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論文

PIKOE: A Computer program for distorted-wave impulse approximation calculation for proton induced nucleon knockout reactions

緒方 一介*; 吉田 数貴; 茶園 亮樹*

Computer Physics Communications, 297, p.109058_1 - 109058_16, 2024/04

https://doi.org/10.1016/j.cpc.2023.109058
 被引用回数：0

PIKOEは陽子による核子ノックアウト反応の三重微分断面積、四重微分断面積、ベクトル偏極分解能および残留核の運動量分布を計算するFortran 90の数値計算コードである。歪曲波インパルス近似を用い、歪曲波は量子力学に基づいて計算される。散乱粒子の運動学は相対論的に扱われ、その漸近状態は3体系の平面波極限と一致する。

論文

Level structures of $$^{56,58}$$Ca cast doubt on a doubly magic $$^{60}$$Ca

Chen, S.*; Browne, F.*; Doornenbal, P.*; Lee, J.*; Obertelli, A.*; 角田 佑介*; 大塚 孝治*; 茶園 亮樹*; Hagen, G.*; Holt, J. D.*; et al.

Physics Letters B, 843, p.138025_1 - 138025_7, 2023/08

https://doi.org/10.1016/j.physletb.2023.138025
 被引用回数：1 パーセンタイル：0.02(Astronomy & Astrophysics)

$$^{57,59}$$Scからの1陽子ノックアウト反応を用いて、$$^{56}$$Caと$$^{58}$$Caのガンマ崩壊を観測した。$$^{56}$$Caでは1456(12)keVの$$gamma$$線遷移が、$$^{58}$$Caでは1115(34)keVの遷移が観測された。どちらの遷移も暫定的に$$2^{+}_{1} rightarrow 0^{+}_{gs}$$と割り当てられた。有効核子間相互作用をわずかに修正した広い模型空間での殻模型計算では、$$2^{+}_{1}$$準位エネルギー、2中性子分離エネルギー、反応断面積が実験とよく一致し、N=34閉殻の上に新しい殻が形成されていることを裏付けた。その構成要素である$$0_{f5/2}$$と$$0_{g9/2}$$軌道はほぼ縮退しており、これは$$^{60}$$Caが二重魔法核である可能性を排除し、Ca同位体のドリップラインを$$^{70}$$Caあるいはそれ以上にまで広げる可能性がある。

論文

Effective polarization in proton-induced $$alpha$$ knockout reactions

枝川 知温*; 吉田 数貴; 茶園 亮樹*; 緒方 一介*

Physical Review C, 107(5), p.054603_1 - 054603_7, 2023/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.107.054603
 被引用回数：2 パーセンタイル：85.93(Physics, Nuclear)

陽子入射アルファノックアウト反応による残留核の有効偏極について、歪曲波インパルス近似に基づき研究した。ノックアウトされるアルファ粒子の原子核中での強い吸収効果によって、ノックアウト反応は強い反応領域依存性を持ち、したがってこの反応はアルファ粒子の軌道角運動量の第3成分に対する強い選択性を持つ。その結果、残留核のスピン偏極に対しても同様に強い選択性を持つことを示した。

論文

Importance of deuteron breakup in the deuteron knockout reaction

茶園 亮樹*; 吉田 数貴; 緒方 一介*

Physical Review C, 106(6), p.064613_1 - 064613_10, 2022/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.106.064613
 被引用回数：1 パーセンタイル：33.4(Physics, Nuclear)

新奇なクラスター現象として、原子核表面での重陽子的なpnクラスターが興味を持たれている。これまでに良く知られたアルファクラスター現象は、アルファ粒子は強く束縛した一つの粒子として扱えるため、ノックアウト反応でその存在を確認することができる。一方で重陽子は弱束縛で脆いため、重陽子ノックアウト反応はアルファノックアウト反応と同様には扱えない。本研究では、陽子・中性子およびノックアウト反応の残留核の3体系を連続状態離散化チャネル結合法により記述し、終状態相互作用による重陽子の分解・再形成効果を取り入れた。その結果、重陽子の基底状態と分解状態間の干渉効果は大きく、分解効果を取り入れることはこの反応の記述に必須であることを示した。

論文

Structural phase transition in cobalt oxyfluoride Co$$_{3}$$Sb$$_{4}$$O$$_{6}$$F$$_{6}$$ observed by high-resolution synchrotron and neutron diffraction

下野 聖矢*; 石橋 広記*; 永吉 祐輔*; 池野 豪一*; 河口 彰吾*; 萩原 雅人; 鳥居 周輝*; 神山 崇*; 市橋 克哉*; 西原 禎文*; et al.

