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永山 晶大; 原田 寛之; 下川 哲司*; 山田 逸平; 地村 幹; 山本 風海; 金正 倫計

Proceedings of 19th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.503 - 507, 2023/01



Measurement of the transverse asymmetry of $$gamma$$ rays in the $$^{117}$$Sn($$n,gamma$$)$$^{118}$$Sn reaction

遠藤 駿典; 奥平 琢也*; 安部 亮太*; 藤岡 宏之*; 広田 克也*; 木村 敦; 北口 雅暁*; 奥 隆之; 酒井 健二; 嶋 達志*; et al.

Physical Review C, 106(6), p.064601_1 - 064601_7, 2022/12

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.02(Physics, Nuclear)



$$Xi^-$$ atomic X-ray spectroscopy using a counter-emulsion hybrid method

藤田 真奈美; 長谷川 勝一; 細見 健二; 市川 真也; 市川 裕大; Kim, S.; 七村 拓野; 佐甲 博之; 田村 裕和; 山本 剛史; et al.

Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2022(12), p.123D01_1 - 123D01_17, 2022/12

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Physics, Multidisciplinary)

$$Xi^-$$ atomic X-ray spectroscopy is one of the most useful methods for investigation of the $$Xi$$-nucleus strong interaction. Since the X-ray energy is shifted and/or broadened due to the $$Xi$$-nucleus strong interaction compared to those calculated from electromagnetic interaction alone, the measurement of the energy shift, $$Delta$$E, and the width, $$Gamma$$, give us information on the $$Xi$$-nucleus potential. A serious problem in the measurement is the significant background derived from in-flight $$Xi^-$$ decay. A novel method of identifying stopped $$Xi^-$$ events using the nuclear emulsion was developed to realize the first $$Xi^-$$ atomic X-ray spectroscopy experiment as the J-PARC E07 experiment, which also aimed at searching for $$LambdaLambda$$ and $$Xi^-$$ hypernuclei in the emulsion. The X-rays emitted from $$Xi^-$$ Br and $$Xi^-$$ Ag atoms were measured using germanium detectors. No clear peaks were observed in the obtained spectra. However, we succeeded in reducing the background to 1/170 by this method employing coincidence measurements using nuclear emulsion and X-ray detectors.


Design and actual performance of J-PARC 3 GeV rapid cycling synchrotron for high-intensity operation

山本 風海; 金正 倫計; 林 直樹; Saha, P. K.; 田村 文彦; 山本 昌亘; 谷 教夫; 高柳 智弘; 神谷 潤一郎; 菖蒲田 義博; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 59(9), p.1174 - 1205, 2022/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:71.47(Nuclear Science & Technology)

J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)は、最大1MWの大強度ビームを25Hzという早い繰り返しで中性子実験及び下流の主リングシンクロトロンに供給することを目的に設計された。2007年の加速器調整運転開始以降、RCSではビーム試験を通じて加速器の設計性能が満たされているかの確認を進め、必要に応じてより安定に運転するための改善を行ってきた。その結果として、近年RCSは1MWのビーム出力で連続運転を行うことが可能となり、共用運転に向けた最後の課題の抽出と対策の検討が進められている。本論文ではRCSの設計方針と実際の性能、および改善点について議論する。


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

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(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.



小林 大輔; 山本 昌彦; 西田 直樹; 三好 竜太; 根本 良*; 林 宏幸*; 加藤 圭将; 西野 紗樹; 久野 剛彦; 北尾 貴彦; et al.

日本保全学会第18回学術講演会要旨集, p.237 - 240, 2022/07



Angular distribution of $$gamma$$ rays from the $$p$$-wave resonance of $$^{118}$$Sn

古賀 淳*; 高田 秀佐*; 遠藤 駿典; 藤岡 宏之*; 広田 克也*; 石崎 貢平*; 木村 敦; 北口 雅暁*; 新實 裕大*; 奥平 琢也*; et al.

