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論文

A Benchmark for Monte Carlo simulation of photoneutron fields from electron accelerators

Sari, A.*; Meleshenkovskii, I.*; 小川 達彦; Tran, K.-T.*; Jinaphanh, A.*; Jouanne, C.*; Zoia, A.*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1072, p.170168_1 - 170168_17, 2025/03

https://doi.org/10.1016/j.nima.2024.170168

電子加速器は非破壊分析や放射線治療など様々な用途で用いられ、中でも10MeV以上のエネルギーの電子線は制動放射を通して光核反応を誘起するため、放射線安全にとって重要な中性子線を発生させる。そうした中性子は系統的な測定データがないが、シミュレーション予測の精度を検証することは重要である。そこで、単色光子の照射を受けた様々な物質から生じる中性子のエネルギー・角度分布を種々の条件で計算・比較することで、シミュレーションの妥当性を検証した。3つの計算コードMCNP、TRIPOLI-4、PHITSにより評価済み核データENDF7uを用いて計算するとともに、PHITSでJENDL-5を使う場合と、PHITS自身の核反応モデルを使う場合で、同様の中性子生成計算結果を比較した。この解析の結果、まずW-184とTa-181のターゲットの場合、ENDF7uによる計算ではどのコードでも中性子エネルギースペクトルに物理的に不合理な凹凸構造が生じた。また、JENDL-5を使った計算では重水とベリリウムがターゲットの場合、保存則に沿わない中性子が生じた。これはPHITSのソースを調査したところ、座標系を重心系から実験室系に変換するPHITSの計算処理の誤りが原因であると判明した。しかしこの修正の後も、中性子の角度分布は運動学的に不合理な点があり、更なる修正が必要であることも分かっている。このように、本研究は光核反応の計算に関して放射線輸送計算コードや評価済み核データの問題点を明らかにし、修正の指針を与えることに貢献した。

論文

Numerical intercomparison of PHITS and Geant4 Monte Carlo codes for fast neutron inelastic scattering applications

Meleshenkovskii, I.*; Van den Brandt, K.*; 小川 達彦; Datema, C.*; Mauerhofer, E.*

European Physical Journal Plus (Internet), 139, p.565_1 - 565_9, 2024/07

https://doi.org/10.1140/epjp/s13360-024-05372-z
 被引用回数：1 パーセンタイル：30.02(Physics, Multidisciplinary)

速中性子散乱による非破壊分析は物質の成分分析手法として有用であるが、分析に用いられる中性子ビームや測定器には様々なパラメータがあり、実際の応用のためにはモンテカルロ放射線輸送計算コードによるシミュレーションなどで最適化する必要がある。しかし、モンテカルロ放射線輸送計算コードは核データや反応モデルによって散乱反応の観測量を計算していることから、既存コードが速中性子散乱を正確に描像できるかどうか、またコード間で観測量にどれほどの差異が生じるかは、信頼性の高いシミュレーションのために必要となる。そこで本研究では、世界的に広く用いられているモンテカルロ放射線輸送計算コードとしてPHITSとGeant4を例にとり、速中性子散乱における観測量を計算して相互に比較した。標的としてはホウ素、鉄、ネオジム、ディスプロシウムを用い、これらが2.5MeVの中性子に照射された際に、標的から出射する中性子のエネルギースペクトルを計算した。また、中性子照射された標的から生じるガンマ線を検出することを想定し、100keVから9000keVのガンマ線を、CeBrガンマ線検出器で検知した場合の波高スペクトルを計算した。これらの計算の結果、標的からの出射中性子スペクトルはホウ素ターゲットの場合に弾性散乱ピークと非弾性散乱成分の間に両コードで異なる傾向が見えるほかは、よく合致することが分かった。この傾向についても、弾性散乱の計算アルゴリズムの違いが原因であることが示唆されている。

論文

Optimization of a 9 MeV electron accelerator bremsstrahlung flux for photofission-based assay techniques using PHITS and MCNP6 Monte Carlo codes

Meleshenkovskii, I.*; 小川 達彦; Sari, A.*; Carrel, F.*; Boudergui, K.*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 483, p.5 - 14, 2020/11

https://doi.org/10.1016/j.nimb.2020.10.002
 被引用回数：10 パーセンタイル：65.75(Instruments & Instrumentation)

