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論文

第34回NEA核データ評価国際協力ワーキングパーティ(WPEC)会合報告

岩本 修; 岩本 信之; 木村 敦; 多田 健一; 菅原 隆徳; 横山 賢治

核データニュース(インターネット), (133), p.1 - 6, 2022/10

OECD/NEA/NSC主催のWPEC(Working Party on International Nuclear Data Evaluation Co-operation)の本会合及び関連するサブグループ(SG),専門家グループ(EG)会合が、2022年5月10日$$sim$$5月13日の日程で、パリのOECDカンファレンスセンターとWebでのハイブリッド形式によって実施された。WPEC本会合については、日本からの5名(岩本(修), 岩本(信), 木村, 多田, 東京工業大学・片渕氏)を含め、米国や欧州, 中国, IAEA, NEAから40名近い参加があった。アジアからの参加者はすべてオンラインであったが、米国からは現地での参加が多数あった。横山と菅原はSG-46会合へ参加した。本会合の概要を報告する。

論文

High-spin states in $$^{35}$$S

郷 慎太郎*; 井手口 栄治*; 横山 輪*; 青井 考*; Azaiez, F.*; 古高 和禎; 初川 雄一; 木村 敦; 木佐森 慶一*; 小林 幹*; et al.

Physical Review C, 103(3), p.034327_1 - 034327_8, 2021/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.103.034327
 被引用回数：4 パーセンタイル：57.13(Physics, Nuclear)

Excited states in $$^{35}$$S were investigated by in-beam $$gamma$$-ray spectroscopy using the $$^{26}$$Mg($$^{18}$$O, 2$$alpha$$1$$n$$) fusion-evaporation reaction. The de-exciting $$gamma$$-rays were measured with germanium detector arrays along with the measurement of evaporated charged particles in a $$4pi$$ segmented Si detector array. The level scheme was extended up to 12470 keV. The obtained level structure is compared with the large-scale shell-model calculations. The possibility of isoscalar-pair excited states is discussed for $$J=(17/2)$$ states with comparison between the experimental and theoretical results.

報告書

鉛ビスマス冷却型加速器駆動核変換システムにおける酸素消費量の評価

菅原 隆徳; 小松 篤史

JAEA-Research 2020-016, 44 Pages, 2021/01

JAEA-Research-2020-016.pdf:2.94MB

液体鉛ビスマス共晶合金(LBE)を用いた原子炉システムでは、酸素濃度を制御することにより、LBEによる鋼材腐食を防ぐ必要がある。本研究では、LBE冷却型加速器駆動核変換システム(ADS)について、そのプラントで用いられる酸素消費量の評価を行った。評価は、実験に基づく酸化被膜厚さの評価式を用い、その厚さから酸素消費量を評価した。その結果、燃料集合体の発熱部については、2サイクルの炉内滞在で、最大で約35[$$mu$$m]の酸化被膜が作られ、ビーム窓については、1サイクルの運転で約20[$$mu$$m]の酸化被膜が作られることがわかった。これらの結果から求めたサイクルあたりの酸素消費量は、燃料集合体全体とビーム窓それぞれで、25[kg]と0.3[kg]となり、プラント全体としては約30[kg]となった。最終的な結果として、JAEA-ADSでは、定格運転時3-4[g/h]、ピーク時約150[g/h]の酸素を供給でき、1サイクル(=1年間)約30[kg]、40年間で約1200[kg]を供給できる酸素供給装置が必要となる。

論文

Insight into Kondo screening in the intermediate-valence compound SmOs$$_4$$Sb$$_{12}$$ uncovered by soft X-ray magnetic circular dichroism

斎藤 祐児; 藤原 秀紀*; 保井 晃*; 門野 利治*; 菅原 仁*; 菊地 大輔*; 佐藤 英行*; 菅 滋正*; 山崎 篤志*; 関山 明*; et al.