Physical Review C, 105(5), p.054615_1 - 054615_5, 2022/05

 被引用回数:1 パーセンタイル:67.14(Physics, Nuclear)

J-PACR MLFのパルス中性子源及びBL04 ANNRIに設置されたゲルマニウム検出器を用いて、$$^{117}$$Sn(n,$$gamma$$)反応により生じるガンマ線の中性子エネルギー依存する角度分布を測定した。$$^{117}$$Snの複合核状態から$$^{118}$$Snの基底状態への遷移で発生する9327keVのガンマ線に関して、角度によって1.33eVの$$p$$波共鳴の形状が変わることが明らかに確認できた。この共鳴の低エネルギー側の積分値と高エネルギー側の積分値をそれぞれ$$N_{L}, N_{H}$$で表したとき、非対称性$$A_{LH}=(N_{L}-N_{H})/(N_{L}+N_{H})$$$$A$$cos$$theta_{gamma}+B$$という角度依存をし、それぞれのパラメータ値が$$A=0.394pm0.073$$$$B=0.118pm0.029$$であることがわかった。


J-PARC 3GeVシンクロトロン用荷電変換フォイルの長寿命化に向けたとりくみ

吉本 政弘; 仲野谷 孝充; 山崎 良雄; Saha, P. K.; 金正 倫計; 山本 春也*; 岡崎 宏之*; 田口 富嗣*; 山田 尚人*; 山縣 諒平*

Proceedings of 18th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.850 - 854, 2021/10

J-PARC 3GeVシンクロトロン加速器(RCS: Rapid Cycling Synchrotron)では、大強度陽子ビームを実現するために荷電変換フォイルを用いた荷電変換ビーム多重入射方式を採用している。この入射方式では、リニアックから入射される負水素ビームが荷電変換フォイルを通過する際に陽子に変換され、周回ビームに重ねることができる。そのため、ビームサイズを広げずに大強度ビームを蓄積することができる。一方で、ビーム入射期間中は、リニアックからの負水素ビームとRCSで周回する陽子ビームの双方がフォイルを通過するため、荷電変換フォイルのビーム照射に対する耐久性能の向上は大きな課題となっている。RCSでは、ホウ素を添加した炭素電極によるアーク放電法で製膜した薄膜(Hybrid type thick Boron-doped Carbon: HBC)を荷電変換フォイルとして用いている。HBCフォイルは、ホウ素を添加することで従来の純炭素薄膜と比較してビーム照射に対する寿命の向上に成功し、RCSにおいてもビーム強度700kWでの長期間利用運転及び1MWでの2日間連続運転試験で壊れることなく使用できることを示した。我々は、ホウ素添加によりビーム照射耐久性能が向上するメカニズムを明らかにし、さらなる長寿命化に向けたフォイルの実現を目的とし、量子科学技術研究開発機構(QST)高崎・イオン照射施設(TIARA: Takasaki Ion Accelerators for Advanced Radiation Application)のイオンビームを用いた照射試験を行ってきた。これまで、ホウ素の添加量やカソード・アノード電極に使用するホウ素添加炭素電極と純炭素電極の組み合わせにより、イオンビーム照射による寿命が異なることが分かってきた。本報告では、ビーム照射試験の結果からHBCフォイル内のホウ素の役割に関する考察について報告する。


Energy-dependent angular distribution of individual $$gamma$$ rays in the $$^{139}$$La($$n, gamma$$)$$^{140}$$La$$^{ast}$$ reaction

奥平 琢也*; 遠藤 駿典; 藤岡 宏之*; 広田 克也*; 石崎 貢平*; 木村 敦; 北口 雅暁*; 古賀 淳*; 新實 裕大*; 酒井 健二; et al.

Physical Review C, 104(1), p.014601_1 - 014601_6, 2021/07

 被引用回数:2 パーセンタイル:53.07(Physics, Nuclear)

Neutron energy-dependent angular distributions were observed for individual $$gamma$$ rays from the 0.74 eV $$p$$-wave resonance of $$^{139}$$La+$$n$$ to several lower excited states of $$^{140}$$La. The $$gamma$$-ray signals were analyzed in a two dimensional histogram of the $$gamma$$-ray energy, measured with distributed germanium detectors, and neutron energy, determined with the time-of-flight of pulsed neutrons, to identify the neutron energy dependence of the angular distribution for each individual $$gamma$$ rays. The angular distribution was also found for a photopeak accompanied with a faint $$p$$-wave resonance component in the neutron energy spectrum. Our results can be interpreted as interference between $$s$$- and $$p$$-wave amplitudes which may be used to study discrete symmetries of fundamental interactions.


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

 被引用回数:6 パーセンタイル:77.07(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, $$^{15}_{Xi}{rm C}$$.