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 163, p.110568_1 - 110568_7, 2022/04

https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2021.110568
 被引用回数：1 パーセンタイル：15.7(Chemistry, Multidisciplinary)

The structural phase transition from cubic ($$Ibar{4}3m$$) to a $$c > a$$ tetragonal ($$Ibar{4}$$) at $$T_{rm S}$$ $$sim$$ 180 K was found in non-centrosymmetric oxyfluoride Co$$_{3}$$Sb$$_{4}$$O$$_{6}$$F$$_{6}$$ by high-resolution neutron and synchrotron powder diffraction. To investigate this phase transition, specific heat, magnetization, and dielectric measurements were performed. Although the specific heat and dielectric constant showed anomalies at $$T_{rm S}$$, a phase transition to ferroelectricity was not observed in the polarization hysteresis loop down to 30 K. The rotation of the CoO$$_{2}$$F$$_{4}$$ octahedron was observed at $$T_{rm S}$$ from the structural analysis using synchrotron and neutron powder diffraction data. It was found that the magnetic phase transition from paramagnetic to G-type antiferromagnetic occurred at $$T_{rm N}$$ $$sim$$ 67 K, at which a peak was observed in the specific heat measurements, via magnetic structure analysis using neutron powder diffraction data. The magnetic moments of Co$$^{2+}$$ were aligned along the tetragonal $$c$$-axis direction with a Co$$^{2+}$$ moment of 2.80(1) $$mu_{rm B}$$ at 13 K.

論文

Proton-induced deuteron knockout reaction as a probe of an isoscalar proton-neutron pair in nuclei

茶園 亮樹*; 吉田 賢市*; 吉田 数貴; 緒方 一介*

Physical Review C, 103(2), p.024609_1 - 024609_7, 2021/02

AA2020-0812.pdf:0.71MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.103.024609
 被引用回数：2 パーセンタイル：34.88(Physics, Nuclear)

重陽子とおなじ量子数をもつアイソスカラーな陽子($$p$$)-中性子($$n$$)ペアの存在が原子核中で期待される。本研究では、$$^{16}$$O原子核の多体計算中での$$pn$$間のペアリング強度と、$$^{16}$$Oに陽子を入射し重陽子をノックアウトする反応断面積との関係性を明らかにした。$$pn$$ペアの波動関数は密度汎関数理論により計算され、ノックアウト反応の記述には歪曲波インパルス近似を用いた。$$pn$$ペアリング強度$$V_0$$を変化させることで、断面積の変化を調査した。$$V_0$$とノックアウト断面積との明らかな対応関係が明らかになり、また反応の歪曲効果は断面積の$$V_0$$依存性を強くすることが判明した。このことから、重陽子ノックアウト反応は原子核内のアイソスカラー$$pn$$ペアの存在を明らかにする有力な手法である。ノックアウト反応断面積の定量的な記述には、反応理論のより発展的な記述が必要であることも明らかになった。

論文

Restoration of the natural $$E(1/2^+_1)-E(3/2^+_1)$$ energy splitting in odd-K isotopes towards $$N=40$$

Sun, Y. L.*; Obertelli, A.*; Doornenbal, P.*; Barbieri, C.*; 茶園 亮樹*; Duguet, T.*; Liu, H. N.*; Navr$'a$til, P.*; Nowacki, F.*; 緒方 一介*; et al.

Physics Letters B, 802, p.135215_1 - 135215_7, 2020/03

https://doi.org/10.1016/j.physletb.2020.135215
 被引用回数：26 パーセンタイル：94.54(Astronomy & Astrophysics)

カリウムは陽子数が19であるため、その$$1/2^+_1$$, $$3/2^+_1$$状態はそれぞれ陽子の$$s_{1/2}$$, $$d_{3/2}$$軌道の空孔状態によって支配されている。その中性子数を$$N=20$$から増やすとこの2つの準位のエネルギー差$$E(1/2^+_1)-E(3/2^+_1)$$は大きく変化することが知られており、中性子過剰核における殻進化と呼ばれる現象のプロトタイプとなっている。これまで$$E(1/2^+_1)-E(3/2^+_1)$$は$$N=30$$まで知られていたが、この研究では、理化学研究所RIビームファクトリーにて、カルシウム同位体からの陽子ノックアウト反応によって$$^{51,53}$$Kの励起状態を生成し、そこからの脱励起ガンマ線を測定することによって、$$N=32, 34$$における$$E(1/2^+_1)-E(3/2^+_1)$$を測定することに成功した。歪曲波インパルス近似計算と実験で得られた断面積の比較から、$$1/2^+_1$$, $$3/2^+_1$$状態は空孔状態によって支配されていることを確かめた。$$E(1/2^+_1)-E(3/2^+_1)$$の値は$$N=28$$で最小となり、そこから中性子数を増やすとともに増大することがわかった。これは、中心力とテンソル力による殻進化描像にしたがった振る舞いである。

論文

Quasifree neutron knockout from $$^{54}$$Ca corroborates arising $$N=34$$ neutron magic number

Chen, S.*; Lee, J.*; Doornenbal, P.*; Obertelli, A.*; Barbieri, C.*; 茶園 亮樹*; Navr$'a$til, P.*; 緒方 一介*; 大塚 孝治*; Raimondi, F.*; et al.

