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報告書

超深地層研究所計画 年度報告書(2011年度)

國丸 貴紀; 見掛 信一郎; 西尾 和久; 鶴田 忠彦; 松岡 稔幸; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; 引間 亮一; 丹野 剛男; 真田 祐幸; et al.

JAEA-Review 2013-018, 169 Pages, 2013/09

JAEA-Review-2013-018.pdf:15.71MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階; 地表からの調査予測研究段階」、「第2段階; 研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階; 研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなり、2011年度は、第2段階及び第3段階の調査研究を進めた。本報告書は、2010年度に改訂した「超深地層研究所地層科学研究基本計画」に基づいた、超深地層研究所計画の第2段階及び第3段階の調査研究のうち2011年度に実施した(1)調査研究、(2)施設建設、(3)共同研究等の成果を取りまとめたものである。

報告書

超深地層研究所計画 年度計画書(2012年度)

國丸 貴紀; 見掛 信一郎; 西尾 和久; 鶴田 忠彦; 松岡 稔幸; 石橋 正祐紀; 窪島 光志; 竹内 竜史; 水野 崇; 佐藤 稔紀; et al.

JAEA-Review 2012-028, 31 Pages, 2012/08

JAEA-Review-2012-028.pdf:3.86MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、地層処分技術に関する研究開発のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階; 地表からの調査予測研究段階」、「第2段階; 研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階; 研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなる。2012年度は、第2段階及び第3段階の調査研究を進めていく。本計画書は、2010年に改訂した「超深地層研究所地層科学研究基本計画」に基づいた2012年度の超深地層研究所計画の調査研究計画,施設建設計画,共同研究計画などを示したものである。

論文

Barrier distributions derived from quasielastic backscattering of $$^{48}$$Ti, $$^{54}$$Cr, $$^{56}$$Fe, $$^{64}$$Ni, and $$^{70}$$Zn projectiles on a $$^{208}$$Pb target

光岡 真一; 池添 博; 西尾 勝久; 鶴田 薫*; Jeong, S.-C.*; 渡辺 裕*

Physical Review Letters, 99(18), p.182701_1 - 182701_4, 2007/11

 被引用回数:66 パーセンタイル:88.73(Physics, Multidisciplinary)

原子力機構タンデムブースター加速器からの重イオンビーム$$^{48}$$Ti, $$^{54}$$Cr, $$^{56}$$Fe, $$^{64}$$Ni, $$^{70}$$Znを、薄膜標的$$^{208}$$Pbに照射し、172$$^{circ}$$, 168$$^{circ}$$, 162$$^{circ}$$に超後方散乱された準弾性散乱粒子の励起関数を測定した。準弾性散乱断面積とラザフォード断面積との比を1回微分することにより、超重元素である104から112番元素を合成するための冷たい融合反応における融合障壁分布を実験的に初めて導出した。これにより、測定された融合障壁の位置は、従来用いられてきた理論値より、4$$sim$$6MeV程度低いことがわかった。また、障壁分布の形状は、接近時の励起を考慮したチャンネル結合計算結果と良い一致を示すことがわかった。

論文

Measurement of evaporation residue and fission cross sections of the reaction $$^{30}$$Si + $$^{238}$$U at subbarrier energies

西尾 勝久; Hofmann, S.*; 池添 博; He${ss}$berger, F. P.*; Ackermann, D.*; Antalic, S.*; Comas, V. F.*; Gan, Z.*; Heinz, S.*; Heredia, J. A.*; et al.

Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences, 8(2), p.73 - 78, 2007/10

Effects of the prolate deformation of $$^{238}$$U on fusion were studied in the reaction $$^{30}$$Si + $$^{238}$$U at bombarding energies close to the Coulomb barrier. The fission cross section was measured at JAEA tandem accelerator to see the enhancement of the cross section in the subbarrier energy due to the lowering of the Coulomb barrier at the collision of the projectile to polar side of $$^{238}$$U. Evaporation residue cross sections were measured at UNILAC of GSI by using the velocity filter SHIP to determine the fusion probability. In the subbarrier region, we could produce isotope $$^{264}$$Sg by 4n channel, but fusion hindrance was implied in the analysis. At above barrier energies, we produced $$^{263}$$Sg by 5n channel. The analysis suggests that there is no fusion hindrance at the equatorial collisions.

論文

Measurement of evaporation residue cross-sections of the reaction $$^{30}$$Si + $$^{238}$$U at subbarrier energies

西尾 勝久; Hofmann, S.*; He${ss}$berger, F. P.*; Ackermann, D.*; Antalic, S.*; Comas, V. F.*; Gan, Z.*; Heinz, S.*; Heredia, J. A.*; 池添 博; et al.

