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報告書

東海再処理施設周辺の環境放射線モニタリング結果; 2023年度

國分 祐司; 細見 健二; 永岡 美佳; 瀬谷 夏美; 井上 和美; 小池 優子; 内山 怜; 佐々木 一樹; 前原 勇志; 松尾 一樹; et al.

JAEA-Review 2024-054, 168 Pages, 2025/03

JAEA-Review-2024-054.pdf:2.73MB

核燃料サイクル工学研究所では、「日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定、第IV編環境監視」に基づき、再処理施設周辺の環境放射線モニタリングを実施している。本報告書は、2023年4月から2024年3月までの間に実施した環境放射線モニタリングの結果、及び大気、海洋への放射性物質の放出に起因する周辺公衆の線量算出結果について、取りまとめたものである。なお、上記の環境放射線モニタリングの結果において、2011年3月に発生した東京電力株式会社(2016年4月1日付けで東京電力ホールディングス株式会社に変更)福島第一原子力発電所事故で放出された放射性物質の影響が一部の項目でみられた。また、環境監視計画の概要、測定方法の概要、測定結果及びその経時変化、気象統計結果、放射性廃棄物の放出状況、平常の変動幅の範囲を外れた値の評価について付録として収録した。

論文

Missing-mass measurement of the $$^{12}$$C$$(K^-,K^+)$$ reaction at 1.8 GeV/$$c$$ with the Superconducting Kaon spectrometer

市川 裕大; 藤田 真奈美; 長谷川 勝一; 今井 憲一*; 七村 拓野; 成木 恵; 佐藤 進; 佐甲 博之; 田村 裕和; 谷田 聖; et al.

Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2024(9), p.091D01_1 - 091D01_13, 2024/09

https://doi.org/10.1093/ptep/ptae133
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Multidisciplinary)

We conducted a measurement of the inclusive missing-mass spectrum in the $$^{12}$$C$$(K^-, K^+)$$ reaction at an incident beam momentum of 1.8 GeV/$$c$$. This measurement was carried out utilizing the Superconducting Kaon Spectrometer (SKS) and the K1.8 beamline spectrometer at the Hadron Experimental Hall in J-PARC. Remarkably, our experimental setup yielded an exceptionaly good energy resolution of 8.2 MeV (FWHM), enabling us to observe significant enhancements in the vicinity of the $$^{12}_{Xi}$$Be threshold region. In order to estimate the spectrum information, we employed several fitting parameters assumptions. The best agreement with the spectrum shape was obtained with combining quasi-free (QF) component and two-Gaussian functions, with the experimental resolution $$sigma$$ being held constant. The peak positions were obtained to be $$B_{Xi} = 8.9 pm 1.4$$ (stat.) $$^{+3.8}_{-3.1}$$ (syst.) MeV and $$B_{Xi} = -2.4 pm 1.3$$ (stat.) $$^{+2.8}_{-1.2}$$ (syst.) MeV. Another model assumption, utilizing quasi-free (QF) and one Breit-Wigner function with $$B_{Xi} = -2.7 pm 2.2$$ (stat.) $$^{+0.5}_{-0.7}$$ (syst.) MeV and $$Gamma = 4.1 pm 2.1$$ (stat.) $$^{+1.2}_{-0.7}$$ (syst.) MeV, also yielded a similar $$chi^2$$ value.

報告書

東海再処理施設周辺の環境放射線モニタリング結果; 2022年度

國分 祐司; 中田 陽; 瀬谷 夏美; 小池 優子; 根本 正史; 飛田 慶司; 山田 椋平*; 内山 怜; 山下 大智; 永井 信嗣; et al.