Physical Review Letters, 123(14), p.142501_1 - 142501_7, 2019/10

AA2019-0306.pdf:0.57MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.142501
 被引用回数：47 パーセンタイル：92.65(Physics, Multidisciplinary)

$$^{54}$$Caでは中性子魔法数34が現れると考えられているが、その直接的な実験的証拠を得るため、$$^{54}$$Caからの中性子ノックアウト反応$$^{54}$$Ca($$p,pn$$)$$^{53}$$Caによって生成される状態を理化学研究所のRI Beam Factoryによって調べた。基底状態および2.2MeVの励起状態が強く生成され、1.7MeVの励起状態の生成量は小さかった。$$^{53}$$Caの運動量分布から、基底状態および2.2MeVの励起状態は$$p$$軌道の中性子を叩き出して得られた状態であることが明らかになった。DWIA計算によって得られた分光学的因子から、$$^{54}$$Caは$$p$$軌道がほぼ完全に占有された閉殻構造を持つことが明らかになり、中性子魔法数34の出現が確実なものとなった。

論文

Enhancement of element production by incomplete fusion reaction with weakly bound deuteron

Wang, H.*; 大津 秀暁*; 千賀 信幸*; 川瀬 頌一郎*; 武内 聡*; 炭竃 聡之*; 小山 俊平*; 櫻井 博儀*; 渡辺 幸信*; 中山 梓介; et al.

Communications Physics (Internet), 2(1), p.78_1 - 78_6, 2019/07

https://doi.org/10.1038/s42005-019-0165-1
 被引用回数：8 パーセンタイル：56.2(Physics, Multidisciplinary)

陽子(あるいは中性子)過剰核の効率的な生成経路を探索することは、原子核反応研究の主な動機のひとつである。本研究では、$$^{107}$$Pdに対する核子当たり50MeVの陽子および重陽子入射による残留核生成断面積を逆運動学法によって測定した。その結果、重陽子入射ではAgやPd同位体の生成断面積が大きくなることを実験的に示した。また、理論計算による解析から、この生成断面積の増大は重陽子の不完全融合反応に起因することを示した。これらの結果は、陽子過剰核の生成において重陽子のような弱束縛核の利用が有効であることを示すものである。

論文

Large-volume static compression using nano-polycrystalline diamond for opposed anvils in compact cells

奥地 拓生*; 佐々木 重雄*; 長壁 豊隆; 大野 祥希*; 小竹 翔子*; 鍵 裕之*

Journal of Physics; Conference Series, 215, p.012188_1 - 012188_9, 2010/03

https://doi.org/10.1088/1742-6596/215/1/012188
 被引用回数：5 パーセンタイル：85.19(Instruments & Instrumentation)

中性子散乱やNMRなどの微弱な信号を検出する実験手法において利用可能な圧力領域を拡大するために、小型高圧力セルの試料容積を拡大する必要がある。われわれは、対向アンビル式小型高圧力セルのアンビル材として、大型多結晶ナノダイヤ(NPD)を準備した。NPDは、単結晶ダイヤに比べて硬度が高く、大型で、強いため、高い荷重をかけることができる。われわれは、サポート式NPDアンビルと非サポート式NPDアンビルの2種類のアンビルを製作し、2種類のコンパクトな高圧力セルを用いて加圧テストを行った。その結果、0.1mm$$^{3}$$以上の試料体積に対して14GPaの圧力発生を確認した。この結果は、NPDが大型アンビルとして非常に有望であることを示したものである。

論文

Measurement of the spin and magnetic moment of $$^{23}$$Al

小澤 顕*; 松多 健策*; 長友 傑*; 三原 基嗣*; 山田 一成*; 山口 貴之*; 大坪 隆*; 百田 佐多夫*; 泉川 卓司*; 炭竃 聡之*; et al.