核分裂性物質の検知を目的として、制動放射線を検知対象に照射して光核分裂反応を発生させ、放出される中性子線を観測する技術が注目されている。この技術で制動放射線を発生させるための電子加速器は、同等の性能を発揮する中性子源と比べて放射化や即発線量が低く、装置の小型化が容易という利点がある。一方、光核分裂反応は中性子誘導核分裂反応より断面積が低いため、電子線ターゲットや制動放射線の取り出し口、照射野などを最適化することが検知効率の向上に必要となる。本研究では、汎用モンテカルロ放射線輸送計算コードMCNPとPHITSを用いて、最適化に必要な要素を明らかにした。その結果、ターゲットでの制動放射線の生成は原子番号の高い元素の方が有利であるが、発生した光子がターゲット周辺で($$gamma$$,n)二次反応を起こし、中性子を生成するため、光子によって起こる早い光核分裂反応と、中性子による遅い核分裂が混在し、最終的な検出対象である核分裂の発生時間が広がる問題が明らかとなった。また、中性子を生じる二次反応は電子線ターゲットだけではなく、ターゲット周辺の遮蔽材でも発生するため、中性子放出スレッショルドが高い元素を遮蔽材として選択するなどの工夫が必要であることが明らかになった。

論文

Cathodoluminescence of cerium dioxide; Combined effects of the electron beam energy and sample temperature

Constantini, J.-M.*; Seo, P.*; 安田 和弘*; Bhuian, AKM S. I.*; 小川 達彦; Gourier, D.*

Journal of Luminescence, 226, p.117379_1 - 117379_10, 2020/10

https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2020.117379
 被引用回数：9 パーセンタイル：50.64(Optics)

カソードルミネッセンスは結晶中の格子欠陥の検知に利用されているが、その強度の入射電子線エネルギーに対する依存性が試料温度によって異なることが示唆されており、測定結果の定量的な解釈の妨げとなっていた。本研究では、77Kと300KのCeO$$_{2}$$試料へ400-1250keVの電子線を照射して酸素原子欠陥を作り、光ファイバープローブとCCDを組み合わせた検出器でルミネッセンスに由来する発光を観測し、さらにPHITSなどによる計算結果との比較により、発光強度変化の原因を解析した。その結果、300Kの試料での発光強度は電子線のエネルギーが600keV付近で最大となり、その前後で低下することが確認できた。その理由として、電子のエネルギー上昇に伴って欠陥生成効率が上昇する一方、電子のエネルギーが高すぎると電子が試料を貫通して、ルミネッセンスに寄与する電子が不足することが判明した。一方、77Kの試料では、発光強度は電子線のエネルギー上昇に対して一貫して増加することが明らかになった。これは、常温ではイオン化している不純物が低温環境では電子と結合し、入射電子エネルギー増加に従って強度が増すルミネッセンスに寄与するためと判明した。以上のように、カソードルミネッセンスを用いた欠陥の検知において、試料の温度等を考慮する必要があることを明らかにした。

論文

A Novel asymmetrical peak broadening feature for a CdZnTe detector response function modeling using PHITS particle and heavy ion transport simulation code

Meleshenkovskii, I.*; 小川 達彦; Pauly, N.*; Labeau, P.-E.*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 467, p.108 - 113, 2020/03

https://doi.org/10.1016/j.nimb.2020.02.014
 被引用回数：2 パーセンタイル：19.13(Instruments & Instrumentation)

CdZnTe(CZT)半導体検出器は室温で動作する特徴を有する一方、正孔の移動道が低く、負極で完全に収集されないため、負極から遠い位置で電離が生じた場合の検出信号が弱くなる。ガンマ線の検出において、電離の発生場所はランダムである。そのため、波高スペクトルは全吸収ピークから低エネルギー側に尾を引き、測定ごとに異なる形状となる。一方、Melechenkovskiらが提案した関数形により、CZT検出器の波高分布スペクトルを再現できることが示唆されていた。そこで、本研究ではPHITSのエネルギー付与スペクトルの計算機能を関数計の活用により拡張し、波高分布を付与エネルギーの関数として確率的に計算することを可能とした。計算結果は、$$^{241}$$Amの59keVから$$^{60}$$Coの1332keVまで、実験で取得した500mm$$^{3}$$のCZT検出器の波高分布データと比較した。その結果、ピーク付近のガウス関数型形状から、低エネルギー側の指数関数的減衰に至る過程を再現できることを確認した。この研究で開発、検証した機能は、検出器の現実的な動作を考慮した実験計画の立案や、検出器システムのデザインなどに有効となる。

論文

Effects of the nuclear structure of fission fragments on the high-energy prompt fission $$gamma$$-ray spectrum in $$^{235}$$U($$n_{rm th},f$$)

牧井 宏之; 西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; Orlandi, R.; L$'e$guillon, R.; 小川 達彦; Soldner, T.*; K$"o$ster, U.*; Pollitt, A.*; Hambsch, F.-J.*; et al.