AIP Conference Proceedings 891, p.71 - 79, 2007/03

重イオン融合反応$$^{30}$$Si+$$^{238}$$UによりSg同位体を合成し、この生成断面積を調べた。実験は、ドイツ重イオン研究所(GSI)で行った。反応エネルギーE$$_{c.m.}$$=144MeVにおいて、$$^{263}$$Sgから始まる3つの$$alpha$$崩壊連鎖を観測し、断面積67pbを得た。サブバリヤエネルギーE$$_{c.m.}$$=133MeVで、新同位体$$^{264}$$Sgを3つ合成し、断面積10pbを得た。これは自発核分裂で崩壊し、半減期は120msであった。これら断面積を統計モデル計算と比較した。融合過程においては、$$^{238}$$Uの変形を取り入れたチャンネル結合法で捕獲断面積を決定した。この値は、原子力機構のタンデム加速器を用いて行った$$^{30}$$Si+$$^{238}$$Uの核分裂断面積とよく一致した。E$$_{c.m.}$$=133MeVでの断面積の値は、一次元モデルに比べて10$$^{4}$$倍大きな値であり、ウランの変形によって断面積が増加することがわかった。しかし、計算との不一致から、準核分裂が何割か存在することが示唆された。クーロン障壁より高いエネルギーE$$_{c.m.}$$=144MeVでは$$^{30}$$Siは$$^{238}$$Uの赤道面と接触できる。$$^{263}$$Sgの生成断面積67pbは、統計モデル計算値によく一致し、融合に阻害がなかった。これは、赤道面衝突が融合に有利であることを示唆している。

論文

Measurement of evaporation residue cross-sections of the reaction $$^{30}$$Si+$$^{238}$$U at subbarrier energies

西尾 勝久; Hofmann, S.*; He${ss}$berger, F. P.*; Ackermann, D.*; Antalic, S.*; Comas, V. F.*; Gan, Z.*; Heinz, S.*; Heredia, J. A.*; 池添 博; et al.

European Physical Journal A, 29(3), p.281 - 287, 2006/09

 被引用回数:62 パーセンタイル:94.03(Physics, Nuclear)

重イオン融合反応$$^{30}$$Si+$$^{238}$$UによりSg同位体を合成し、この生成断面積を調べた。実験は、ドイツ重イオン研究所(GSI)で行った。反応エネルギーE$$_{c.m.}$$=144MeVにおいて、$$^{263}$$Sgから始まる3つの$$alpha$$崩壊連鎖を観測した。断面積は、67pbであった。サブバリヤエネルギーE$$_{c.m.}$$=133MeVで、新同位体$$^{264}$$Sgを3つ合成し断面積10pbを得た。これは自発核分裂で崩壊し、半減期は120msであった。これら断面積を統計モデル計算と比較した。融合過程においては、$$^{238}$$Uの変形を取り入れたチャンネル結合法で捕獲断面積を決定した。この値は、原子力機構のタンデム加速器を用いて行った$$^{30}$$Si+$$^{238}$$Uの核分裂断面積とよく一致した。E$$_{c.m.}$$=133MeVでの断面積の値は、一次元モデルに比べて10$$^{4}$$倍大きな値であり、ウランの変形によるサブバリヤでの断面積の増加で説明できた。しかし、計算との不一致から、準核分裂が何割か存在することが示唆された。クーロン障壁より高いエネルギーE$$_{c.m.}$$=144MeVでは$$^{30}$$Siは$$^{238}$$Uの赤道面と接触できる。$$^{263}$$Sgの生成断面積65pbは、統計モデル計算値によく一致し、融合に阻害がなかった。これは、赤道面衝突が融合に有利であることを示唆している。

論文

Evidence of complete fusion in the sub-barrier $$^{16}$$O+$$^{238}$$U reaction

西尾 勝久; 池添 博; 永目 諭一郎; 浅井 雅人; 塚田 和明; 光岡 真一; 鶴田 薫; 佐藤 健一郎; Lin, C. J.; 大澤 孝明*

Physical Review Letters, 93(16), p.162701_1 - 162701_4, 2004/10

 被引用回数:80 パーセンタイル:89.99(Physics, Multidisciplinary)

$$^{16}$$O+$$^{238}$$Uといったアクチニド標的を用いた重イオン融合反応の核分裂片角度分布の測定によれば、サブバリヤエネルギー領域における角度分布の異方性は、従来のサドル点モデルより異常に大きな値を示すことがわかっている。これを解釈するため、サブバリヤ領域では完全融合が起きないとするモデルが提案された。$$^{238}$$Uはレモン型に変形しており、サブバリヤエネルギーは$$^{16}$$Oが$$^{238}$$Uの先端部とだけ反応する。このことから、Hindeらは先端衝突では完全融合が起こらず、すべてquasi-fissionとして壊れると主張した。しかし、完全融合がおこるか否かは、蒸発残留核断面積を測定して初めて検証できる。本研究では、タンデム加速器から供給される$$^{16}$$Oビームを利用して$$^{16}$$O+$$^{238}$$Uの蒸発残留核断面積を測定した。この結果、先端部衝突でも完全融合が起こっており、Hindeらの主張と異なる結果を得た。