Physical Review B, 102(16), p.165152_1 - 165152_8, 2020/10

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.102.165152
 被引用回数：1 パーセンタイル：6.04(Materials Science, Multidisciplinary)

Through a high-precision soft X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) study of the intermediate-valence compound SmOs$$_4$$Sb$$_{12}$$, we show our successful approach of revealing unprecedented details of Kondo screening below a characteristic temperature of $$ T_{0} sim$$ 20 K in the paramagnetic phase. The multiplet XMCD structure at the Sm $$M_{5}$$ edge sensitive to the 4$$f$$ configuration enabled us to observe a clear difference between the temperature evolution above and below $$T_{0}$$ with one- and two-component behavior, respectively. Our findings are in strong contrast to the conventional Kondo crossover that coincides with the valence transition, but are qualitatively accounted for by theoretical XMCD predictions combined with the two-fluid phenomenology recently proposed. This work contributes to the large context of Kondo physics that is closely related to quantum criticality in heavy fermion systems.

論文

Intermediate-spin states of $$^{92}$$Zr and a large $$B(E2)$$ value between the $$10_1^+$$ and $$8_1^+$$ states

菅原 昌彦*; 藤 暢輔; 小泉 光生; 大島 真澄*; 木村 敦; 金 政浩*; 初川 雄一*; 草刈 英榮*

Physical Review C, 96(2), p.024314_1 - 024314_7, 2017/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.96.024314
 被引用回数：1 パーセンタイル：10.45(Physics, Nuclear)

This study investigated intermediate spin states of $$^{92}$$Zr via the inverse reaction $$^9$$Be($$^{86}$$Kr,3n)$$^{92}$$Zr. Seven transitions were newly observed and a lifetime was extracted for the $$10_1^+$$ state by analysis of Doppler-broadened line shapes of decay $$gamma$$-rays. A large $$B(E2)$$ value was obtained for the transition from $$10_1^+$$ to $$8_1^+$$ and the magnitude was comparable to that for the deformed excited configurations in $$^{94}$$Zr that have recently been established. A possible origin for such collectivity is discussed qualitatively based on a phenomenological deformed rotor model. Moreover, a multiplet-like structure that fits into the systematics for $$N=52$$ even-A isotones is revealed for the negative-parity yrast states.

論文

Sensitivity and uncertainty analyses of lead sample reactivity experiments at Kyoto University Critical Assembly

Pyeon, C. H.*; 藤本 敦士*; 菅原 隆徳; 岩元 大樹; 西原 健司; 高橋 佳之*; 中島 健*; 辻本 和文

Nuclear Science and Engineering, 185(3), p.460 - 472, 2017/03

https://doi.org/10.1080/00295639.2016.1272976
 被引用回数：11 パーセンタイル：72.62(Nuclear Science & Technology)

京都大学臨界集合体において実施された鉛サンプル反応度実験の感度および不確かさ解析を行った。SRAC2006とMARBLEコードを用いて、JENDL-4.0の共分散データに基づくPb同位体の反応やエネルギー領域の影響を詳細に解析した。これらの感度および不確かさ解析の結果について、JENDL-3.3, ENDF/B-VII.0, and JEFF-3.1を用いた時の結果と比較を行った。その結果、これらの結果をPb-Bi冷却型のADS核設計に反映するには、さらなる実験および解析が必要であることが示された。

論文

Validation of Pb nuclear data by Monte Carlo analyses of sample reactivity experiments at Kyoto University Critical Assembly

Pyeon, C. H.*; 藤本 敦士*; 菅原 隆徳; 八木 貴宏*; 岩元 大樹; 西原 健司; 高橋 佳之*; 中島 健*; 辻本 和文

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(4), p.602 - 612, 2016/04

https://doi.org/10.1080/00223131.2015.1068716
 被引用回数：21 パーセンタイル：88.83(Nuclear Science & Technology)