1.2-MW-equivalent high-intensity beam tests in J-PARC RCS

發知 英明; 原田 寛之; 林 直樹; 金正 倫計; 岡部 晃大; Saha, P. K.; 菖蒲田 義博; 田村 文彦; 山本 風海; 山本 昌亘; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011018_1 - 011018_6, 2021/03

J-PARC RCSは、2019年7月に、1MWの連続(10.5時間)運転に成功したところである。高出力かつ安定な利用運転を実現するためには、1.2$$sim$$1.5MW相当の更に高いビーム強度でのビームの振る舞いを精査することが必要になるため、RCSでは、2018年の10月と12月に1.2MW相当の大強度試験を実施した。当初は、1$$%$$程度の有意なビーム損失が出現したが、チューンや横方向ペイント範囲を最適化することで、そのビーム損失を10$$^{-3}$$レベルにまで低減することに成功した。また、数値シミュレーションでその実験結果を精度良く再現することにも成功している。本発表では、実験結果と計算結果の詳細比較からビーム損失の発生や低減のメカニズムを議論する。また、近い将来実施予定の1.5MW相当の大強度ビーム加速の実現に向けた取り組みも紹介する。


Flexible chopper gate pulse generation for the J-PARC RCS

田村 文彦; 山本 昌亘; 吉井 正人*; 杉山 泰之*; 發知 英明; Saha, P. K.; 吉本 政弘; 原田 寛之

JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011021_1 - 011021_6, 2021/03

J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)ではビームのエネルギー広がりに由来するビームロスを避けるために、リニアック上流のビームチョッパーでビームの時間構造をRCSでの加速に適した幅に成形して入射している。チョッパーの動作のためのゲートパルスはRCSの加速高周波(RF)制御システムにより生成される。ディレイと幅を制御することで、RCSのRF電圧の適切な位相でビームを入射することができる。またJ-PARC独自の機能として、ビームの間引きがある。RCSではリニアックのビームをおよそ300周回連続で入射するが、連続ではなく間引いて入射することで、ビーム入射期間を変更することなく、強度を変更することができる。この機能を応用すると、1パルスだけ入射するようにパラメータを設定することで、非常に低いビーム強度で運転することもできる。この発表では、チョッパーゲートパルス生成の概要を示すとともに、自由度の高いゲートパルス生成を生かしたビーム調整結果について報告する。また、今後の機能向上についても議論する。


Analysis of J-HBC stripper foil for the J-PARC RCS

吉本 政弘; 仲野谷 孝充; 山崎 良雄; Saha, P. K.; 金正 倫計; 山本 春也*; 岡崎 宏之*; 田口 富嗣*; 山田 尚人*; 山縣 諒平*

JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011019_1 - 011019_7, 2021/03


荷電変換フォイルを用いたH$$^{-}$$ビーム多重入射方式はMW級の大強度陽子ビームを実現するための重要な技術である。大強度陽子加速器施設(Japan Proton Accelerator Research Complex: J-PARC)3GeVシンクロトロン加速器(Rapid Cycling Synchrotron: RCS)では、高エネルギー加速器研究機構(KEK)で開発され耐ビーム寿命が大幅に更新した、ホウ素添付炭素薄(Hybrid type Boron-doped Carbon: HBC)フォイルを採用している。これまで、RCSの利用運転時に使用しており、大強度ビーム照射に対して優れた長寿命性能を有することを確認した。HBCフォイルの性能評価のために、RCSにおいて長期間照射に対する形状観察や荷電変換効率測定を実施してきた。また量子科学技術研究機構(Quantum and Radiological Science and Technology: QST)高崎量子応用研究所(高崎研)のイオン加速器(Takasaki Ion Accelerators for Advanced Radiation Application: TIARA)においてイオンビーム照射試験を実施し、組成分析や不純物同定などの物性解析や電子顕微鏡によるミクロ観察を行ってきた。その結果、フォイル破損に至るメカニズムとして、照射欠陥による密度変化とピンホールの成長、温度上昇にともなうガス化などが重要な鍵ではないかとの兆候を得た。近年、HBCフォイルの蒸着装置をJAEA東海サイトに移設し、フォイル製作を開始した。(以降のフォイルをJ-HBCフォイルと称する。)J-HBCフォイルの性能評価をこれまで同様にQST高崎研のTIARAで実施してきた。さらに、蒸着パラメータを変えてHBCフォイルの耐ビーム性能について試験を行った。その結果、これまで重要なパラメータと考えられていたカソード・アノード電極の消費比率よりも、ボロンの混入率がより重要なパラメータであることが分かった。


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

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.