Physical Review C, 100(4), p.044610_1 - 044610_7, 2019/10

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.100.044610
 被引用回数：15 パーセンタイル：75.83(Physics, Nuclear)

The prompt fission $$gamma$$-ray energy spectrum for cold-neutron induced fission of $$^{235}$$U was measured in the energy range $$E_{rm gamma}$$ = 0.8 - 20,MeV, by gaining a factor of about 10$$^{5}$$ in statistics compared to the measurements performed so far. The spectrum exhibits local bump structures at $$E_{rm gamma}approx$$4,MeV and $$approx$$6,MeV, and also a broad one at $$approx$$15,MeV. In order to understand the origins of these bumps, the $$gamma$$-ray spectra were calculated using a statistical Hauser-Feshbach model, taking into account the de-excitation of all the possible primary fission fragments. It is shown that the bump at $$approx$$4,MeV is created by the transitions between the discrete levels in the fragments around $$^{132}$$Sn, and the bump at $$approx$$6,MeV mostly comes from the complementary light fragments. It is also indicated that a limited number of nuclides, which have high-spin states at low excitation energies, can contribute to the bump structure around $$E_{rm gamma}approx$$15,MeV, induced by the transition feeding into the low-lying high-spin states.

論文

Cathodoluminescence induced in oxides by high-energy electrons; Effects of beam flux, electron energy, and temperature

Constantini, J.-M.*; 小川 達彦; Bhuian, A. S. I.*; 安田 和弘*

Journal of Luminescence, 208, p.108 - 118, 2019/04

https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2018.12.045
 被引用回数：5 パーセンタイル：30.32(Optics)

カソードルミネッセンスは結晶中の格子欠陥の検知に利用されており、特に酸化物材料で電子線照射による酸素原子欠陥の定量に多くの適用例がある。しかし、カソードルミネッセンスが試料温度、入射電子のフラックス、エネルギーの各影響因子にどのように依存するかは明らかでなく、測定結果の定量的な解釈の妨げとなっていた。本研究では、単結晶のAl$$_{2}$$O$$_{3}$$, ZrO$$_{2}$$:Y(イットリウム安定化ジルコニア), MgAl$$_{2}$$O$$_{4}$$, TiO$$_{2}$$の4試料に400-1250keVの電子線を照射して酸素原子欠陥を作り、光ファイバープローブとCCDを組み合わせた検出器でカソードルミネッセンスに由来する発光を観測した。試料温度に対する発光強度の依存性はキャリアのトラッピング頻度と蛍光効率が影響し、入射電子フラックスに対しては、蛍光センターの生成・消滅速度に依存することを明らかにした。入射電子エネルギーに対する依存性について、放射線輸送計算コードPHITSで二次電子線エネルギースペクトルを計算したところ、欠陥生成に有効なエネルギー範囲の二次電子生成量によって説明できることが明らかになった。

論文

A New detector system for the measurement of high-energy prompt $$gamma$$-rays for low-energy neutron induced fission

牧井 宏之; 西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; Orlandi, R.; L$'e$guillon, R.*; 小川 達彦; Soldner, T.*; Hambsch, F.-J.*; A$"i$che, M.*; Astier, A.*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 906, p.88 - 96, 2018/10

https://doi.org/10.1016/j.nima.2018.07.055
 被引用回数：3 パーセンタイル：24.74(Instruments & Instrumentation)

