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Yan, 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:1 パーセンタイル:14(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 13.4
1.7 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.
北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 高木 靖彦*; 中村 智樹*; 廣井 孝弘*; 松岡 萌*; et al.
Nature Astronomy (Internet), 5(3), p.246 - 250, 2021/03
被引用回数:27 パーセンタイル:97(Astronomy & Astrophysics)2019年4月「はやぶさ2」ミッションは、地球に近い炭素質の小惑星(162173)リュウグウの人工衝撃実験を成功させた。これは露出した地下物質を調査し、放射加熱の潜在的な影響をテストする機会を提供した。はやぶさ2の近赤外線分光器(NIRS3)によるリュウグウの地下物質の観測結果を報告する。発掘された材料の反射スペクトルは、表面で観測されたものと比較して、わずかに強くピークがシフトした水酸基(OH)の吸収を示す。これは、宇宙風化や放射加熱が最上部の表面で微妙なスペクトル変化を引き起こしたことを示している。ただし、このOH吸収の強度と形状は、表面と同様に、地下物質が300Cを超える加熱を経験したことを示している。一方、熱物理モデリングでは、軌道長半径が0.344AUに減少しても、推定される掘削深度1mでは放射加熱によって温度が200
Cを超えて上昇しないことが示されている。これは、リュウグウ母天体が放射加熱と衝撃加熱のいずれか、もしくは両方により熱変化が発生したという仮説を裏付けている。
牧井 宏之; 西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; Orlandi, R.; Lguillon, R.; 小川 達彦; Soldner, T.*; K
ster, U.*; Pollitt, A.*; Hambsch, F.-J.*; et al.
Physical Review C, 100(4), p.044610_1 - 044610_7, 2019/10
被引用回数:11 パーセンタイル:77.08(Physics, Nuclear)The prompt fission -ray energy spectrum for cold-neutron induced fission of
U was measured in the energy range
= 0.8 - 20,MeV, by gaining a factor of about 10
in statistics compared to the measurements performed so far. The spectrum exhibits local bump structures at
4,MeV and
6,MeV, and also a broad one at
15,MeV. In order to understand the origins of these bumps, the
-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
4,MeV is created by the transitions between the discrete levels in the fragments around
Sn, and the bump at
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
15,MeV, induced by the transition feeding into the low-lying high-spin states.
Xiao, Y.*; Go, S.*; Grzywacz, R.*; Orlandi, R.; Andreyev, A. N.; 浅井 雅人; Bentley, M. A.*; de Angelis, G.*; Gross, C. J.*; Hausladen, P.*; et al.
Physical Review C, 100(3), p.034315_1 - 034315_8, 2019/09
被引用回数:13 パーセンタイル:84.39(Physics, Nuclear)A search for super-allowed decay of N=Z nuclei
Te and
Xe was carried out using a novel recoil-decay scintillator detector at the tandem accelerator facility at Japan Atomic Energy Agency. Inorganic crystal scintillation material of YAP:Ce (Yttrium Aluminium Perovskite) coupled to position-sensitive photo-multiplier tube (PSPMT) was implemented for the first time in a radioactive decay experiment. Residues from the fusion-evaporation reaction
Ni+
Fe
Xe
were separated by the JAEA Recoil Mass Separator (RMS) and implanted into the YAP:Ce crystal.
decays of neutron-deficient tellurium isotopes were identified and proton-emission of
I was observed. No conclusive evidence was found for the decay chain
Xe
Te
Sn within 3 days experiment. The cross section limit of 130 pb was obtained for production of two events of
Xe, about an order of magnitude below the expectation based on earlier cross section measurements and HIVAP calculations.