Observation of Coulomb-assisted nuclear bound state of $$Xi^-$$-$$^{14}$$N system

早川 修平; 藤田 真奈美; 長谷川 勝一; 橋本 直; 細見 健二; 市川 裕大; 今井 憲一*; 七村 拓野; 成木 恵; 佐甲 博之; et al.

Physical Review Letters, 126(6), p.062501_1 - 062501_6, 2021/02

 被引用回数:27 パーセンタイル:97.14(Physics, Multidisciplinary)

In an emulsion-counter hybrid experiment performed at J-PARC, a $$Xi^-$$ absorption event was observed which decayed into twin single-$$Lambda$$ hypernuclei. Kinematic calculations enabled a unique identification of the reaction process as $$Xi^{-} + ^{14}$$N$$ rightarrow ^{10}_Lambda$$Be + $$^5_Lambda$$He. For the binding energy of the $$Xi^{-}$$ hyperon in the $$Xi^-$$-$$^{14}$$N system a value of $$1.27 pm 0.21$$ MeV was deduced. The energy level of $$Xi^-$$ is likely a nuclear $$1p$$ state which indicates a weak $${Xi}N$$-$$LambdaLambda$$ coupling.


Study on the baryon interaction by $$Xi$$ hypernuclear spectroscopy with the $$(K^-, K^+)$$ reaction

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

Journal of Physics; Conference Series, 1643, p.012133_1 - 012133_6, 2020/12

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.09

We performed $$Xi$$ hypernuclear spectroscopy with the $$(K^-, K^+)$$ reaction at J-PARC to investigate the $$Xi N$$ interaction (J-PARC E05). A new experiment (J-PARC E70) in which a better energy resolution could be achieved is now being prepared. In this article, an analysis status of J-PARC E05 and a preparation status of J-PARC E70 are described.


Study of $$Sigma N$$ interaction from the $$Sigma p$$ scattering experiment at J-PARC

三輪 浩司*; 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.

Journal of Physics; Conference Series, 1643, p.012174_1 - 012174_6, 2020/12

 被引用回数:2 パーセンタイル:88.4

A high statistics $$Sigma p$$ scattering experiment has been performed at the K1.8 beamline in the J-PARC Hadron Experimental Facility. Data for momentum-tagged $$Sigma^-$$ beam running in a liquid hydrogen target were accumulated by detecting the $$pi^{-}p to {K}^{+}{Sigma}^{-}$$ reaction with a high intensity $$pi^-$$ beam of 20 M/spill. The number of the $$Sigma^-$$ beam was about $$1.7 times 10^7$$ in total. The $$Sigma^- p$$ elastic scattering and the $$Sigma^- p to Lambda n$$ inelastic scattering events were successfully observed with about 100 times larger statistics than that in past experiments.


Safety enhancement approach against external hazard on JSFR reactor building

山本 智彦; 加藤 篤志; 近澤 佳隆; 原 裕之*

Nuclear Technology, 206(12), p.1875 - 1890, 2020/12

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)



Internal event level-1 PRA for sodium-cooled fast reactor considering safety measures of defense-in-depth level 1 to 3

西野 裕之; 栗坂 健一; 鳴戸 健一*; 権代 陽嗣; 山本 雅也; 山野 秀将

Proceedings of Asian Symposium on Risk Assessment and Management 2020 (ASRAM 2020) (Internet), 12 Pages, 2020/11



First measurement and online monitoring of the stripper foil thinning and pinhole formation to achieve a longer foil lifetime in high-intensity accelerators

Saha, P. K.; 吉本 政弘; 畠山 衆一郎; 發知 英明; 原田 寛之; 田村 文彦; 山本 風海; 山崎 良雄; 金正 倫計; 入江 吉郎*

Physical Review Accelerators and Beams (Internet), 23(8), p.082801_1 - 082801_13, 2020/08


 被引用回数:4 パーセンタイル:56.79(Physics, Nuclear)

We have established and implemented a nondestructive online monitoring system for the first time for measuring stripper foil thinning and pinhole formation, which are believed to the foil breaking signals caused by high-intensity beam irradiation. A longer foil lifetime is desired, while a foil failure during operation not only reduces the accelerator availability but also has serious issues for regular accelerator maintenances. The present research has been carried out at the RCS of J-PARC, where we aimed to ensure proper uses of foil and to achieve a longer foil lifetime without any failure. We have precisely measured a foil thinning and pinhole outbreak information to obtain a detail of foil degradation to determine a realistic foil lifetime by achieving a record of nearly 2 years of operation with a single foil and without any failures.

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