中性子誘起核分裂における即発高エネルギー$$gamma$$線を観測するための新しい測定システムの開発を行った。測定システムは核分裂片を観測するための多芯線比例計数管と$$gamma$$線測定用のLaBr$$_{3}$$(Ce)シンチレータから構成される。開発したシステムを仏国ラウエ・ランジュバン研究所にある高中性子束炉のPF1Bコースに設置して、$$^{235}$$U中性子誘起核分裂における即発$$gamma$$線を行った。測定ではエネルギー最大20MeVまでの$$gamma$$線スペクトルの観測に成功し、$$^{235}$$U中性子誘起核分裂において非常に高いエネルギーの$$gamma$$線が放出されていることを確認した。

論文

Measurement of high-energy prompt $$gamma$$-rays from neutron induced fission of U-235

牧井 宏之; 西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; Orlandi, R.; L$'e$guillon, R.; 小川 達彦; Soldner, T.*; Hambsch, F.-J.*; Astier, A.*; Pollitt, A.*; et al.

EPJ Web of Conferences, 146, p.04036_1 - 04036_4, 2017/09

https://doi.org/10.1051/epjconf/201714604036
 被引用回数：4 パーセンタイル：88.03(Nuclear Science & Technology)

核分裂に伴い放出される即発$$gamma$$線スペクトルの測定は高励起状態にある中性子過剰な核分裂片の脱励起過程を理解する上で重要であると同時に、革新的原子炉の設計といった応用分野においても重要である。これまで$$^{252}$$Cfの自発核分裂においては、核分裂片の巨大共鳴振動が励起されていることを示唆する、8MeVから20MeVにおいて膨らみを持つ高エネルギー$$gamma$$線が観測されていることが知られている。巨大共鳴振動励起の起源を理解するためには$$^{252}$$Cfの自発核分裂以外で即発$$gamma$$線スペクトルを測定する必要があるが、中性子誘起核分裂においては最近の測定においても9MeV程度までしか観測されていない。我々は$$^{235}$$U(n,f)においても20MeVまでの即発$$gamma$$線スペクトルの観測を目的とした測定を仏国ラウエ・ランジュバン研究所にある高中性子束炉の大強度冷中性子ビームを用いて行った。発表では測定で得られた結果について報告する。

論文

Monopole-driven shell evolution below the doubly magic nucleus $$^{132}$$Sn explored with the long-lived isomer in $$^{126}$$Pd

Watanabe, H.*; Lorusso, G.*; 西村 俊二*; Otsuka, T.*; Ogawa, K.*; Xu, Z. Y.*; 炭竃 聡之*; S$"o$derstr$"o$m, P.-A.*; Doornenbal, P.*; Li, Z.*; et al.

Physical Review Letters, 113(4), p.042502_1 - 042502_6, 2014/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.113.042502
 被引用回数：26 パーセンタイル：76.26(Physics, Multidisciplinary)

A new isomer with a half-life of 23.0(8) ms has been identified in $$^{126}$$Pd at 2406 keV excitation. The proposed spin and parity configuration is 10$$^{+}$$, with maximally aligned configuration of two $$h$$$$_{11/2}$$ neutron hole. $$beta$$-decay from the long-lived isomer was also observed to populated excited states at high spins in $$^{126}$$Ag. The small energy difference between the 10$$^{+}$$ and 7$$^{-}$$ isomers in $$^{126}$$Pd was interpreted in the frame of the monopole shift of the 1$$h$$$$_{11/2}$$ neutron orbit. The effects of the monopole interaction on the evolution of single-neutron energies below $$^{132}$$Sn are discussed in terms of central and tensor forces.

論文

Event structure and double helicity asymmetry in jet production from polarized $$p + p$$ collisions at $$sqrt{s}$$ = 200 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; Akiba, Y.*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; Aoki, K.*; Aphecetche, L.*; Armendariz, R.*; et al.

Physical Review D, 84(1), p.012006_1 - 012006_18, 2011/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevD.84.012006
 被引用回数：34 パーセンタイル：75.46(Astronomy & Astrophysics)

重心エネルギー200GeVでの縦偏極陽子陽子衝突からのジェット生成のイベント構造と二重非対称($$A_{LL}$$)について報告する。光子と荷電粒子がPHENIX実験で測定され、イベント構造がPHYTIAイベント生成コードの結果と比較された。再構成されたジェットの生成率は2次までの摂動QCDの計算で十分再現される。測定された$$A_{LL}$$は、一番低い横運動量で-0.0014$$pm$$0.0037、一番高い横運動量で-0.0181$$pm$$0.0282であった。この$$A_{LL}$$の結果を幾つかの$$Delta G(x)$$の分布を仮定した理論予想と比較する。

論文

Identified charged hadron production in $$p + p$$ collisions at $$sqrt{s}$$ = 200 and 62.4 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Armendariz, R.*; et al.