論文

Precise experiment on (anti-n)+d scattering at 12MeV

西森 信行; 相良 建至*; 藤田 建*; 若松 文彦*; 仏崎 透*; 前田 和秀*; 秋吉 啓充*; 鶴田 薫*; 中村 裕之*; 中島 孝夫*

Nuclear Fusion, 631, p.697C - 700C, 1998/03

低エネルギーにおける核子ー重陽子(N-d)散乱の偏極分解能は、核子-核子間力のP波に対して敏感である。したがって、陽子-重陽子(p-d)、中性子-重陽子(n-d)散乱の偏極分解能の違いが存在すれば、核力の荷電対称性の破れ(CSB)について調べることができる。既に12MeVp-d散乱の精密データを得ており、今回は12MeVn-d散乱実験を行った。偏極分解能の角度分布、及びピーク値の違いからp-d散乱の場合には、その間に存在するクーロン力で陽子ビームのエネルギーが下がるという描像が成り立つことがわかり、およそ0.64MeVであることがわかった。この違いがすべてクーロン力によるものでなければ、核力にCSBが存在することになる。12MeVでは、クーロン力を正確に採り入れた3体計算がなされてないので、確かな結論は出せないが、3MeVでは既になされており、近い将来計算がなされれば、CSBについてなんらかの結論が得られるであろう。

口頭

冷たい融合反応における融合障壁分布測定

光岡 真一; 池添 博; 西尾 勝久; 鶴田 薫; Jeong, S.-C.*; 渡辺 裕*

no journal, , 

原子力機構タンデムブースター加速器からの重イオンビーム$$^{48}$$Ti, $$^{54}$$Cr, $$^{56}$$Fe, $$^{64}$$Niを薄膜標的$$^{208}$$Pbに照射し、162$$^{circ}$$, 168$$^{circ}$$, 172$$^{circ}$$に超後方散乱された準弾性散乱粒子の励起関数を測定した。準弾性散乱断面積とラザフォード断面積との比を1回微分することにより、超重元素104番,106番,108番,110番元素を合成する冷たい融合反応における、融合障壁分布を実験的に初めて導出した。

口頭

融合反応$$^{30}$$Si+$$^{238}$$UによるSgの合成

西尾 勝久; 光岡 真一; 池添 博; Hofmann, S.*; He${ss}$berger, F. P.*; Ackermann, D.*; Antalic, S.*; Comas, V. F.*; Gan, Z.*; Heinz, S.*; et al.

no journal, , 

重イオン融合反応$$^{30}$$Si+$$^{238}$$UによりSg同位体を合成し、この生成断面積を調べた。実験は、ドイツ重イオン研究所(GSI)で行った。反応エネルギーE$$_{c.m.}$$=144MeVにおいて、$$^{263}$$Sgから始まる3つの$$alpha$$崩壊連鎖を観測した。断面積は、67pbであった。サブバリヤエネルギーE$$_{c.m.}$$=133MeVで新同位体$$^{264}$$Sgを3つ合成し、断面積10pbを得た。これは自発核分裂で崩壊し、半減期は120msであった。これら断面積を統計モデル計算と比較した。融合過程においては、$$^{238}$$Uの変形を取り入れたチャンネル結合法で捕獲断面積を決定した。この値は、原子力機構のタンデム加速器を用いて行った$$^{30}$$Si+$$^{238}$$Uの核分裂断面積とよく一致した。E$$_{c.m.}$$=133MeVでの断面積の値は、一次元モデルに比べて10$$^{4}$$倍大きな値であり、ウランの変形によってサブバリヤで断面積が増加していることを明らかにした。しかし、計算との不一致から、準核分裂が何割か存在することが示唆された。クーロン障壁より高いエネルギーE$$_{c.m.}$$=144MeVでは$$^{30}$$Siは$$^{238}$$Uの赤道面と接触できる。$$^{263}$$Sgの生成断面積67pbは、統計モデル計算値によく一致し、融合に阻害がなかった。これは、赤道面衝突が融合に有利であることを示唆している。

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