JAEA-Review 2023-046, 164 Pages, 2024/03

JAEA-Review-2023-046.pdf:4.2MB

核燃料サイクル工学研究所では、「日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定、第IV編環境監視」に基づき、再処理施設周辺の環境放射線モニタリングを実施している。本報告書は、2022年4月から2023年3月までの間に実施した環境放射線モニタリングの結果及び大気、海洋への放射性物質の放出に起因する周辺公衆の線量算出結果について、取りまとめたものである。なお、上記の環境放射線モニタリングの結果において、2011年3月に発生した東京電力株式会社(2016年4月1日付けで東京電力ホールディングス株式会社に変更)福島第一原子力発電所事故で放出された放射性物質の影響が多くの項目で見られた。また、環境監視計画の概要、測定方法の概要、測定結果及びその経時変化、気象統計結果、放射性廃棄物の放出状況、平常の変動幅の範囲を外れた値の評価について付録として収録した。

論文

マイナーアクチノイド核変換用窒化物燃料の乾式再処理における崩壊熱の影響

林 博和; 津幡 靖宏; 佐藤 匠

日本原子力学会和文論文誌(インターネット), 22(3), p.97 - 107, 2023/08

https://doi.org/10.3327/taesj.J22.009

加速器駆動システムによるマイナーアクチノイド(MA)核変換技術開発において、高濃度MA含有窒化物燃料及びその再処理に関する研究開発が行われている。本研究では、燃料に含まれる超ウラン元素(TRU)の崩壊熱が乾式再処理プロセスに与える影響を評価するため、各物質の発熱量及びアルゴンガス雰囲気での各物質の温度上昇値を推定し、これらの計算結果及び各物質の制限温度の設定値を用いて、乾式再処理プロセスにおける各物質の取扱制限量を検討した。さらに、この検討結果を基に、直径26cm塩浴深さ13cmの溶融塩電解槽25基によって、ADS1基分の使用済MA燃料を200日間で処理することを提案した。また、TRUを回収したCd陰極から窒化物を製造する蒸留窒化工程については、直径4cm高さ4cmのCd陰極を4分割したCd-TRU合金を原料とすることを提案した。これらの物質量及び装置規模と台数に関する検討結果から、MA核変換用窒化物燃料の乾式再処理工学規模装置の実現性は高いことが示唆された。

論文

Effect of annealing on the magnetic microstructure of high-pressure torsion iron; The Relevance of higher-order contributions to the magnetic small-angle neutron scattering cross section

Bersweiler, M.*; 佐藤 宏和*; 足立 望*; 戸高 義一*; Peral, I.*; Kohlbrecher, J.*; Zaporozhets, V. D.*; Metlov, K. L.*; Michels, A.*; 大場 洋次郎

IUCrJ, 10(4), p.411 - 419, 2023/07

https://doi.org/10.1107/S2052252523003937
 被引用回数：2 パーセンタイル：43.78(Chemistry, Multidisciplinary)

Magnetic microstructures in severely deformed iron produced via high-pressure torsion (HPT) straining have been investigated using small-angle neutron scattering. The results reveal that nonneglibible third-order scattering contribution in the inhomogeneities amplitude of magnetization is induced via HPT straining and the contribution becomes small with subsequent annealing. The contribution has negative values, which suggest that the inhomogeneity of the magnetic anisotropy enhanced via HPT is a possible origin of the third-order contribution.

報告書

東海再処理施設周辺の環境放射線モニタリング結果; 2021年度

中田 陽; 金井 克太; 瀬谷 夏美; 西村 周作; 二川 和郎; 根本 正史; 飛田 慶司; 山田 椋平*; 内山 怜; 山下 大智; et al.

JAEA-Review 2022-078, 164 Pages, 2023/03

JAEA-Review-2022-078.pdf:2.64MB

核燃料サイクル工学研究所では、「日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定、第IV編環境監視」に基づき、再処理施設周辺の環境放射線モニタリングを実施している。本報告書は、2021年4月から2022年3月までの間に実施した環境放射線モニタリングの結果、及び大気、海洋への放射性物質の放出に起因する周辺公衆の線量算出結果について、取りまとめたものである。なお、上記の環境放射線モニタリングの結果において、2011年3月に発生した東京電力株式会社(2016年4月1日付けで東京電力ホールディングス株式会社に変更)福島第一原子力発電所事故で放出された放射性物質の影響が多くの項目でみられた。また、環境監視計画の概要、測定方法の概要、測定結果及びその経時変化、気象統計結果、放射性廃棄物の放出状況、平常の変動幅の上限値を超過した値の評価について付録として収録した。