Physical Review C, 83(6), p.064903_1 - 064903_29, 2011/06

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.83.064903
 被引用回数：194 パーセンタイル：99.38(Physics, Nuclear)

200GeVと62.4GeVでの陽子陽子の中心衝突からの$$pi, K, p$$の横運動量分布及び収量をRHICのPHENIX実験によって測定した。それぞれエネルギーでの逆スロープパラメーター、平均横運動量及び単位rapidityあたりの収量を求め、異なるエネルギーでの他の測定結果と比較する。また$$m_T$$や$$x_T$$スケーリングのようなスケーリングについて示して陽子陽子衝突における粒子生成メカニズムについて議論する。さらに測定したスペクトルを二次の摂動QCDの計算と比較する。

論文

Azimuthal correlations of electrons from heavy-flavor decay with hadrons in $$p+p$$ and Au+Au collisions at $$sqrt{s_{NN}}$$ = 200 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Aramaki, Y.*; et al.

Physical Review C, 83(4), p.044912_1 - 044912_16, 2011/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.83.044912
 被引用回数：9 パーセンタイル：51.11(Physics, Nuclear)

重いフレーバーのメソンの崩壊からの電子の測定は、このメソンの収量が金金衝突では陽子陽子に比べて抑制されていることを示している。われわれはこの研究をさらに進めて二つの粒子の相関、つまり重いフレーバーメソンの崩壊からの電子と、もう一つの重いフレーバーメソンあるいはジェットの破片からの荷電ハドロン、の相関を調べた。この測定は重いクォークとクォークグルオン物質の相互作用についてのより詳しい情報を与えるものである。われわれは特に金金衝突では陽子陽子に比べて反対側のジェットの形と収量が変化していることを見いだした。

論文

Measurement of neutral mesons in $$p$$ + $$p$$ collisions at $$sqrt{s}$$ = 200 GeV and scaling properties of hadron production

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; Akiba, Y.*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; Aoki, K.*; Aphecetche, L.*; Armendariz, R.*; et al.

Physical Review D, 83(5), p.052004_1 - 052004_26, 2011/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevD.83.052004
 被引用回数：185 パーセンタイル：98.32(Astronomy & Astrophysics)

RHIC-PHENIX実験で重心エネルギー200GeVの陽子陽子衝突からの$$K^0_s$$, $$omega$$, $$eta'$$と$$phi$$中間子生成の微分断面積を測定した。これらハドロンの横運動量分布のスペクトルの形はたった二つのパラメーター、$$n, T$$、のTsallis分布関数でよく記述できる。これらのパラメーターはそれぞれ高い横運動量と低い横運動量の領域のスペクトルを決めている。これらの分布をフィットして得られた積分された不変断面積はこれまで測定されたデータ及び統計モデルの予言と一致している。

論文

Observation of high-$$j$$ quasiparticle states in $$^{249}$$Cm by in-beam $$gamma$$-ray spectroscopy using heavy-ion transfer reactions

石井 哲朗; 牧井 宏之*; 浅井 雅人; 塚田 和明; 豊嶋 厚史; 松田 誠; 牧嶋 章泰*; 重松 宗一郎*; 金子 順一*; 静間 俊行; et al.

Physical Review C, 78(5), p.054309_1 - 054309_11, 2008/11

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.78.054309
 被引用回数：16 パーセンタイル：66.97(Physics, Nuclear)