牧井 宏之; 西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; Orlandi, R.; Lguillon, R.*; 小川 達彦; Soldner, T.*; Hambsch, F.-J.*; A
che, M.*; Astier, A.*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 906, p.88 - 96, 2018/10
被引用回数:3 パーセンタイル:34.06(Instruments & Instrumentation)中性子誘起核分裂における即発高エネルギー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
線測定用のLaBr
(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、
U中性子誘起核分裂における即発
線を行った。測定ではエネルギー最大20MeVまでの
線スペクトルの観測に成功し、
U中性子誘起核分裂において非常に高いエネルギーの
線が放出されていることを確認した。
Yan, S. Q.*; Li, Z. H.*; Wang, Y. B.*; 西尾 勝久; Lugaro, M.*; Karakas, A. I.*; 牧井 宏之; Mohr, P.*; Su, J.*; Li, Y. J.*; et al.
Astrophysical Journal, 848(2), p.98_1 - 98_8, 2017/10
被引用回数:5 パーセンタイル:23.5(Astronomy & Astrophysics)The Zr(
)
Zr reaction cross section is crucial in the modelling of
-process nucleosynthesis in asymptotic giant branch stars because it controls the operation of the branching point at the unstable
Zr and the subsequent production of
Zr. We have carried out the measurement of the
Zr(
O,
O) and
Zr(
O,
O) reactions and obtained the
-decay probability ratio of
Zr
and
Zr
to determine the
Zr(
)
Zr reaction cross sections with the surrogate ratio method. We tested our deduced maxwellian-averaged cross section in stellar models with masses between 2 and 6
and metallicities 0.014 and 0.03. The largest changes - up 80 % variations in
Zr - are seen in the models of 3-4
, where the
Ne neutron source is mildly activated. The new rate can still provide a match to data from meteoritic stardust silicon carbide grains, provided the maximum mass of the parent stars is below 4
, for a metallicity of 0.03.
牧井 宏之; 西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; Orlandi, R.; Lguillon, 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
被引用回数:4 パーセンタイル:92.44核分裂に伴い放出される即発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
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
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
Cfの自発核分裂以外で即発
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
U(n,f)においても20MeVまでの即発
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。
廣瀬 健太郎; 西尾 勝久; 牧井 宏之; 西中 一朗*; 太田 周也*; 永山 達郎*; 田村 信行*; 後藤 真一*; Andreyev, A. N.; Vermeulen, M. J.; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 856, p.133 - 138, 2017/06
被引用回数:3 パーセンタイル:31.87(Instruments & Instrumentation)Fission and capture reactions were simultaneously measured in the neutron-induced reactions of Am at J-PARC. Data were taken with the TOF method in
= 0.1
20 eV. The fission events were observed by detecting prompt fission neutrons using liquid organic scintillators. The capture reaction was measured by detecting
rays from the compound nuclei using the same detectors, where the prompt fission neutrons and capture
rays were separated by a pulse shape analysis. The cross sections were obtained by normalizing the relative yields at the first resonance to evaluations or other experimental data. The ratio of the fission to capture cross sections at each resonance is compared with those from an evaluated nuclear data library and other experimental data. Some differences were found between the present values and the library/literature values at several resonances.
西尾 勝久; Andreyev, A. N.*; Chapman, R.*; Derkx, X.*; Dllmann, C. E.*; Ghys, L.*; He
berger, F. P.*; 廣瀬 健太郎; 池添 博*; Khuyagbaatar, J.*; et al.
Physics Letters B, 748, p.89 - 94, 2015/09
被引用回数:36 パーセンタイル:91.91(Astronomy & Astrophysics)Mass distributions of fission fragments from the compound nuclei Hg and
Hg formed in fusion reactions
Ar+
Sm and
Ar+
Sm, respectively, were measured at initial excitation energies of
(
Hg)=,33
66 MeV and
(
Hg)=,48
71 MeV. In the fission of
Hg, the mass spectra were well reproduced by assuming only an asymmetric-mass division, with most probable light and heavy fragment masses
/
79
101. The mass asymmetry for
Hg agrees well with that obtained in the low-energy
/EC-delayed fission of
Tl, from our earlier ISOLDE(CERN) experiment. Fission of
Hg is found to proceed in a similar way, delivering the mass asymmetry of
/
83
107, throughout the measured excitation energy range. The persistence as a function of excitation energy of the mass-asymmetric fission for both proton-rich Hg isotopes gives strong evidence for the survival of microscopic effects up to effective excitation energies of compound nuclei as high as 40,MeV. This behavior is different from fission of actinide nuclei and heavier mercury isotope
Hg.