論文

Formation of MPd$$_{3+x}$$ (M = Gd, Np) by the reaction of MN with Pd and chlorination of MPd$$_{3+x}$$ using cadmium chloride

林 博和; 柴田 裕樹; 佐藤 匠; 音部 治幹

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 332(2), p.503 - 510, 2023/02

https://doi.org/10.1007/s10967-023-08760-4
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Chemistry, Analytical)

Ar気流中における1323Kでの窒化物とPdの反応によって、MPd$$_{3+x}$$ (M=Gd, Np)が生成することを示した。生成物は、立方晶系のAuCu$$_3$$型GdPd$$_{3.3}$$ (${it a}$ = 0.4081 $$pm$$ 0.0001nm)及びNpPd$$_3$$ (${it a}$ = 0.4081 $$pm$$ 0.0001nm)であった。NpNとPdとの反応生成物中には、六方晶系のTiNi$$_3$$型NpPd$$_3$$も含まれていた。本研究で得られたMPd$$_{3+x}$$ (M=Gd, Np)試料と塩化カドミウムの673Kでの真空雰囲気での固相反応では、塩化物が生成すること、及び、副生成物としてPdで飽和したCd相と金属間化合物PdCdが得られることを示した。

論文

Strangeness physics programs by S-2S at J-PARC

後神 利志*; 江端 健悟; 藤田 真奈美; 原田 健志; 長谷川 勝一; 細見 健二; 市川 裕大; 今井 憲一*; Kim, S.; 七村 拓野; et al.

EPJ Web of Conferences, 271, p.11002_1 - 11002_7, 2022/11

https://doi.org/10.1051/epjconf/202227111002

In the K1.8 beam-line at Hadron Experimental Facility of J-PARC, a new magnetic spectrometer S-2S is being installed. S-2S was designed to achieve a high momentum resolution of $$Delta p/p = 6 times 10^{-4}$$ in FWHM. Several strangeness-physics programs which require the high resolution will be realized by S-2S. The present article introduces J-PARC E70 (missing-mass spectroscopy of $$_{Xi}^{12}$$Be) and E94 (missing-mass spectroscopy of $$_{Lambda}^7$$Li, $$_{Lambda}^{10}$$B, and $$_{Lambda}^{12}$$C) experiments.

論文

Recent progress and future prospects of hyperon nucleon scattering experiment

三輪 浩司*; 藤田 真奈美; 原田 健志; 長谷川 勝一; 細見 健二; 市川 真也; 今井 憲一*; 佐甲 博之; 佐藤 進; 田村 裕和; et al.

EPJ Web of Conferences, 271, p.04001_1 - 04001_7, 2022/11

https://doi.org/10.1051/epjconf/202227104001

A new hyperon-proton scattering experiment, dubbed J-PARC E40, was performed to measure differential cross sections of the $$Sigma^+ p$$, $$Sigma^- p$$ elastic scatterings and the $$Sigma^- p to Lambda n$$ scattering by identifying a lot of $$Sigma $$ particles in the momentum ranging from 0.4 to 0.8 GeV/$$c$$ produced by the $$pi^{pm}p to K^+Sigma^{pm}$$ reactions. We successfully measured the differential cross sections of these three channels with a drastically improved accuracy with a fine angular step. These new data will become important experimental constraints to improve the theories of the two-body baryon-baryon interactions. Following this success, we proposed a new experiment to measure the differential cross sections and spin observables by using a highly polarized $$Lambda$$ beam for providing quantitative information on the $$Lambda N$$ interaction. The results of three $$Sigma p$$ channels and future prospects of the $$Lambda p$$ scattering experiment are described.