We have measured deexcitation $$gamma$$ rays in $$^{249}$$Cm populated by one-neutron stripping reactions with a $$^{248}$$Cm target and a 162 MeV $$^{16}$$O, a 162 MeV $$^{18}$$O, and a 120 MeV $$^{13}$$C beams. $$gamma$$ rays in $$^{249}$$Cm were identified by measuring kinetic energies of outgoing particles using Si $$Delta E$$-$$E$$ detectors. It was demonstrated that high-$$j$$ orbitals were selectively populated in the ($$^{16}$$O,$$^{15}$$O) reaction having a large negative $$Q$$ value. We have observed eight quasi-particle states above the deformed shell gap of $$N=152$$. The 1/2$$^{+}$$[620], 1/2$$^{-}$$[750], and 7/2$$^{+}$$[613] bands were extended up to 19/2$$^{+}$$, 19/2$$^{-}$$, and 13/2$$^{+}$$ states, respectively. We have established the 9/2 9/2$$^{+}$$[615] state at 526 keV, the 9/2 9/2$$^{+}$$[604] state with a short life of $$T_{1/2}ll 2$$ ps at 1030 keV, and the 11/2 11/2$$^{-}$$[725] state with $$T_{1/2}=19(1)$$ ns at 375 keV. Furthermore, the 17/2 1/2$$^{+}$$[880] state, having a large component of the $$k_{17/2}$$ spherical single-particle state, has been identified at 1505 keV. We discuss the properties of those quasi-particle states in the framework of a deformed shell model.

論文

In-beam $$gamma$$-ray spectroscopy of neutron-rich nuclei in the uranium region through the heavy-ion transfer reaction

石井 哲朗; 牧井 宏之; 浅井 雅人; 小浦 寛之; 重松 宗一郎*; 塚田 和明; 豊嶋 厚史; 松田 誠; 牧嶋 章泰*; 静間 俊行; et al.

Nuclear Physics A, 805(1-4), p.257 - 259, 2008/06

https://doi.org/10.1016/j.nuclphysa.2008.02.090

中性子過剰核$$^{236}$$Th, $$^{240,242}$$U, $$^{246}$$Pu, $$^{250}$$Cmの脱励起$$gamma$$線を初めて測定し、それぞれ10$$^{+}$$, 12$$^{+}$$, 8$$^{+}$$, 12$$^{+}$$, 12$$^{+}$$状態までの回転バンドを確立した。さらに$$^{240}$$Uでは、9$$^{-}$$状態までの八重極振動バンドを観測した。これらの原子核は、$$^{rm{nat}}$$U, $$^{244}$$Pu, $$^{248}$$Cm標的と$$^{18}$$Oビームとの($$^{18}$$O, $$^{16}$$O)及び($$^{18}$$O, $$^{20}$$Ne)2核子移行反応により生成した。Si$$Delta E$$-$$E$$検出器を用いて散乱粒子$$^{16}$$O及び$$^{20}$$Neの運動エネルギーを選択することにより、残留核の$$gamma$$線を同定した。回転バンドの慣性能率及び中性子軌道のエネルギー準位の系統性より、中性子数152の変形閉殻が、陽子数96以上では存在するが陽子数94のPuでは消失することを明らかにした。また第1励起エネルギーの中性子数依存性より、中性子数164が球形閉殻になる可能性を示唆した。

論文

In-beam $$gamma$$-ray study of the neutron-rich nuclei of $$^{240}$$U, $$^{246}$$Pu, and $$^{250}$$Cm produced by the ($$^{18}$$O, $$^{16}$$O) reaction

石井 哲朗; 重松 宗一郎*; 牧井 宏之; 浅井 雅人; 塚田 和明; 豊嶋 厚史; 松田 誠; 牧嶋 章泰*; 静間 俊行; 金子 順一*; et al.

Physics of Atomic Nuclei, 70(8), p.1457 - 1461, 2007/08

https://doi.org/10.1134/S1063778807080224
 被引用回数：11 パーセンタイル：60.39(Physics, Nuclear)

中性子過剰核$$^{240}$$U, $$^{246}$$Pu, $$^{250}$$Cmの励起準位構造をインビーム$$gamma$$線分光法により研究した。これらの原子核は、原子力機構・東海タンデム加速器施設において、$$^{238}$$U, $$^{244}$$Pu, $$^{248}$$Cm($$^{18}$$O, $$^{16}$$O) 2中性子移行反応により生成した。Si $$Delta E$$-$$E$$検出器を用いて散乱粒子$$^{16}$$Oを識別し、さらに$$^{16}$$Oの運動エネルギーを選択することにより、残留核$$^{240}$$U, $$^{246}$$Pu, $$^{250}$$Cmの脱励起$$gamma$$線を同定した。$$gamma$$線測定の結果より、これらの原子核の基底回転バンドを12$$^{+}$$ 状態まで確立した。回転バンドの慣性能率より、中性子数152の変形閉殻が陽子数96のCmまでは存在し、陽子数94のPuでは消失することを明らかにした。

論文

Ground-state bands of neutron-rich $$^{236}$$Th and $$^{242}$$U nuclei and implication of spherical shell closure at $$N=164$$

石井 哲朗; 牧井 宏之; 浅井 雅人; 小浦 寛之; 重松 宗一郎*; 塚田 和明; 豊嶋 厚史; 松田 誠; 牧嶋 章泰*; 金子 順一*; et al.