西尾 勝久; 池添 博; Hofmann, S.*; Ackermann, D.*; 有友 嘉浩*; Comas, V. F.*; Dllmann, Ch. E.*; Heinz, S.*; Heredia, J. A.*; He
berger, F. P.*; et al.
AIP Conference Proceedings 1524, p.68 - 72, 2013/04
被引用回数:0 パーセンタイル:0.04Fission fragment mass and kinetic energies distributions were measured in the heavy-ion induced reactions using U target nucleus at the energies around the Coulomb barrier. We observed strong variation of the fragment mass distribution with incident energy, which was explained by an energy dependence of the probabilities for fusion and quasifission. A calculation based on a fluctuation-dissipation model was carried out to determine the fusion probability in the reactions of
Si+
U and
S+
U. The fusion probabilities were consistent with those determied from the evaporation residue cross sections for both reactions, showing that in-beam fission measurement and analysis can give a reasonable estimation for the cross sections to produce super-heavy nuclei. We also discss the results for in-beam fission measurement of
Ca+
U.
Khuyagbaatar, J.*; 西尾 勝久; Hofmann, S.*; Ackermann, D.*; Block, M.*; Heinz, S.*; Heberger, F. P.*; 廣瀬 健太郎; 池添 博; Kindler, B.*; et al.
Physical Review C, 86(6), p.064602_1 - 064602_6, 2012/12
被引用回数:22 パーセンタイル:74.99(Physics, Nuclear)The influence of the structure of projectile and target nuclei on the capture cross-sections was investigated for the reactions S+
Pb and
S+
Pb. Capture cross-sections were deduced by measuring the fission fragments using multi-wire proportional counters. An enhancement of the capture cross-sections relative to an one-dimensional barrier penetration model was observed for all reactions at energies below the interaction barriers. The enhancement is larger in the case of reactions with
S than with
S. This observation is explained by a stronger coupling to the vibrational states in the reactions with
S. Comparing the capture cross-sections and the evaporation-residue cross-sections for the reactions
S+
Pb and
S+
Pb, both yielding the same compound nucleus
Cf, it is shown that the latter reaction has a lower fusion probability.
西尾 勝久; 池添 博; Hofmann, S.*; Ackermann, D.*; Antalic, S.*; 有友 嘉浩; Comas, V. F.*; Dllmann, Ch. E.*; Gorshkov, A.*; Graeger, R.*; et al.
EPJ Web of Conferences, 17, p.09005_1 - 09005_4, 2011/10
被引用回数:1 パーセンタイル:47.85Fission fragment mass distributions after full momentum transfer of the projectile were measured in the reactions using a U target nucleus bombarded by
Si,
P,
S,
Ar,
Ca projectiles. We observed a strong variation of the distribution as function of bombarding energy. The results were interpreted by the effects of nuclear deformation of the target nucleus on the competition between fusion and quasifission. The symmetric fission includes fusion-fission, wheres as the asymmetric fission represents quasifission. The fusion probabilities were determined with the help of fluctuation-dissipation model. The estimated evaporation residue cross sections (
Sg and
Hs) produced in
Si +
U and
S+
U reproduced the experimental data.
西尾 勝久; Hofmann, S.*; Heberger, F. P.*; Ackermann, D.*; Antalic, S.*; 有友 嘉浩; Comas, V. F.*; D
llmann, Ch. E.*; Gorshkov, A.*; Graeger, R.*; et al.