論文

溶融塩の密度・粘度測定

佐藤 理花*; 西 剛史*; 太田 弘道*; 林 博和; 菅原 隆徳; 西原 健司

第43回日本熱物性シンポジウム講演論文集(CD-ROM), 3 Pages, 2022/10

溶融塩の密度および粘度は溶融塩を用いた加速器駆動核変換システム等を検討する上で必要不可欠な物性値である。本研究では、溶融塩を用いた物性値測定の手始めとして塩化鉛および硝酸カリウムを対象とし、粘度を測定するための装置の整備を行い、粘度および密度を測定した。

論文

Measurement of differential cross sections for $$Sigma^+ p$$ elastic scattering in the momentum range 0.44-0.80 GeV/c

七村 拓野; 藤田 真奈美; 長谷川 勝一; 市川 真也; 市川 裕大; 今井 憲一*; 成木 恵; 佐藤 進; 佐甲 博之; 田村 裕和; et al.

Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2022(9), p.093D01_1 - 093D01_35, 2022/09

https://doi.org/10.1093/ptep/ptac101
 被引用回数：16 パーセンタイル：83.44(Physics, Multidisciplinary)

We performed a novel $$Sigma^+p$$ scattering experiment at the J-PARC Hadron Experimental Facility. Approximately 2400 $$Sigma^+p$$ elastic scattering events were identified from $$4.9 times 10^7$$ tagged $$Sigma^+$$ particles in the $$Sigma^+$$ momentum range 0.44 - 0.80 GeV/c. The differential cross sections of the $$Sigma^+p$$ elastic scattering were derived with much better precision than in previous experiments. The obtained differential cross sections were approximately 2 mb/sr or less, which were not as large as those predicted by the fss2 and FSS models based on the quark cluster model in the short-range region. By performing phase-shift analyses for the obtained differential cross sections, we experimentally derived the phase shifts of the $$^3S_1$$ and $$^1P_1$$ channels for the first time. The phase shift of the 3S1 channel, where a large repulsive core was predicted owing to the Pauli effect between quarks, was evaluated to be $$20^circ<|delta_{^3S_1}|<35^circ$$. If the sign of $$delta_{^3S_1}$$ is assumed to be negative, the interaction in this channel is moderately repulsive, as the Nijmegen extended-sort-core models predicted.

論文

Environmental effects on layer-dependent dynamics of Dirac fermions in quasicrystalline bilayer graphene

Zhao, Y.*; Suzuki, T.*; Iimori, T.*; Kim, H.-W.*; Ahn, J. R.*; 堀尾 眞史*; 佐藤 祐輔*; 深谷 有喜; Kanai, T.*; Okazaki, K.*; et al.

Physical Review B, 105(11), p.115304_1 - 115304_8, 2022/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.105.115304
 被引用回数：1 パーセンタイル：7.32(Materials Science, Multidisciplinary)

本研究では、時間・角度分解光電子分光を用いて、SiC基板上に作製したグラフェン層におけるキャリアダイナミクスについて調べた。光ポンピング後の準結晶グラフェンのディラックバンドでは、電子ドーピングに層依存性が観測された。また、光誘起キャリア輸送量は基板からの距離に依存することがわかった。フラット基板及びステップ基板上の単層グラフェンの結果から、キャリアの生成源は界面のステップ状態に由来することがわかった。本メカニズムは、密度汎関数計算による電子構造を基にした動的モデルにより記述できる。

報告書

令和2年度原子力発電所周辺における航空機モニタリング(受託研究)

普天間 章; 眞田 幸尚; 石崎 梓; 川崎 義晴*; 岩井 毅行*; 平賀 祥吾*; 佐藤 一彦*; 萩野谷 仁*; 松永 祐樹*; 菊池 陽*; et al.

