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論文

In-beam $$gamma$$-ray spectroscopy of neutron-rich nuclei in the uranium region through the heavy-ion transfer reaction

石井 哲朗; 牧井 宏之; 浅井 雅人; 小浦 寛之; 重松 宗一郎*; 塚田 和明; 豊嶋 厚史; 松田 誠; 牧嶋 章泰*; 静間 俊行; et al.

Nuclear Physics A, 805(1-4), p.257 - 259, 2008/06

https://doi.org/10.1016/j.nuclphysa.2008.02.090

中性子過剰核$$^{236}$$Th, $$^{240,242}$$U, $$^{246}$$Pu, $$^{250}$$Cmの脱励起$$gamma$$線を初めて測定し、それぞれ10$$^{+}$$, 12$$^{+}$$, 8$$^{+}$$, 12$$^{+}$$, 12$$^{+}$$状態までの回転バンドを確立した。さらに$$^{240}$$Uでは、9$$^{-}$$状態までの八重極振動バンドを観測した。これらの原子核は、$$^{rm{nat}}$$U, $$^{244}$$Pu, $$^{248}$$Cm標的と$$^{18}$$Oビームとの($$^{18}$$O, $$^{16}$$O)及び($$^{18}$$O, $$^{20}$$Ne)2核子移行反応により生成した。Si$$Delta E$$-$$E$$検出器を用いて散乱粒子$$^{16}$$O及び$$^{20}$$Neの運動エネルギーを選択することにより、残留核の$$gamma$$線を同定した。回転バンドの慣性能率及び中性子軌道のエネルギー準位の系統性より、中性子数152の変形閉殻が、陽子数96以上では存在するが陽子数94のPuでは消失することを明らかにした。また第1励起エネルギーの中性子数依存性より、中性子数164が球形閉殻になる可能性を示唆した。

論文

Orientation effects of deformed $$^{238}$$U target nuclei on the fusion probability for the heavy element synthesis

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.

Nuclear Physics A, 805(1-4), p.516 - 518, 2008/06

The effects of the orientation of the deformed $$^{238}$$U target nuclei were investigated in the reaction of $$^{30}$$Si+$$^{238}$$U. The cross-sections of the system to overcome the Coulomb barrier were determined by measuring the fission cross-sections at JAEA-tandem accelerator, from which the Coulomb barrier height for the collision of $$^{30}$$Si to the polar side and the equatorial side of $$^{238}$$U were determined. The evaporation residue (ER) cross-sections were determined at the velocity filter SHIP of GSI. Significant enhancement of the cross-sections of $$^{264}$$Sg(4n) in the sub-barrier energy indicates the lowering of the Coulomb barrier at the Polar collisions. However, competition between fusion and quasifission was implied. The cross-sections for $$^{263}$$Sg(5n) measured at the above barrier energy indicated that there is no significant fusion hindrance at the equatorial collisions. In this contribution, the systematic behavior of the orientation effects of $$^{238}$$U is discussed by using additionally the data of $$^{16}$$O+$$^{238}$$U and $$^{48}$$Ca+$$^{238}$$U.

論文

Photoneutron cross sections for $$^{80}$$Se; Implications for the s-process thermometer

牧永 あや乃*; 宇都宮 弘章*; 海堀 岳史*; 山県 民穂*; 秋宗 秀俊*; Goriely, S.*; 豊川 弘之*; 松本 哲郎*; 原野 英樹*; 原田 秀郎; et al.

Nuclear Physics A, 805(1-4), p.564 - 566, 2008/06

$$^{80}$$Seの光中性子発生断面積を、準単色$$gamma$$線を用いることにより、中性子閾値近傍のエネルギー領域で測定した。測定した$$^{80}$$Se($$gamma$$,$$n$$)断面積をE1強度関数の制限として利用することにより、逆反応である$$^{79}$$Seの中性子捕獲断面積を見積もった。本計算結果をもとに$$^{80}$$Krと$$^{82}$$Krの太陽元素組成比を解析し、重い星の中で起こるsプロセス温度計への影響を議論した。

論文

Systematic study for the shell effect in the fission fragment mass distribution reptured from neutron rich nuclei

太田 雅久*; 龍田 早苗*; 山本 和幸*; 浅野 大雅*; 和田 隆宏*; 橋詰 和明*; 住吉 光介*; 大槻 かおり*; 梶野 敏貴*; 小浦 寛之; et al.