Physical Review C, 74(2), p.021301_1 - 021301_4, 2006/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.74.021301
 被引用回数：43 パーセンタイル：89.22(Physics, Nuclear)

理化学研究所のリングサイクロトロンで、陽子過剰核$$^{23}$$Alの${it g}$因子を初めて測定した。実験的に測定された${it g}$因子の絶対値は、1.557$$pm$$0.088と決められた。この原子核は、鏡像核$$^{23}$$Neのエネルギー準位から見ると、基底状態は1/2$$^{+}$$もしくは5/2$$^{+}$$と考えられる。決められた${it g}$因子と殻模型計算による${it g}$因子との比較から1/2$$^{+}$$は明らかに否定されるため、基底状態のスピンは5/2$$^{+}$$と与えられた。これまで、$$^{23}$$Alは陽子ハロー構造のため、1/2$$^{+}$$状態が基底状態になる可能性が議論されてきたが、この実験により少なくとも基底状態にハロー構造が存在しないことがはっきりした。また、$$^{23}$$Neの磁気モーメントの実験値から、$$^{23}$$Alの基底状態におけるアイソスカラー固有スピンの期待値が求められるが、その値は$$^9$$Cのように異常な値を示さず、正常であることがわかった。

論文

First test results for the ITER central solenoid model coil

加藤 崇; 辻 博史; 安藤 俊就; 高橋 良和; 中嶋 秀夫; 杉本 誠; 礒野 高明; 小泉 徳潔; 河野 勝己; 押切 雅幸*; et al.

Fusion Engineering and Design, 56-57, p.59 - 70, 2001/10

https://doi.org/10.1016/S0920-3796(01)00235-6
 被引用回数：17 パーセンタイル：74.85(Nuclear Science & Technology)

ITER中心ソレノイド・モデル・コイルは、1992年より設計・製作を開始し、1999年に完成した。2000年2月末に原研に建設されたコイル試験装置への据え付けが終了し、3月より第1回のコイル実験が開始され、8月末に終了した。本実験により、コイルの定格性能である磁場13Tを達成したとともに、コイルに課せられた設計性能が十分に満足されていることを実証することができた。本論文は、上記実験結果につき、直流通電、急速励磁通電、1万回サイクル試験結果としてまとめる。また、性能評価として、分流開始温度特性、安定性特性、クエンチ特性についても言及する。

報告書

JT-60電源を用いたITER中心ソレノイドモデルコイルのパルス通電試験

寺門 恒久; 岡野 潤; 島田 勝弘; 三浦 友史; 山下 睦樹*; 松川 誠; 細金 延幸; 辻 博史; 安藤 俊就*; 高橋 良和; et al.

JAERI-Tech 2001-056, 24 Pages, 2001/08

JAERI-Tech-2001-056.pdf:1.17MB

国際熱核融合実験炉(ITER)の工学設計活動の一つとして、中心ソレノイド(CS)モデルコイルの開発が、日本、欧州連合、ロシア及び米国の共同で1992年から開始された。CSモデルコイルの通電試験は、日本原子力研究所那珂研究所の試験設備を用いて、国際共同実験チームにより行われた。通電試験には、直流通電試験とパルス通電試験があり、このうち直流通電試験は超電導磁石研究室の低電圧電源を用いた。一方、パルス通電にはJT-60のポロイダル磁場コイル電源を使用した。本レポートは、このパルス通電を行うために実施したJT-60ポロイダル磁場コイル電源の改造や、制御特性改善のためのリアルタイム制御手法の改良、及び得られた試験結果について報告する。

論文

Progress of the ITER central solenoid model coil programme

辻 博史; 奥野 清*; Thome, R.*; Salpietro, E.*; Egorov, S. A.*; Martovetsky, N.*; Ricci, M.*; Zanino, R.*; Zahn, G.*; Martinez, A.*; et al.

Nuclear Fusion, 41(5), p.645 - 651, 2001/05

https://doi.org/10.1088/0029-5515/41/5/319
 被引用回数：57 パーセンタイル：83.02(Physics, Fluids & Plasmas)

ITERを構成する3群の超伝導コイルでは、中心ソレノイド・コイルが最も高い磁場13Tを0.4T/s以上の速度で急速励起するパルス動作が要求される点で、最も技術的難度の高いコイルである。そこで中心ソレノイド・コイル工学設計の妥当性を確認し、併せてコイルの製作技術を開発する目的で、中心ソレノイド・モデル・コイルの開発が進められてきた。約8年をかけて完成したモデル・コイルの実験がこの程、国際共同作業として原研で実施され、技術開発目標をすべて満足する実験成果と貴重な技術データが得られた。