京都大学臨界集合体においてアルミニウムプレートを鉛プレートに置換することでサンプル反応度を測定し、鉛核データの不確かさ解析を行った。解析コードにはモンテカルロコードMCNP6.1を用い、核データライブラリとして、JENDL-3.3, JENDL-4.0, ENDF/B-VII.0, JEFF-3.1の4つを使用した。MCNPによる実験解析を通じて、JEDNL-3.3とJENDL-4.0による解析値の違いは、鉛核データの違いが支配的であった。さらに、JENDL-4.0とENDF/B-VII.0については鉛同位体と$$^{27}$$Alについてわずかな差が、JENDL-4.0とJEFF-3.1については$$^{238}$$Uと$$^{27}$$Alについて差があることを明らかにした。

論文

Superdeformation in $$^{35}$$S

郷 慎太郎*; 井手口 栄治*; 横山 輪*; 小林 幹*; 木佐森 慶一*; 高木 基伸*; 宮 裕之*; 大田 晋輔*; 道正 新一郎*; 下浦 享*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 6, p.030005_1 - 030005_4, 2015/06

https://doi.org/10.7566/JPSCP.6.030005

The high-spin states in $$^{35}$$S were investigated at Tandem-ALTO facility in Institut de Physique Nucl$'e$aire d'Orsay The $$^{26}$$Mg($$^{18}$$O, 2$$alpha$$1n)$$^{35}$$S fusion evaporation reaction was used to populate high-spin states in $$^{35}$$S. The germanium $$gamma$$-ray detector array ORGAM was employed to measure $$gamma$$ rays from high-spin states and charged particles evaporated from the compound nuclei were detected by a segmented silicon detector, Si-Ball. A level scheme for $$^{35}$$S was deduced based on the gamma-gamma-coincidence analysis and $$gamma$$-ray angular correlation analysis. The half-life of the transition in the superdeformed band was estimated by measuring the residual Doppler shift. The deduced half-life shows the large collectivity of the band.

論文

Superdeformed band in asymmetric N $$>$$ Z nucleus, $$^{40}$$Ar and high-spin states in A = 30 $$sim$$ 40 nuclei

井手口 栄治*; 大田 晋輔*; 森川 恒安*; 大島 真澄; 小泉 光生; 藤 暢輔; 木村 敦; 原田 秀郎; 古高 和禎; 中村 詔司; et al.

Progress of Theoretical Physics Supplement, (196), p.427 - 432, 2012/10

https://doi.org/10.1143/PTPS.196.427

A rotational band with five cascade $$gamma$$-ray transitions was newly found in $$^{40}$$Ar. The deduced transition quadrupole moment of $$1.45^{+0.49}_{-0.31}$$ eb has demonstrated this band as having a superdeformed shape of $$beta_2 sim$$ 0.5. The structure of the band was discussed in the framework of cranked Hartree-Fock-Bogoliubov calculations and the assignment of multiparticle-multihole configuration has been made.

論文

Superdeformation in asymmetric $$N$$$$>$$$$Z$$ nucleus $$^{40}$$Ar

井手口 栄治*; 大田 晋輔*; 森川 恒安*; 大島 真澄; 小泉 光生; 藤 暢輔; 木村 敦; 原田 秀郎; 古高 和禎; 中村 詔司; et al.

Physics Letters B, 686(1), p.18 - 22, 2010/03

https://doi.org/10.1016/j.physletb.2010.02.031
 被引用回数：37 パーセンタイル：86.72(Astronomy & Astrophysics)

タンデム加速器からの70MeV $$^{18}$$Oビームを$$^{26}$$Mgターゲットに照射し、$$^{40}$$Arの高励起状態を生成した。多重$$gamma$$線検出装置GEMINI-IIを用いて多重$$gamma$$線測定を行い、$$^{40}$$Arにおいて2$$^+$$から12$$^+$$までの5本の$$gamma$$線遷移からなる回転バンドを発見した。得られた遷移四重極モーメント1.45$$pm$$0.15ebはこのバンドが超変形(長軸と短軸の比が2:1に近いラグビーボール型変形)を有することを示唆した。cranked Hartee Fock Bogoliubov計算により、このバンドの性質を調べ、多粒子,多空孔配位であることを確かめた。

