871 - 17874, 2021/08
被引用回数：5 パーセンタイル：20.47(Chemistry, Multidisciplinary)等温ガスクロマトグラフ法を用いて、105番元素ドブニウム(Db)の単一原子を対象として、揮発性オキシ塩化物を合成し、化学的性質を調べた。同一条件下で同族元素ニオブおよびタンタルの揮発性と比較したところ、NbOCl
TaOCl
DbOClの関係が得られた。これはDb分子中の共有結合性が周期表からの予想よりも強くなっているためと考えられる。本成果により、超アクチノイド元素の化学的性質に関する理論計算に対する信頼できる実験データを与えることができた。
ratios of resonance states in 
Be for deducing the 
Be(
,
)Li
reaction rate relevant to the cosmological lithium problem岩佐 直仁*; 石川 竣喜*; 久保野 茂*; 榊原 昂浩*; 小湊 和也*; 西尾 勝久; 松田 誠; 廣瀬 健太郎; 牧井 宏之; Orlandi, R.; et al.
Physical Review C, 103(1), p.015801_1 - 015801_5, 2021/01
被引用回数：1 パーセンタイル：13.95(Physics, Nuclear)The 
Be(
He,)Be(
)Li reaction was studied at 
(He)=30 MeV to deduce the branching ratios of of resonant state at 18.91 - 20.1 MeV in Be, which are necessary to extract the Be(, )Li reaction rate relevant to the Be destruction in the big bang nucleosynthesis, from the Li(,
)Be reaction cross section. The decay protons from Be to the ground and first excited states in Li were well-separately measured. The ratio of the 19.235-MeV state was deduced to be 3.41.9%. The 19.86- and 20.1-MeV states were found to decay dominantly into the first excited and ground states of Li, respectively.
西尾 勝久
Journal of Physics; Conference Series, 1643, p.012151_1 - 012151_7, 2020/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Astronomy & Astrophysics)Fission studies using multinucleon transfer (MNT) reactions at the JAEA tandem facility will be presented. The MNT reaction allows us to produce neutron-rich actinide nuclei, which cannot be populated by particle capture reactions. Taking advantage of many MNT channels opened in the O induced reactions, fission fragment mass distributions (FFMDs) for various actinide nuclei can be obtained in one reaction. Many data were accumulated using various actinide-targets nucleus, including Th, U, Np, 
Am, and Cm. Also, fission barrier height was derived by finding the excitation energy of the compound nucleus that fission probability starts to appear. The FFMDs at higher excitation energies are explained only by invoking a concept of multi-chance fission, i.e. neutron-evaporation before fission. The obtained data set was used to improve the Langevin model to describe low-energy fissions, which resulted in a clear explanation of the transition from the mass-asymmetric fission to the sharp symmetric fission observed in the fermium isotopes.
O+Np reactionVermeulen, M. J.; 西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; Kean, K. R.; 牧井 宏之; Orlandi, R.; 塚田 和明; Tsekhanovich, I.*; Andreyev, A. N.; 石崎 翔馬*; et al.
Physical Review C, 102(5), p.054610_1 - 054610_11, 2020/11
被引用回数：6 パーセンタイル：50.83(Physics, Nuclear)Fission fragment mass distributions for 23 nuclei (
U, 
Np, 
Pu, 
Am, 
Cm, and 
Bk) were measured using the multi-nucleon transfer approach in the reaction of O+Np, and their excitation-energy dependence was obtained up to a maximum of 70 MeV. Among them, the low energy fission of 
Np, Pu, and 
Cm is reported for the first time. The experimental data for all the studied nuclei were compared to the Langevin calculations. The calculation which takes into account the effects of multi-chance fission well reproduced the peak-to-valley ratio and mass-asymmetric peak positions of the distributions. The angular momenta given to the fissioning nucleus is also discussed.
有友 嘉浩*; 宮本 裕也*; 西尾 勝久
日本物理学会誌, 75(10), p.631 - 636, 2020/10
フェルミウム元素(Fm, 原子番号100)の核分裂において、1980年代の実験で興味深い結果が報告された。
Fmから
Fmへと原子核の質量数が1つ変化しただけで、ウランで見られるような質量非対称核分裂から、シャープな質量対称核分裂へと変化した。この変化の原因を説明するため多くの理論モデルが提案されてきたが、実験データを定量的に説明できる模型はなかった。本研究では、ランジュバンモデルを用いた動力学計算を行うことにより、この変化の原因を説明することができた。このモデルの構築のため、原子力科学研究所タンデム加速器で測定した核分裂データを使用した。核分裂の発見と理論の歴史を概説しつつ、Fmで起こる現象について分かりやすく解説した。
decay of Fm
and Fm
, and of their daughter nucleiKhuyagbaatar, J.*; Heberger, F. P.*; Hofmann, S.*; Ackermann, D.*; Burkhard, H. G.*; Heinz, S.*; Kindler, B.*; Kojouharov, I.*; Lommel, B.*; Mann, R.*; et al.
Physical Review C, 102(4), p.044312_1 - 044312_8, 2020/10
被引用回数：12 パーセンタイル：74.42(Physics, Nuclear)Nuclear structure of Fm, Fm, and their daughter nuclei were investigated via detection of their radioactive decays, , , and spontaneous fission. Measured -decay energies, half-lives, and branching ratios improve the literature data significantly. A signature for detection of the hitherto unknown 
Cm was found in the -decay chains from Fm. Two groups of events with average energies of 6.69(2) MeV and 7.01(2) MeV and with a half-life of 
= 300
, s are suggested to originate from Cm. Tentative decay schemes for Fm, 
Cf, Cm, and Fm, 
Cf isotopes are suggested based on the present experimental data. Systematical trends of single-particle states in =141 isotones of 
= 92-98 nuclei are discussed.