口頭

日本における軽水炉から高速増殖炉サイクルへの移行シナリオ検討,2; さまざまな移行シナリオ解析の結果

大滝 明; 加藤 篤志; 小野 清; 佐藤 良樹*

no journal, , 

高速増殖炉サイクル移行シナリオ検討の一環として、原子力利用の不確実性に対する要因分析で抽出された変動パラメータについて核燃料サイクル諸量解析を行い、第二再処理や高速増殖炉サイクルの導入要件等を評価した。

口頭

日本における軽水炉から高速増殖炉サイクルへの移行シナリオ検討,1; 将来の不確実性を考慮した解析条件

小野 清; 大滝 明; 加藤 篤志; 佐藤 良樹*

no journal, , 

高速増殖炉サイクル実用化研究開発(FaCT)では、FBRサイクルへの移行シナリオ検討の一環として第二再処理を含めた核燃料サイクル施設の規模や導入時期,運用方法などを定量的に把握する目的で核燃料サイクル諸量解析を行っている。本報告では、特にFBRサイクル移行期のウラン・プルトニウム需給への影響が大きく、かつ不確実性の高い変動パラメータとして検討した原子力発電規模の超長期見通し、FBR導入スピードなどの想定条件について検討した。その結果、民生・産業部門での電力シフトや運輸部門での水素利用が進展した場合、将来の原子力発電規模は80GWeから110GWe程度に拡大すると見込まれた。

口頭

核燃料サイクル諸量解析コードFAMILY-21の機能拡張

大滝 明; 小野 清; 佐藤 良樹*

no journal, , 

続可能な原子力計画の具体化、さらに将来ニーズに適した原子炉システム及び燃料サイクルシステムの把握においては、核燃料物資の需給量や高レベル廃棄物発生量等の超長期分析が不可欠である。この分析に必要な核燃料サイクルの物質収支解析手法についてはOECD/NEAやIAEAなどの国際機関の場でベンチマークが行われており、参加国それぞれが解析手法の機能向上に反映している。本報では、機構が開発したFAMILY-21コードの概要、ベンチマーク解析で得られた知見に基づく改良や機能拡張の結果を報告する。

口頭

J-PARC工学材料回折装置「匠」を用いた高圧中性子回折実験

阿部 淳; 服部 高典; 有馬 寛; 佐野 亜沙美; 深澤 裕; 内海 渉; 小松 一生*; 荒川 雅*; 飯塚 理子*; 鍵 裕之*; et al.

no journal, , 

高圧下での中性子回折実験手法の確立を目指して、J-PARCのBL19「匠」に種々の高圧発生装置を持ち込んでの実験を行っている。これまで高圧装置部品の検討や入射系・受光系の遮蔽を行うことによりバックグラウンドの少ない高圧試料からの回折パターンを取得することに成功している。また高圧装置による中性子の吸収のために中性子の波長,回折角に依存した回折強度の減少が生じる。この高圧装置による吸収を補正する方法を検討し、結晶構造解析を行った。

口頭

High-pressure activities in the new pulsed neutron source J-PARC

服部 高典; 有馬 寛; 佐野 亜沙美; 阿部 淳; 本田 充紀; 深澤 裕; 内海 渉; 奥地 拓生*; 大野 祥希*; 佐々木 重雄*; et al.

no journal, , 

試料が微小な高圧実験において、中性子のソースフラックスが小さいことから、10GPaを超える圧力下での中性子実験は一部の者に限られてきた。世界における近年のパルス中性子施設の建設により、高強度の中性子フラックスが得られるようになり、状況が変わりつつある。われわれも日本にできた新しいパルス中性子施設JSNSに触発され、高圧中性子実験を始めている。おもにこれらは2つの方策からなり、(1)既存の中性子ビームライン(NOVA, 匠)における高圧実験、(2)高圧専用の中性子ビームライン建設を行っている。本発表では、それらのアクティビティーを紹介する。

口頭

高圧発生装置を用いたJ-PARC「匠」での粉末中性子回折実験

阿部 淳; 有馬 寛; 服部 高典; 佐野 亜沙美; 深澤 裕; 内海 渉; 小松 一生*; 荒川 雅*; 飯塚 理子*; 鍵 裕之; et al.

no journal, , 

これまでJ-PARCの「匠」を用いた高圧中性子回折実験を行ってきた。高圧発生装置には、海外の中性子実験施設で汎用的に使用されている一軸圧縮型のパリエジンバラプレスと日本で開発された試料を六方向から加圧するパームキュービックセル、及び大型のナノ多結晶ダイヤモンドをアンビル材に用いたダイヤモンドアンビルセルを使用している。これまで匠で行った高圧中性子回折実験の概要と吸収補正などのデータ解析方法、さらには補正したデータを用いた結晶構造解析について説明する。

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