論文

Octupole collectivity in $$^{94}$$Zr

藤 暢輔; 大島 真澄; 小泉 光生; 長 明彦; 木村 敦; 菅原 昌彦*; 後藤 淳*

AIP Conference Proceedings 1090, p.189 - 193, 2009/02

https://doi.org/10.1063/1.3087011

多くの球形核では低励起準位に3$$^-$$が存在する。陽子数=40と中性子数=50, 56のサブシェルにより$$^{90}$$Zrから$$^{96}$$ZrまでのZr同位体はほぼ球形であると期待されるが、陽子2$$p_{3/2}$$$$rightarrow$$1$$g_{9/2}$$と中性子2$$d_{5/2}$$$$rightarrow$$1$$h_{11/2}$$により大きな八重極集団性を持つ可能性がある。原子力機構タンデム加速器により$$^{94}$$Zrを380MeVに加速し、セルフサポートのPbターゲットによるクーロン場により励起し、放出される$$gamma$$線を多重$$gamma$$線検出装置GEMINI-IIにより検出し、反跳粒子を位置感応型粒子検出装置LUNA-IIにより検出した。得られた実験データをGOSIAを用いて解析し、E2及びE3マトリクスエレメントを得た。マトリクスエレメントより得られるB(E3)は$$^{94}$$Zrが大きな八重極集団性を持つことを示唆していた。

論文

Identification of a new band and its signature inversion in $$^{174}$$Re

Zhang, Y. H.*; Guo, S.*; Zhou, X. H.*; Ma, L.*; Guo, W. T.*; 大島 真澄; 藤 暢輔; 小泉 光生; 長 明彦; 木村 敦; et al.

Chinese Physics Letters, 24(5), p.1203 - 1206, 2007/05

https://doi.org/10.1088/0256-307X/24/5/021

タンデム加速器からの重イオン($$^{27}$$Al)ビームを用い、多重$$gamma$$線検出装置GEMINI-IIにより、重イオン核反応後の即発$$gamma$$線を測定し、$$^{174}$$Reの高励起状態の準位構造を調べた。$$gamma - gamma$$同時計数データを解析した。既知の$$pi 1/2^-[541] bigotimes nu 1/2^-[521]$$回転バンドとの結合関係から、新しい回転バンドが同定された。近傍核の系統性から、このバンドは$$pi 1/2^-[541] bigotimes nu 5/2^-[512]$$配位の上に立つ基底状態回転バンドであることを提唱した。新しいバンドは低スピン指標逆転現象を示し、新たな理論解析の必要性を示唆する結果となった。

論文

X線CTによるトレーサー移行プロセス分析方法の開発

米村 拓峰*; 佐藤 晃*; 菅原 勝彦*; 澤田 淳

平成19年度(2007年)資源・素材学会春季大会講演集(I)資源編, p.121 - 122, 2007/03

割裂により岩石試料内部に作成した亀裂についてトレーサー試験を実施し、亀裂内部をトレーサーが移行する際のプロセスをX線CT法により可視化するとともに、X線CT法により評価した亀裂開口幅と移行プロセスとの関係についての考察を行った。その結果、X線CT法による可視化によりトレーサー移行の観察が可能であり、亀裂内のトレーサー濃度の時間変化から亀裂内の流れの不均質性が示唆された。

論文

Search for signature inversion in the $$pi i_{13/2} bigotimes nu i_{13/2}$$ bands in $$^{182,184,186}$$Au

Zhang, Y. H.*; Zhou, X. H.*; He, J. J.*; Liu, Z.*; Fang, Y. D.*; Guo, W. T.*; Lei, X. G.*; Guo, Y. X.*; Ndontchueng, M. M.*; Ma, L.*; et al.

