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論文

Polarization analysis for small-angle neutron scattering with a $$^{3}$$He spin filter at a pulsed neutron source

奥平 琢也; 上田 祐生; 廣井 孝介; 元川 竜平; 稲村 泰弘; 高田 慎一; 奥 隆之; 鈴木 淳市*; 高橋 慎吾*; 遠藤 仁*; et al.

Journal of Applied Crystallography, 54(2), p.548 - 556, 2021/04

https://doi.org/10.1107/S1600576721001643
 被引用回数：2 パーセンタイル：33.1(Chemistry, Multidisciplinary)

$$^{3}$$Heスピンフィルタを中性子スピン解析子として使用することにより、パルス中性子源での中性子小角散乱実験において、偏極解析を行うことに成功した。本実験に使用した$$^{3}$$Heスピンフィルタは中性子小角散乱実験を行うために十分な立体角をカバーすることができ、$$^{3}$$He偏極緩和時間も数日と長く、これは実験を完遂するために十分な性能である。水素原子による非干渉性散乱は非常に大きく、試料の組成から計算によって非干渉性散乱量を見積もる試みが行われていたが、正確に非干渉性散乱量を決定することは難しかった。しかし本研究では試料内での中性子の多重散乱を考慮した偏極解析実験を行うことで、干渉性散乱と非干渉性散乱を正確に分離することが可能となった。現在までパルス中性子源での中性子小角散乱では、偏極解析の手法が確立されていなかったが、本成果によって、様々な種類の試料に対して干渉性散乱と非干渉性散乱を正確に分離することができるようになると予想される。

論文

Development and application of a $$^3$$He neutron spin filter at J-PARC

奥平 琢也; 奥 隆之; 猪野 隆*; 林田 洋寿*; 吉良 弘*; 酒井 健二; 廣井 孝介; 高橋 慎吾*; 相澤 一也; 遠藤 仁*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 977, p.164301_1 - 164301_8, 2020/10

https://doi.org/10.1016/j.nima.2020.164301
 被引用回数：10 パーセンタイル：79.13(Instruments & Instrumentation)

We are developing a neutron polarizer with polarized $$^3$$He gas, referred to as a $$^3$$He spin filter, based on the Spin Exchange Optical Pumping (SEOP) for polarized neutron scattering experiments at Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). A $$^3$$He gas-filling station was constructed at J-PARC, and several $$^3$$He cells with long spin relaxation times have been fabricated using the gas-filling station. A laboratory has been prepared in the MLF beam hall for polarizing $$^3$$He cells, and compact pumping systems with laser powers of 30 W and 110 W, which can be installed onto a neutron beamline, have been developed. A $$^3$$He polarization of 85% was achieved at a neutron beamline by using the pumping system with the 110 W laser. Recently, the first user experiment utilizing the $$^3$$He spin filter was conducted, and there have been several more since then. The development and utilization of $$^3$$He spin filters at MLF of J-PARC are reported.

論文

Measurement of the angular distribution of $$gamma$$-rays after neutron capture by $$^{139}$$La for a T-violation search

奥平 琢也; 清水 裕彦*; 北口 雅暁*; 広田 克也*; Haddock, C. C.*; 伊藤 維久也*; 山本 知樹*; 遠藤 駿典*; 石崎 貢平*; 佐藤 匠*; et al.

EPJ Web of Conferences, 219, p.09001_1 - 09001_6, 2019/12

https://doi.org/10.1051/epjconf/201921909001

原子核が熱外中性子を共鳴吸収する反応において、弱い相互作用起因のパリティ対称性の破れが核子間相互作用の最大10$$^{6}$$倍増幅される現象が観測されている。この反応では時間反転対称性の破れにも同様の増幅効果があることが理論的に予言されており、全く新しい手法で未知の時間反転対称性の破れを世界最高感度で探索できる可能性がある。しかし、その増幅率は全ての核種で未知であり、この手法がもつ可能性を具体的に議論できていなかった。本研究ではJ-PARC, MLF, BL04のGe検出器群を用いて、$$^{139}$$La(n,$$gamma$$)反応の角度分布測定を行い、世界で初めて$$^{139}$$Laで時間反転対称性の破れの増幅率を求めることに成功した。この結果を用いて、実験に必要な測定時間を見積もると、偏極率40%のLa核偏極技術、偏極率70%, 79atm・cmの$$^3$$He Spin Filterを用意すれば、1.4日の測定で世界最高感度で時間反転対称性の破れ探索実験が可能であることが判明した。現在原子力機構では高性能な$$^3$$He Spin Filterの開発を行なっており、本発表では$$gamma$$線の角度分布測定の結果、及び共用ビームラインに適用するための$$^3$$He Spin Filterの開発の現状について発表する。

論文

JAEA-ISCN development programs of advanced NDA technologies of nuclear material

瀬谷 道夫; 小林 直樹; 直井 洋介; 羽島 良一; 曽山 和彦; 呉田 昌俊; 中村 仁宣; 原田 秀郎

Book of Abstracts, Presentations and Papers of Symposium on International Safeguards; Linking Strategy, Implementation and People (Internet), 8 Pages, 2015/03

https://www.iaea.org/safeguards/symposium/2014/home/eproceedings/sg2014-papers/000069.pdf
https://www.iaea.org/safeguards/symposium/2014/home/eproceedings/sg2014-slides/000069.pdf

原子力機構では、2011年度より次の3つのプログラムからなる先進核物質非破壊測定技術の基礎開発を実施している。(1)レーザー・コンプトン散乱$$gamma$$線(大強度単色$$gamma$$線)を使う核共鳴蛍光NDA技術開発、(2)ZnS/B$$_{2}$$O$$_{3}$$セラミックシンチレータによる中性子検出技術開発、(3)中性子共鳴透過分析(NRTA)及び中性子共鳴捕獲分析(NRCA)による中性子濃度分析法(NRD)技術開発。これらのプログラムは2014年度に終了する予定であり、2015年2-3月に実証試験を行う予定である。