JAEA-Technology 2021-029, 132 Pages, 2022/02

JAEA-Technology-2021-029.pdf:24.58MB

2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震による津波に起因した東京電力福島第一原子力発電所事故によって、大量の放射性物質が周辺環境に飛散した。事故直後より、放射線の分布を迅速かつ広範囲に測定する手法として、航空機等を用いた空からの測定方法が適用されている。日本原子力研究開発機構では、有人ヘリコプターを使用した航空機モニタリングを福島第一原子力発電所周辺において継続的に実施してきた。本報告書では、令和2年度に実施した福島第一原子力発電所周辺におけるモニタリング結果について取りまとめると共に、過去のモニタリング結果から空間線量率等の変化量を評価し、変化量に寄与する要因について考察した。また、航空機モニタリングによる空間線量率の計算精度向上に資するために、航空機モニタリングデータを用いて地形の起伏を考慮に入れた解析を行った。地形の起伏を考慮に入れる前後での解析結果を比較し、本手法による精度向上効果を評価した。さらに、空気中のラドン子孫核種の弁別手法を測定結果に適用して、空気中のラドン子孫核種が航空機モニタリングに与える影響について評価した。

報告書

東海再処理施設周辺の環境放射線モニタリング結果; 2020年度

中田 陽; 中野 政尚; 金井 克太; 瀬谷 夏美; 西村 周作; 根本 正史; 飛田 慶司; 二川 和郎; 山田 椋平; 内山 怜; et al.

JAEA-Review 2021-062, 163 Pages, 2022/02

JAEA-Review-2021-062.pdf:2.87MB

核燃料サイクル工学研究所では、「日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定、第IV 編環境監視」に基づき、再処理施設周辺の環境放射線モニタリングを実施している。本報告書は、2020年4月から2021年3月までの間に実施した環境放射線モニタリングの結果、及び大気、海洋への放射性物質の放出に起因する周辺公衆の線量算出結果について、取りまとめたものである。なお、上記の環境放射線モニタリングの結果において、2011年3月に発生した東京電力株式会社(2016年4月1日付けで東京電力ホールディングス株式会社に変更)福島第一原子力発電所事故で放出された放射性物質の影響が多くの項目でみられた。また、環境監視計画の概要、測定方法の概要、測定結果及びその経時変化、気象統計結果、放射性廃棄物の放出状況、平常の変動幅の上限値を超過した値の評価について付録として収録した。

論文

Precise measurement of differential cross sections of the $${Sigma}^- p to {Lambda} n$$ reaction in momentum range 470-650 MeV/$$c$$

三輪 浩司*; 藤田 真奈美; 長谷川 勝一; 細見 健二; 市川 裕大*; 今井 憲一*; 七村 拓野; 佐甲 博之; 佐藤 進; 田村 裕和; et al.

Physical Review Letters, 128(7), p.072501_1 - 072501_6, 2022/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.072501
 被引用回数：18 パーセンタイル：86.92(Physics, Multidisciplinary)

The differential cross sections of the $${Sigma}^- p to {Lambda} n$$ reaction were measured accurately for the $${Sigma}^-$$ momentum $$(p_{{Sigma}})$$ ranging from 470 to 650 MeV/$$c$$ at the J-PARC Hadron Experimental Facility. Precise angular information about the $${Sigma}^- p to {Lambda} n$$ reaction was obtained for the first time by detecting approximately 100 reaction events at each angular step of $${Delta}cos{theta} = 0.1$$. The obtained differential cross sections show slightly forward-peaking structure in the measured momentum regions. The cross sections integrated for $$-0.7 < cos{theta} < 1.0$$ were obtained as $$22.5 pm 0.68 (stat.) pm 0.65 (syst.)$$ mb and $$15.8 pm 0.83(stat.) pm 0.52 (syst.)$$ mb for $$470 < p_{{Sigma}}$$ (MeV/c) $$<550$$ and $$550 < p_{{Sigma}}$$ (MeV/c)$$<650$$, respectively. These results show a drastic improvement compared to past measurements of the hyperon-proton scattering experiments. They will play essential roles in updating the theoretical models of the baryon-baryon interactions.

論文

Measurement of the differential cross sections of the $$Sigma^- p$$ elastic scattering in momentum range 470 to 850 MeV/$$c$$

三輪 浩司*; 藤田 真奈美; 長谷川 勝一; 細見 健二; 市川 裕大; 今井 憲一*; 七村 拓野; 成木 恵; 佐甲 博之; 佐藤 進; et al.