Nuclear Physics A, 805(2), p.558 - 560, 2008/02

r過程元素合成で用いる核分裂生成物分布データを系統的に計算した。核分裂の有無、及び核分裂生成物分布の違いが、最終的なr過程元素分布に現れることと、特にどの質量数領域が強く影響を受けるかを明らかにした。

論文

Neutrino-nucleus reactions based on recent advances in shell-model calculations

鈴木 俊夫*; 千葉 敏; 吉田 敬*; 東島 浩二*; 本間 道雄*; 梶野 敏貴*; 大塚 孝治*

Nuclear Physics A, 805(2), p.579 - 581, 2008/02

$$^{12}$$Cと$$^4$$Heのニュートリノ反応断面積を、新しく導出した殻模型ハミルトニアンを用いて計算した。従来のハミルトニアンに比べてニュートリノ断面積が増加することがわかった。それによって超新星爆発時に生成する$$^7$$Liと$$^{11}$$Bの量も増加することと、これらの生成量からニュートリノ混合角$$theta_{13}$$を決定できる可能性について議論した。鉄及びニッケル領域におけるニュートリノ反応断面積についても新しい$$fp$$殻領域ハミルトニアンを用いて計算した。

論文

Hyperon-Quark mixed phase in compact stars

丸山 敏毅; 千葉 敏; Schulze, H.-J.*; 巽 敏隆*

Nuclear Physics A, 805, p.588 - 590, 2008/00

高密度物質中でのハドロン-クォーク相転移における混合相の非一様構造は、以前研究したことがあったが、ハドロンに関しては単純な有効相互作用を用いた核子物質しか考慮しておらず現実的な物質の状態方程式を議論することはできなかった。そこでハイペロンの自由度を含む、Brueckner-Hartree-Fock理論に基づいた現実的な状態方程式を用いてハドロン物質とクォーク物質の混合相を計算した。その結果、混合相中ではハドロン側の密度があまり高くならないためにハイペロンがほとんど現れないこと,混合相の状態方程式はクーロン遮蔽効果によってMaxwell構成法を施した場合の状態方程式に近づくことなどがわかった。これによって非一様構造を考慮した物質の状態方程式を精密に議論することや、中性子星の冷却過程をハイペロンの含有率まで考慮に入れて議論することができるようになった。

論文

Excitation energy dependence of fragment mass and total kinetic energy distributions in proton-induced fission of uranium isotopes

西中 一朗; 谷川 勝至*; 後藤 真一*; 西尾 勝久; 浅井 雅人; 塚田 和明; 永目 諭一郎; 工藤 久昭*

Nuclear Physics A, 805, p.434 - 436, 2008/00

アクチノイドの核分裂過程において、分裂核や分裂片の殻効果が、変形や質量分割に対してどのように影響しているのかを解明するため、$$^{233,238}$$Uの10.0, 11.5, 13.0MeV陽子誘起核分裂で生成する分裂片の質量と全運動エネルギー分布の励起エネルギー依存性を実験的に調べた。非対称分裂モードにおける中性子数82の球形殻効果を持つ質量数132近傍の分裂片収率の励起エネルギー依存性が、中性子数86-88の変形殻効果を持つ質量数143近傍の分裂片収率の励起エネルギー依存性に比べ、大きいことがわかった。この非対称分裂モードにおける収率のエネルギー依存性は、アクチノイドの熱中性子核分裂と冷たい核分裂での観測と相反する傾向である。本実験結果とこれまでに報告された他の核分裂系での結果を比較し、非対称分裂モードにおける分裂片質量と運動エネルギー分布に対する分裂片の殻効果について議論する。