International Journal of Modern Physics E, 15(7), p.1437 - 1445, 2006/10

https://doi.org/10.1142/S0218301306005125
 被引用回数：3 パーセンタイル：28.19(Physics, Nuclear)

タンデム加速器施設において多重$$gamma$$線検出装置GEMINI-IIを用いたインビーム$$gamma$$線核分光実験により、高スピン核構造が未知である陽子数,中性子数ともに奇数である奇奇核$$^{182,184,186}$$Auの$$pi i_{13/2} bigotimes nu i_{13/2}$$回転バンドにおける低スピン指標逆転現象を探索した。これら3つの核の$$pi i_{13/2} bigotimes nu i_{13/2}$$バンドを同定し、高スピン状態まで拡張することに成功した。特に、$$^{184}$$Auにおいて$$pi i_{13/2} bigotimes nu i_{13/2}$$バンドと基底状態回転バンドの間のバンド間転移が確立され、$$pi i_{13/2} bigotimes nu i_{13/2}$$バンドのスピン・パリティを決めることができた。この結果、これら3つの核の$$pi i_{13/2} bigotimes nu i_{13/2}$$回転バンドで低スピン指標逆転現象が見つかった。

論文

Visualization of 2D diffusion phenomena in rock by means of X-ray CT

佐藤 晃*; 深堀 大介*; 菅原 勝彦*; 澤田 淳; 武部 篤治*

Advances in X-ray Tomography for Geomaterials, p.315 - 321, 2006/09

単一の平行平板亀裂を含む岩石試料を対象とした二次元拡散実験を実施し、非収着性トレーサーが亀裂から岩石マトリクスへ拡散する様子についてX線CTを用いた可視化を行った。密度の高いトレーサーが亀裂から岩石マトリクスへ二次元的に拡散することによるCT値の増加を観察することができ、これに画像処理技術を適用することでより鮮明な画像を得るとともに、拡散現象の解析に有用なデータを得ることができた。二次元拡散試験の結果は数値解析結果とも比較可能で、適切な画像処理技術を用いることでX線CTを用いた岩石中の拡散現象の可視化手法の適用性を明示できた。

論文

Minor actinide neutron capture cross-section measurements with a 4$$pi$$ Ge spectrometer

小泉 光生; 長 明彦; 藤 暢輔; 木村 敦; 水本 元治; 大島 真澄; 井頭 政之*; 大崎 敏郎*; 原田 秀郎*; 古高 和禎*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 562(2), p.767 - 770, 2006/06

https://doi.org/10.1016/j.nima.2006.02.051
 被引用回数：6 パーセンタイル：43.85(Instruments & Instrumentation)

原子核科学研究グループにおいては、文部科学省公募型特会事業において、マイナーアクチニドの中性子捕獲断面積を測ることを目的として、4$$pi$$Geスペクトロメータを使った実験装置の準備を行っている。実験は、京大炉の電子LINAC施設で行う予定で、TOF中性子ビームラインの整備はほぼ完了している。4$$pi$$Geスペクトロメータの建設は進行中である。並行して、デジタル処理テクニックに基づく新しいデータ収集システムの開発を行った。以上この事業の現状について紹介する。

論文

Coulomb excitation experiments at JAEA Tandem facility for the study of nuclear structure

小泉 光生; 藤 暢輔; 長 明彦; 木村 敦; 宇都野 穣; 大島 真澄; 早川 岳人; 初川 雄一; 片倉 純一; 松田 誠; et al.

Proceedings of the International Workshop on Quark Nuclear Physics 2006, p.245 - 252, 2006/00

原子力機構では、多重クーロン励起実験法を用い基底状態に近い偶偶核の構造を系統的に研究している。これまで、Ge, Zn, Moなどの安定な原子核について、B(E2), Qモーメントなどの電磁気的物理量を測定してきた。われわれの実験の結果、$$^{70,74,76}$$Ge, $$^{98}$$Mo核で、変形共存していることが明らかになった。Ge原子核においては、質量が76-74-72と下がるに従い、球形侵入バンドの0$$^{+2}$$バンドヘッドのエネルギーが下がり、$$^{70}$$Geで基底状態のプロレイト変形0$$^+$$準位と入れ替わることがわかった。$$^{98}$$Moでは、プロレイトと3軸非対称変形の共存現象が見つかった。$$^{66,68}$$Znでは、3軸非対称変形していることが明らかになった。

論文

Simulation of 4$$pi$$ Ge spectrometer by Geant4

後藤 淳; 菅原 昌彦*; 大島 真澄; 藤 暢輔; 木村 敦; 長 明彦; 小泉 光生; 水本 元治; 大崎 敏郎*; 井頭 政之*; et al.