Physical Review C, 104(4), p.045204_1 - 045204_20, 2021/10

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.104.045204
 被引用回数：19 パーセンタイル：89.84(Physics, Nuclear)

A high statistics $$Sigma p$$ scattering experiment is performed at the J-PARC Hadron Experimental Facility. Momentum-tagged $$Sigma^-$$s running in a liquid hydrogen target are accumulated by detecting the reaction with a high intensity $$pi^-$$ beam of 20 M/spill. The differential cross sections of the $$Sigma^- p$$ elastic scattering were derived with a drastically improved accuracy by identifying approximately 4,500 events from 1.72 $$times$$ 10$$^7$$ $$Sigma^-$$. The derived differential cross section shows a clear forward-peaking angular distribution for a $$Sigma^-$$ momentum range from 470 to 850 MeV/$$c$$. The accurate data will impose a strong constraint on the theoretical models of the baryon-baryon interactions.

論文

First observation of a nuclear $$s$$-state of a $$Xi$$ hypernucleus, $$^{15}_{Xi}{rm C}$$

吉本 雅浩*; 藤田 真奈美; 橋本 直; 早川 修平; 市川 裕大; 市川 真也; 今井 憲一*; 七村 拓野; 成木 恵; 佐甲 博之; et al.

Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2021(7), p.073D02_1 - 073D02_19, 2021/07

https://doi.org/10.1093/ptep/ptab073
 被引用回数：20 パーセンタイル：81.57(Physics, Multidisciplinary)

Bound-systems of $$Xi^-$$-$$^{14}_{}{rm N}$$ are studied via $$Xi^-$$ capture at rest followed by emission of a twin single-$$Lambda$$ hypernucleus in the emulsion detectors. Two events forming extremely deep $$Xi^-$$ bound states were obtained by analysis of a hybrid method in the E07 experiment at J-PARC and reanalysis of the E373 experiment at KEK-PS. The decay mode of one event was assigned as $$Xi^-+^{14}_{}{rm N}to^{5}_{Lambda}{rm He}$$+$$^{5}_{Lambda}{rm He}$$+$$^{4}_{}{rm He}$$+$$n$$. Since there are no excited states for daughter particles, the binding energy of the $$Xi^-$$ hyperon, $$B_{Xi^-}$$, in $$^{14}_{}{rm N}$$ nucleus was uniquely determined to be 6.27 $$pm$$ 0.27 MeV. Another $$Xi^-$$-$$^{14}_{}{rm N}$$ system via the decay $$^{9}_{Lambda}{rm Be}$$ + $$^{5}_{Lambda}{rm He}$$ + $$n$$ brings a $$B_{Xi^-}$$ value, 8.00 $$pm$$ 0.77 MeV or 4.96 $$pm$$ 0.77 MeV, where the two possible values of $$B_{Xi^-}$$ correspond to the ground and the excited states of the daughter $$^{9}_{Lambda}{rm Be}$$ nucleus, respectively. Because the $$B_{Xi^-}$$ values are larger than those of the previously reported events (KISO and IBUKI), which are both interpreted as the nuclear $$1p$$ state of the $$Xi^-$$-$$^{14}_{}{rm N}$$ system, these new events give the first indication of the nuclear $$1s$$ state of the $$Xi$$ hypernucleus, $$^{15}_{Xi}{rm C}$$.

論文

J-PARC E07; Systematic study of double strangeness system with hybrid emulsion method

吉田 純也; 赤石 貴也; 藤田 真奈美; 長谷川 勝一; 橋本 直; 細見 健二; 市川 真也; 市川 裕大; 今井 憲一*; Kim, S.; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011112_1 - 011112_8, 2021/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.33.011112