口頭

Systematical study of nuclear decay modes and a limit of existence of nuclei

小浦 寛之; 橘 孝博*; 千葉 敏

no journal, , 

われわれのグループでは、巨視的模型+平均場理論計算をもとにした、KTUY原子核質量模型と呼ばれる手法を開発してきた。この模型を用いて原子核の崩壊様式について、極めて大域的な核種領域にわたり計算を行い、その性質を調べた。陽子数(原子番号)114個,中性子数184個付近の長寿命性(数百年程度)を示したのと同時に、この領域以外にも比較的長寿命で存在しうる領域がある可能性を見いだした。原子核は中性子欠乏側では一般にクーロン力の反発力のため、陽子放出や自発核分裂の形で容易に壊れるが、中性子数が126, 184, 228では原子核の閉殻構造のために比較的安定に存在しうる。また、中性子数184以上の原子核についても原子核の存在可能領域を示し、通常考えられたものより広く分布していることを示した。

口頭

Electric quadrupole moment measurement using a new RF-application system

長江 大輔; 竹村 真*; 上野 秀樹*; 亀田 大輔*; 旭 耕一郎*; 吉見 彰洋*; 杉本 崇*; 長友 傑*; 小林 義男*; 内田 誠*; et al.

no journal, , 

電気四重極モーメント($$Q$$モーメント)は原子核の電荷分布に敏感な物理量で、これを測定することによって核の形が球形からどれだけ変形したかがわかる。不安定核の$$Q$$モーメント測定には$$beta$$-detected nuclear-quadrupole resonance法を用いた。$$Q$$モーメント測定では電気四重極相互作用によって$$2I$$個($$I$$は核スピン)に分離した共鳴周波数を印加しなくてはならない。この$$2I$$個の周波数を印加する方法は2つある。一つは$$2I$$個の周波数を順次印加する方法(時系列法)で一つのRFに対して十分なパワーを供給できるため、スピン反転で有利となる。もう一つは$$2I$$個の周波数を同時に印加する方法(混合周波数法)でRF印加時間が短くできるため、短寿命の原子核に対して有効である。われわれはこの二つの印加方法を一つの装置で行えるようなシステムを新たに構築した。システム評価のため、機知である$$^{12}$$Bの$$Q$$モーメントを二つの印加方法で測定し、どちらでもスピン反転に成功した。このシステムを使って、未知の$$^{31, 32}$$Alの$$Q$$モーメント測定を行い、それぞれ$$|Q(^{31}{rm Al})|=104(9)$$$$e$$$$cdot$$mb and $$|Q(^{32}{rm Al})|=24(2)$$$$e$$$$cdot$$mbを得た。

口頭

Bulk properties of kaonic nuclei in the mean-field calculation

丸山 敏毅; 千葉 敏; 巽 敏隆*

no journal, , 

相対論的平均場を用いた密度汎関数法によりK中間子原子核の構造と性質を研究する。K中間子数を拘束条件として与え、球対称近似のもとで数値計算により有限系におけるバリオン密度とクーロンポテンシャル及び中間子場を無撞着に求める。重い原子核では密度分布にほとんど影響がなかったが、質量数が10以下の軽いK中間子原子核では中心付近で1.5から2倍の密度増加が見られた。しかし軽い系でもAMD計算により注目されているような、非常に高い密度は現実しなかった。

口頭

Nuclear moments of the radioactive isotope $$^{131}$$La determined by collinear fast-beam laser spectroscopy

飯村 秀紀; Schuessler, H. A.*; Buchinger, F.*; Cocolios, T.*; Crawford, J. E.*; Gulick, S.*; Lee, J. K. P.*; Levy, C. D. P.*; Pearson, M.*; Lioubimov, V.*; et al.

no journal, , 

希土類元素では、中性子数が74近傍で原子核の変形度が急激に大きくなることが核構造模型から予測されている。この領域を調べるために、$$^{131}$$La(N=74)の超微細構造を初めて測定した。これは、われわれがこれまで行ってきた$$^{135,137-139}$$Laのオフライン・レーザー分光実験をオンライン実験に発展させたものである。放射性核種である$$^{131}$$La(T$$_{1/2}$$=59min)は、TRIUMFサイクロトロンの陽子ビームを用いて核破砕反応により生成した。超微細構造スペクトルは、コリニア・レーザービーム分光の手法により観測した。得られた超微細構造定数より$$^{131}$$Laの原子核の電磁気モーメントを決定した。また、particle triaxial-rotor模型をもとに、モーメントの理論値を計算した。両者を比較した結果、$$^{131}$$Laの原子核が大きく非軸対称変形しいると仮定すると、理論値は実験値を再現することがわかった。