Physical Review C, 82(2), p.024611_1 - 024611_9, 2010/08
被引用回数:77 パーセンタイル:96.16(Physics, Nuclear)Synthesis of isotopes of the element hassium was studied using the reaction S+
U
Hs*. At a kinetic energy of 163.0 MeV in the center of mass system we observed one
-decay chain starting at the isotope
Hs. The cross-section was 1.8
pb. At 152.0 MeV one decay of the new isotope
Hs was observed. It decays with a half-life of 0.38
s by 9479
16 keV
-particle emission. Spontaneous fission of the daughter nucleus
Sg was confirmed. The measured cross-section was 0.54
pb. In-beam measurements of fission fragment mass distributions were performed to obtain information on the fusion probability at various orientation of the deformed target nucleus. The distributions changed from symmetry to asymmetry when the beam energy was changed from above-barrier to sub-barrier values, indicating orientation effects on fusion and/or quasifission. It was found that the distribution of symmetric mass fragments originates not only from fusion-fission, but has a strong component from quasifission. This result significantly influences the interpretation of data obtained from measurements of symmetric mass distributions with respect to extracting evaporation residue cross-sections.
谷川 博康; 廣瀬 貴規; 芝 清之; 笠田 竜太*; 若井 栄一; 芹澤 久*; 川人 洋介*; 實川 資朗; 木村 晃彦*; 幸野 豊*; et al.
Fusion Engineering and Design, 83(10-12), p.1471 - 1476, 2008/12
被引用回数:78 パーセンタイル:97.95(Nuclear Science & Technology)低放射化フェライト鋼は、核融合ブランケットシステムに用いられる構造材料の第一候補材として知られている。日本で開発が進められている低放射化フェライト鋼F82Hは、高温強度と溶接性を重視して成分調整が計られた鋼である。そのデータベースは、存在する低放射化フェライト鋼のうちで最も充実している。本論文は、F82Hの開発状況をレビューし、近年の日本における研究開発から示されたITER-TBM製作に向けた技術的課題を整理し示すことを目的とする。
MacLaughlin, D. E.*; Rose, M. S.*; Anderson, J. E.*; Shu, L.*; Heffner, R. H.; 木村 剛*; Morris, G. D.*; Bernal, O. O.*
Physica B; Condensed Matter, 374-375, p.142 - 144, 2006/03
被引用回数:3 パーセンタイル:18.28(Physics, Condensed Matter)縦磁場SR法を用いてGd
Ti
O
単結晶の転移点直上の常磁性状態の研究を行った。高磁場中では緩和時間は磁場に比例した。低磁場では転移点に向かい、発散する振る舞いが見られた。この結果は自動相関関数において極めて長いカットオフ時間を持つことと一致している。
MacLaughlin, D. E.*; Rose, M. S.*; Bernal, O. O.*; Heffner, R. H.; Nieuwenhuys, G. J.*; Chau, R.*; Maple, M. B.*
Physica B; Condensed Matter, 374-375, p.174 - 176, 2006/03
被引用回数:0 パーセンタイル:0(Physics, Condensed Matter)非フェルミ流体的振る舞いを示す合金UCuPt
において横磁場
SRによりシフトと緩和率測定を行った。x=1の試料においては低温ではナイトシフトの拡がりがx=1.5, 2.5の試料の2倍になっていた。不均一性が非フェルミ流体的振る舞いを引き起こすというシナリオに基づいた場合、今回得られた
E/E
K/K)
がUCu
Pd
と類似していることがわかった。これは他の非フェルミ流体的振る舞いを示す物質と関連した結果である。
MacLaughlin, D. E.*; Rose, M. S.*; Anderson, J. E.*; Bernal, O. O.*; Heffner, R. H.; Nieuwenhuys, G. J.*; Baumbach, R. E.*; Butch, N. P.*; Maple, M. B.*
Physica B; Condensed Matter, 374-375, p.177 - 179, 2006/03
被引用回数:1 パーセンタイル:6.77(Physics, Condensed Matter)非フェルミ流体的振る舞いへの乱れの効果を調べるため重い電子系UCuPdのアニール及び非アニール試料についての縦磁場
SR法を行った。その結果、スケーリング指数はアニールによらないことがわかった。アニールした試料では低温で緩和率の抑制が見られ、このことはアニールにより揺らぎが高い周波数に変化したことを示している。不均一に起因した緩和の増大にはアニールによる効果は見られていない。非フェルミ流体物質において過去の実験で見られていたような残留抵抗との相関が今回の実験でも見られた。
西尾 勝久; 池添 博; Hofmann, S.*; Ackermann, D.*; Antalic, S.*; 有友 嘉浩; Comas, V. F.*; Dllmann, Ch. E.*; Gorshkov, A.*; Graeger, R.*; et al.