J-PARC E07 is the most ambitious and complex emulsion experiment to date investigating double hypernuclei with Hybrid emulsion method. The physics run at the K1.8 beam line in the J-PARC hadron experimental facility have been completed in 2017. The emulsion sheets are presently being analyzed with dedicated optical microscopes. Current statistics are estimated to be more 3 times than that of previous experiments. Quantitative data on the $$Lambda Lambda$$ and $$Xi N$$ interaction are being accumulated successfully via analysis of double $$Lambda$$ and $$Xi$$ hypernuclei. Multiple $$Xi$$ hypernucleus candidates suggests several features about $$Xi$$ hypernucleus that the identification efficiency of $$^{15}_Xi$$C is significantly higher than other mode, many daughters of $$^{15}_Xi$$C are identified as He or Be, and multiple bound states of $$Xi^-$$ exist in the $$^{14}$$N nucleus. An analysis of X-ray spectroscopy of $$Xi^-$$ hyperatoms are ongoing.

論文

Study of $$Lambda$$ identification method by the $$pi^-p to K^0Lambda$$ reaction for a $$Lambda p$$ scattering experiment at J-PARC

坂尾 珠和*; 藤田 真奈美; 長谷川 勝一; 細見 健二; 市川 真也; 市川 裕大; 今井 憲一*; 七村 拓野; 成木 恵; 佐甲 博之; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011133_1 - 011133_6, 2021/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.33.011133

The $$pi^-p to K^0Lambda$$ reaction is an important elementary process to produce $$Lambda$$ from a proton target and is a key for a $$Lambda p$$ scattering experiment where the momentum of $$Lambda$$ should be tagged from the missing momentum of the $$(pi^-,K^0)$$ reaction. However, the $$(pi^-,K^0)$$ spectroscopy method has not been established yet due to the difficulty of the $$K^0$$ detection. Therefore, we have proposed a new $$K^0$$ detection method where $$pi^+$$ and $$pi^-$$ from the $$K^0$$ decay are measured by a forward magnetic spectrometer and a detector cluster surrounding the target, respectively. The feasibility of the $$K^0$$ detection method was confirmed by analyzing the J-PARC E40 data taken with such a detector system. In the analysis, $$Lambda$$'s were successfully identified in the missing mass spectrum of the $$pi^-p to K^0 X$$ reaction.

論文

Establishment of a modern experimental technique of a $$Sigma p$$ scattering experiment at J-PARC

赤澤 雄也*; 藤田 真奈美; 長谷川 勝一; 細見 健二; 市川 真也; 市川 裕大; 今井 憲一*; 七村 拓野; 成木 恵; 佐甲 博之; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011134_1 - 011134_6, 2021/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.33.011134

We are performing a scattering experiment between a $$Sigma$$ hyperon and a proton (J-PARC E40) at the K1.8 beamline in the J-PARC Hadron Hall. The purpose of this experiment is to investigate the $$Sigma N$$ interaction by measuring the differential cross sections of the $$Sigma^+ p$$, $$Sigma^- p$$ elastic scatterings and $$Sigma^- p to Lambda n$$ inelastic scattering. The experimental data gives a strong constraint on the theoretical models of the $$Sigma N$$ interaction. The identification of $$Sigma p$$ scattering event with a high statistics is important by overcoming the difficulties in the hyperon proton scattering experiment. We have introduced a new identification method of the $$Sigma p$$ scattering event, which does not need to detect $$Sigma$$ particles directly. We used a new detector system called CATCH and two spectrometer systems installed at the upstream and the downstream of a liquid hydrogen target. A high intensity $$pi$$ beam of 20 M/spill was used to produce $$Sigma$$ particle. The momenta of $$pi$$ beam and scattered $$K^+$$ were measured by the spectrometers to reconstruct the momentum of a $$Sigma$$ beam produced via the $$pi p to Sigma K^+$$ reactions. The scattering angle and the kinetic energy of recoil protons from the $$Sigma p$$ scattering were measured by CATCH for the identification of the $$Sigma p$$ scattering events by checking the kinematic consistency. A part of the experiment was performed in 2018 and 2019 in J-PARC. As a result of analyzing the collected data, the $$Sigma^-$$ production and the $$Sigma^- p$$ scattering reaction have been identified. It means that our new measurement and analysis method are successfully working well. Analysis for deriving the differential cross section of the $$Sigma p$$ scattering is on going.

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