口頭

Nuclear cosmic clock of neutrino induced-reaction process

早川 岳人; 静間 俊行; 梶野 敏貴*; 小川 建吾*; 中田 仁*

no journal, , 

重力崩壊型の超新星爆発において、コアの重力崩壊によるエネルギーはニュートリノによって運搬されると考えられている。O/NeレイヤーやCレイヤーの外層に到着したニュートリノはエネルギーを運搬するだけでなく、既に存在していた重元素と核反応を起こし新たに重元素を生成する。このニュートリノ生成過程では、長い半減期を有するLa-138を生成する。このLa-138の生成量とベータ崩壊によって生成される娘核の量から、La-138が生成された年代、すなわちニュートリノに起因する超新星爆発の発生した年代を評価可能である。その手法と原子核構造の与える影響について述べる。

口頭

Universality of photodisintegration reaction nucleosynthesis in supernovae

早川 岳人; 岩本 信之; 梶野 敏貴*; 静間 俊行; 梅田 秀之*; 野本 憲一*

no journal, , 

超新星爆発では膨大な光が発生し、その光のエネルギーはメガエレクトロンボルトの$$gamma$$線領域に達する。そのような高いエネルギーの光は原子核と反応し、新しい同位体を生成する。このような光核反応による元素の生成過程に普遍性があることをわれわれは既に提唱していた。本研究では、この普遍性のメカニズムを超新星爆発のモデル計算によって明らかにした。

口頭

A Systematic study of astrophysical nuclear reaction rates via $$^8$$Li

宮武 宇也; 石山 博恒*; 渡辺 裕*; 平山 賀一*; 今井 伸明*; 田中 雅彦*; 吉川 宣治*; Jeong, S.-C.*; 渕 好秀*; 野村 亨*; et al.

no journal, , 

JAEAタンデム加速器施設では、低エネルギーの中性子過剰な短寿命核ビームによる系統的な反応率測定実験を進めてきた。これまでに、$$^8$$Li($$alpha$$, n)$$^{11}$$B, $$^{12}$$B($$alpha$$, n)$$^{15}$$Nや$$^8$$Li(d, p), (d, t), (d, $$alpha$$), (p, $$alpha$$)反応の断面積測定を行った。会議では、測定した断面積の励起関数と反応率、及びそれらの値による早い中性子捕獲過程に及ぼす影響について議論する。

口頭

Spectroscopy of neutron-rich $$^{187,188}$$W produced in $$^{18}$$O-induced transferreactions

静間 俊行; 石井 哲朗; 牧井 宏之; 早川 岳人; 重松 宗一郎*; 松田 誠; 井手口 栄治*; Zheng, Y.*; Liu, M.*; 森川 恒安*; et al.

no journal, , 

タングステン,オスニウム領域の中性子過剰核は、$$gamma$$ソフト,3軸非対称性,プロレート・オブレート変形共存などさまざまな原子核集団運動の特徴を示すことで知られている。また、この領域の原子核では、スピンの対称軸成分である$$K$$量子数に起因する核異性体が多数観測されており、$$K$$核異性体と呼ばれている。最近の実験及び理論的な研究から、タングステン中性子過剰核に、多準粒子配位に基づく$$K$$核異性体が存在することがわかってきた。本講演では、中性子過剰核$$^{187}$$W及び$$^{188}$$Wに関するインビーム核分光実験結果について報告する。