no journal, ,
In-beam measurement of fission-fragment mass distributions in S +
U were performed to obtain information on the fusion probability at various orientations of the deformed target nucleus. The experiment was carried out at the JAEA tandem facility. The distributions changed from symmetry to asymmetry when the beam energy was changed from above-barrier to sub-barrier values, indicating the orientation effects on fusion and/or quasifission. We also produced evaporation residues (ERs) as a direct evidence for fusion. The experiment was carried out at GSI by using the velocity filter SHIP. At above-barrier energy, the isotope
Hs (5n) was produced and the cross section of 1.8 pb was obtained. It was concluded that the distribution of symmetric mass fragments originate not only from fusion fission, but has a strong component from quasifission. At sub-barrier energy, we produced a new isotope
Hs (4n) with the cross section 0.54 pb. We obtained the fusion probability enough to produce SHN. These results were supported by a calculation based on a dynamical description using Langevin equation, where fusion and quasifission were separately determined. The effects of projectile mass (charge) on fusion from the measured fission properties of
Si,
P,
S,
Ar,
Ca +
U are obtained.
田村 信行; 西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; 西中 一朗; 牧井 宏之; 木村 敦; 太田 周也*; Andreyev, A. N.; Vermeulen, M.*; Gillespire, S.*; et al.
no journal, ,
原子炉の運転に伴って長寿命のマイナーアクチノイド(MA)が生成する。このMAを分離・核変換することで将来にわたる環境への放射線影響を低減することが重要となっている。このための核変換炉を構築するため、MAの中性子入射断面積を高精度で測定する必要がある。本研究では、中性子誘起核分裂および中性子捕獲断面積を同時に測定する方法を開発し、これを用いてAmのデータを取得した。中性子飛行時間分析法を用いた本実験は、J-PARC/MLFのBL04コースで行った。核分裂事象を決定するため、即発中性子を有機液体シンチレータで検出した。この検出器を用いて捕獲反応で放出される
線も検出した。
線と中性子は、波形弁別法によって区別した。測定で得られた低エネルギー側の3つの共鳴のうち、捕獲断面積は従来の測定によく一致したものの、第2共鳴の核分裂断面積は従来より高い値を得た。核分裂および捕獲断面積を同時に測定する手法を見出したのは本研究が初めてであり、核データの高精度化につながる成果である。
牧井 宏之; 西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; Orlandi, R.; Yan, S. Q.*; Lguillon, R.; Smallcombe, J.*; Vermeulen, M. J.; 西中 一朗*; 塚田 和明; et al.
no journal, ,
原子力機構タンデム加速器施設で進行中の、中性子反応核データを間接的に導出する代理反応の研究について紹介する。我々は重イオン核子移行反応で生成された複合核を同定するためのシリコンE-E検出器、核分裂片を検出するための多芯線比例計数管(MWPC)、複合核からの
線を観測するためのコンプトン抑止型LaBr
(Ce)シンチレータ、及び核分裂即発中性子を検出するための液体シンチレータから構成された測定装置の開発を行ってきた。得られた結果のうち、代理反応法で導出した核分裂断面積, 中性子捕獲断面積について議論する。