Physical Review C, 76(1), p.011303_1 - 011303_5, 2007/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.76.011303
 被引用回数：15 パーセンタイル：68.35(Physics, Nuclear)

$$^{238}$$U, $$^{244}$$Pu標的と($$^{18}$$O, $$^{20}$$Ne)2陽子ピックアップ反応を利用したインビーム$$gamma$$線分光により、中性子過剰核$$^{236}$$Th, $$^{242}$$Uの基底状態バンドをそれぞれ10$$^+$$, 8$$^+$$状態まで確立した。$$^{236}$$Th, $$^{242}$$Uの脱励起$$gamma$$線は、Si $$Delta E$$-$$E$$検出器を用いて$$^{20}$$Neの運動エネルギーを選択することにより同定した。U, Puの第1励起準位のエネルギーはN=146付近で極小値をとることが明らかになり、このことより、Z=92領域ではN=164で球形閉殻になる可能性を指摘した。さらにKoura-Yamada単一粒子ポテンシャルを用いた計算により、$$^{256}$$U原子核では、N=164に1.8MeVのエネルギーギャップが存在することを示した。

論文

Ground-state band of the neutron-rich transuranium nucleus $$^{250}$$Cm$$_{154}$$

石井 哲朗; 重松 宗一郎; 牧井 宏之; 浅井 雅人; 塚田 和明; 豊嶋 厚史; 松田 誠; 牧嶋 章泰*; 静間 俊行; 金子 順一*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 75(4), p.043201_1 - 043201_4, 2006/04

https://doi.org/10.1143/JPSJ.75.043201
 被引用回数：19 パーセンタイル：67.42(Physics, Multidisciplinary)

$$^{248}$$Cm標的と162MeVの$$^{18}$$Oビームによる2中性子移行反応を利用したインビーム$$gamma$$線分光により、中性子過剰の超ウラン元素$$^{250}$$Cmの基底状態バンドをスピン12まで確立した。$$^{250}$$Cmの脱励起$$gamma$$線は、Si $$Delta E$$-$$E$$検出器を用いて$$^{16}$$O粒子の運動エネルギーを選択することにより同定した。$$^{250}$$Cm$$_{154}$$の慣性能率は、$$^{248}$$Cm$$_{152}$$の慣性能率よりもかなり小さいことが明らかになった。この結果は、Cmにおいて$$N=152$$が変形閉殻構造を有することを支持している。

論文

In-beam $$gamma$$-ray spectroscopy of $$^{240}$$U using the ($$^{18}$$O,$$^{16}$$O) reaction

石井 哲朗; 重松 宗一郎; 浅井 雅人; 牧嶋 章泰*; 松田 誠; 金子 順一*; Hossain, I.*; 市川 進一; 河野 俊之*; 小川 雅生*

Physical Review C, 72(2), p.021301_1 - 021301_5, 2005/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.72.021301
 被引用回数：20 パーセンタイル：75.38(Physics, Nuclear)

200MeVの$$^{18}$$Oビームと$$^{238}$$U標的による2核子移行反応により、中性子過剰核である$$^{240}$$Uの脱励起$$gamma$$線を測定した。Si $$Delta E$$-$$E$$検出器を用いて$$^{16}$$O粒子と同時計測することにより、$$^{240}$$Uの$$gamma$$線であることを同定した。$$^{16}$$O粒子の運動エネルギーの値を使い、$$^{240}$$Uの励起エネルギーを中性子分離エネルギー以下に限定した。$$^{240}$$Uにおいて、12$$^{+}$$状態までの基底バンドと9$$^{-}$$状態までの$$K^{pi}=0^{-}$$の8重極バンドを確立した。$$^{240}$$Uの8重極バンドヘッドは、$$^{236,238}$$Uのものよりも100keVほど高いエネルギーに位置する。このことは、U原子核の8重極相関が、中性子数144から146の領域で第2の極大値を持つことを示唆している。

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