口頭

Photonuclear reaction cross sections of Cl-37 and Sm-152

原 かおる; 原田 秀郎; 北谷 文人; 後神 進史*; 芳原 新也*; 海堀 岳史*; 牧永 あや乃*; 宇都宮 弘章*; 豊川 弘之*; 渡辺 幸信*

no journal, , 

核廃棄物中に含まれる放射性核種Cl-36(半減期30万年)とSm-151(半減期90年)の中性子捕獲断面積は、核変換研究のための基礎データの1つである。また、Sm-151はSm-Eu-Gd領域におけるs過程分岐核であり、その中性子捕獲断面積は、中質量の漸近巨星分枝星(AGB星)におけるs過程元素合成時の温度を見積もるために重要なデータである。レーザー逆コンプトン(LCS)$$gamma$$線を用いて、安定核種Cl-37, Sm-152の光核反応断面積測定を、それぞれEg=10.4-12.0MeVとEg=8.3-12.4MeVで行った。ここで、LCS$$gamma$$線のエネルギー分布は、120%Ge半導体検出器、又は高分解能-高エネルギー光子スペクトロメータを用いて測定した。本研究発表では、光核反応断面積の実験データと原子核反応コードTALYSの計算結果との比較を行う。また、光核反応断面積のデータを、統計モデル計算に対する制約条件として用い、Cl-36, Sm-151の中性子捕獲断面積(keVからMeVのエネルギー領域)のTALYSによる計算結果を示す。

口頭

Neutron capture measurements using the 4$$pi$$ Ge detector for Au and Ag

原田 秀郎; 北谷 文人; 藤 暢輔; 木村 敦; 中村 詔司; 古高 和禎; 小泉 光生; 大島 真澄; 水本 元治*; 井頭 政之*; et al.

no journal, , 

Au及びAgの中性子捕獲反応で発生する$$gamma$$線を中性子エネルギーの関数として全立体角Geスペクトロメータを用いて測定した。中性子エネルギーと$$gamma$$線分布の2次元データを作成し、これを解析することにより各共鳴ピークの起源となる核種を同定した。さらに、各共鳴ピークに対する$$gamma$$線スペクトル情報を導出した。全立体角Geスペクトロメータの高分解能サムスペクトロメータとしての性能を示した。

口頭

Measurement of total $$gamma$$ absorption for high energy $$gamma$$ rays

北谷 文人; 原田 秀郎; 原 かおる; 宇都宮 弘章*; 後神 進史*; 海堀 岳史*; 豊川 弘之*

no journal, , 

Total $$gamma$$ absorption cross sections are of the most important data used in various fields related to the application of $$gamma$$ rays. However, the measurements of the total $$gamma$$ absorption cross section were difficult for high energy $$gamma$$ rays since there are no suitable $$gamma$$ ray sources. Recently, the nuclear photo-absorption measurement system using the laser-Compton backscattering $$gamma$$ rays (LCS $$gamma$$ rays) and the high-resolution high-energy photon spectrometer (HHS) were developed. We have utilized the system to measure the total $$gamma$$ absorption cross section, that is, the sum of the atomic and nuclear interactions. Since the characteristic kinematics of the LCS $$gamma$$ rays, they are sharply collimated, and therefore very suitable for the measurement of the total $$gamma$$ absorption cross sections.

口頭

Innovative method for nuclear level construction using measured multiple prompt $$gamma$$-rays

金 政浩; 大島 真澄; 木村 敦; 古高 和禎

no journal, , 

マイナーアクチニドや長寿命核分裂生成核種の中性子捕獲断面積は核変換研究にとって重要な基礎データである。その高精度化には即発$$gamma$$線法が有効であるが、そのためには基底遷移を知る必要がある。多重即発$$gamma$$線を測定することによって、準位構造構築法を開発している。原理実証のために、JRR-3において、4$$pi$$ゲルマニウム検出器を使用して測定した$$^{14}$$N(n,$$gamma$$)$$^{15}$$N反応を使って、$$^{15}$$Nの核準位構築を行い核準位の構築と基底遷移の同定に有効な手段であることが示された。

口頭

Development of an innovative $$gamma$$-ray spectrometer for neutron capture experiments

大島 真澄; 古高 和禎; 金 政浩; 木村 敦; 藤 暢輔; 小泉 光生; 後藤 淳*

no journal, , 

We have developed an innovative $$gamma$$-ray detector apparatus for neutron capture reactions at JAEA research reactor JRR-3. This apparatus comprises HPGe detectors and BGO suppressors, and achieves high energy resolution as compared with the normally used scintillation detectors. We use this apparatus for neutron capture cross section measurement needed for the designing of innovative nuclear reactors (Fast Breeding Reactors, Accelerator Driven Systems and so forth), and for trace element analysis based on prompt $$gamma$$-ray analysis and neutron activation analysis with multiple $$gamma$$-ray detection.

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