AIP Conference Proceedings 769, p.788 - 791, 2005/05

https://doi.org/10.1063/1.1945125

マイナーアクチニド(MA)の中性子捕獲断面積は、ADSなどの革新的原子炉の研究開発で高精度な値が必要となる。しかし、現状では誤差が大きいものが多く、またデータ間で矛盾が生じているものもあり、より高精度な測定が望まれている。そこで、われわれは高精度なMA中性子捕獲断面積測定を目指し、全立体角Geスペクトロメータを開発している。全立体角Geスペクトロメータは、30個のGe結晶で測定試料を覆うことで、高効率,高エネルギー分解能で$$gamma$$線を検出する装置である。本研究では、シミュレーションプログラムGEANT4を用いてスペクトロメータのシミュレーションを行った。スペクトロメータに$$gamma$$線を入射させ、$$gamma$$線と物質との相互作用をシミュレーションすることで検出器の応答を調べた。その結果より、本スペクトロメータが15$$sim$$20%の絶対効率(1MeV$$gamma$$線に対して)であることがわかった。

論文

Multiple coulomb excitation experiment of $$^{68}$$Zn

小泉 光生; 関 暁之*; 藤 暢輔; 長 明彦; 宇都野 穣; 木村 敦; 大島 真澄; 早川 岳人; 初川 雄一; 片倉 純一; et al.

Nuclear Physics A, 730(1-2), p.46 - 58, 2004/01

https://doi.org/10.1016/j.nuclphysa.2003.10.010
 被引用回数：20 パーセンタイル：72.52(Physics, Nuclear)

原研タンデム・ブースター加速器施設で$$^{68}$$Znビームのクーロン励起実験を行った。実験の結果、新たに2つの$$E2$$マトリックスエレメント及び2$$_{1}$$$$^{+}$$の四重極モーメントを得た。$$^{68}$$Znの構造を理解するために、Nilsson-Strutinskyモデルでポテンシャルエネルギー表面(PES)の計算を行った。その結果、PESは、2つの浅い極小値を持つことがわかった。1番目の極小値は、フェルミ面の下に$$1g_{9/2}$$軌道を含まず、2番目の極小値は、それを含むことがわかった。殻モデル計算との比較より、基底状態バンド及び侵入バンドは、それぞれEPSの1番目及び2番目に関係していると考えられる。基底バンドの励起エネルギーや$$B(E2)$$の実験値は、3軸非対称モデル及びO(6)限界のIBMによって、ある程度再現できることがわかった。また、PESの浅い極小は原子核の形状がソフトであることを示唆している。以上より、基底状態バンドは、ソフトな三軸非対称変形していると考えられる。

論文

Multiple Coulomb Excitation Experiment of $$^{66}$$Zn

小泉 光生; 関 暁之*; 藤 暢輔; 大島 真澄; 長 明彦; 木村 敦; 初川 雄一; 静間 俊行; 早川 岳人; 松田 誠; et al.

European Physical Journal A, 18(1), p.87 - 92, 2003/10

https://doi.org/10.1140/epja/i2003-10063-9
 被引用回数：16 パーセンタイル：68.45(Physics, Nuclear)

$$^{nat}$$Pbターゲットに、原研タンデム・ブースターで加速された$$^{66}$$Znビームを照射して、多重クーロン励起実験を行った。実験結果を最小自乗検索プログラムGOSIAで解析した結果、4つの${it E2}$マトリックスエレメントと、2$$_{1}$$$$^{+}$$準位の静電四重極モーメントを得ることができた。得られた${it B(E2)}$より、基底バンドは準回転バンドと解釈できることがわかった。また、2$$_{1}$$$$^{+}$$準位が、正の静電4重極モーメントを持つことがわかった。実験結果、及び、Nilsson-Strutinskyモデルによる表面ポテンシャルエネルギーの計算結果より、基底バンドは、ソフトな三軸変形をしていると考えられる。

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