論文

Introduction to development of advanced safeguards and security NDA technologies by JAEA-ISCN

瀬谷 道夫; 呉田 昌俊; 曽山 和彦; 中村 仁宣; 原田 秀郎; 羽島 良一

Proceedings of INMM 55th Annual Meeting (Internet), 10 Pages, 2014/07

原子力機構は保障措置及び核セキュリティのための、次の先進的な核物質非破壊測定の基礎技術開発プログラムを実施してきている。(1)ZnS/B$$_{2}$$O$$_{3}$$セラミックシンチレータによる$$^{3}$$He代替中性子検知技術、(2)中性子共鳴透過分析(NRTA)及び中性子共鳴捕獲分析(NRCA)の組み合わせによる中性子共鳴濃度分析法、(3)レーザー・コンプトン散乱$$gamma$$線(大強度単色$$gamma$$線)利用核共鳴蛍光NDA(1)は、供給不足が懸念される$$^{3}$$Heに代わるZnS/B$$_{2}$$O$$_{3}$$セラミックシンチレータ中性子検出器の開発であり、(2)は、粒子状溶融燃料などの測定対象物中の核物質同位体組成比測定NDA技術開発、(3)は、レーザー・コンプトン散乱により発生させたエネルギー可変の大強度の単色$$gamma$$線により引き起こすPu/U同位体の核共鳴蛍光反応を利用するNDAのためのプログラムである。この論文ではこれらについて紹介する。

論文

Novel instrument system for discriminating secondary particles in high-spatial-resolution neutron detection

山岸 秀志; 中村 龍也; 曽山 和彦; 正岡 聖; 相澤 一也

Review of Scientific Instruments, 75(7), p.2340 - 2345, 2004/07

https://doi.org/10.1063/1.1765754
 被引用回数：9 パーセンタイル：46.07(Instruments & Instrumentation)

ヘリウム-3($$^{3}$$He)ガスを用いた高位置分解能二次元中性子検出器(2D-ND)の開発のため、二次粒子を識別する機能を有した新しい計測システム(InSPaD)の検討を行った。InSPaDは各信号チャンネルに特定の弁別レベルを単に設定することによって、$$^{3}$$He(${it n}$,${it p}$)${it T}$反応で発生したプロトンとトリトンのトラックを識別することができる。そして、そのシステムは高い位置検出分解能,高計数率,低バックグラウンド及び安定性を実現する。InSPaDを用いた2D-NDのシミュレーションを行い、$$^{3}$$Heに10%のC$$_{2}$$H$$_{6}$$を混合し、圧力0.3MPaで封入したガス条件で、0.46mmの位置分解能が得られることを示した。また、MSGCを用いた中性子計測実験により、二次粒子の飛程及び出力パルス波高分布を測定し、シミュレーション結果と測定結果がよく合っていることを確認した。以上の検討及び実験結果からInSPaDの実現の見通しが得られた。

論文

t+$$^{3}$$He molecular structures in $$^{6}$$Li studied ($$^{3}$$He,$$alpha$$) reaction at 450 MeV

中山 信太郎*; 山県 民穂*; 秋宗 秀俊*; 藤原 守; 伏見 賢一*; Greenfield, M. B.*; 原 圭吾*; 原 かおる*; 橋本 尚信*; 市原 かよこ*; et al.

Nuclear Physics A, 731, p.355 - 362, 2004/02

https://doi.org/10.1016/j.nuclphysa.2003.11.048
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Physics, Nuclear)

450MeV($$^{3}$$He,$$alpha$$)反応によって$$^{6}$$Li原子核クラスター構造が研究された。励起エネルギー21MeVの共鳴から二体崩壊t+$$^{3}$$Heが観測された。分岐比は0.8$$pm$$0.2でほぼ100%近くt+$$^{3}$$Heに崩壊することがわかった。したがってこの共鳴はt+$$^{3}$$Heの3粒子クラスターからなる共鳴で、その崩壊パターンから、18MeVの領域は$$^{1}$$P状態、22MeVの領域は$$^{3}$$P状態であると結論した。

論文

Investigation of IVGRs via the $$^{58}$$Ni(t,$$^{3}$$He)$$^{58}$$Co reaction

Guillot, J.*; Beaumel, D.*; Van den Berg, A. M.*; Brandenburg, S.*; Davids, B.*; Fortier, S.*; 藤原 守; Gal$`e$s, S.*; Harakeh, M. N.*; Hunyadi, M.*; et al.

Nuclear Physics A, 731, p.106 - 113, 2004/02

https://doi.org/10.1016/j.nuclphysa.2003.11.022
 被引用回数：4 パーセンタイル：30.89(Physics, Nuclear)

超伝導サイクロトロンAGORで新しく開発された130MeVトリチウムビームを用いて$$^{58}$$Coのアイソベクトル型巨大共鳴を研究した。角度分布が測定され、その微分断面積をDWBA解析した。単極子共鳴が10$$sim$$27Mevに分散して存在していることがわかった。理論計算とかなり一致している。

論文

Neutron-skin thickness in neutron-rich isotopes

Krasznahorkay, A.*; 秋宗 秀俊*; Van den Berg, A. M.*; Blasi, N.*; Brandenburg, S.*; Csatl$'o$s, M.*; 藤原 守; Guly$'a$s, J.*; Harakeh, M. N.*; Hunyadi, M.*; et al.

Nuclear Physics A, 731, p.224 - 234, 2004/02

https://doi.org/10.1016/j.nuclphysa.2003.11.034
 被引用回数：71 パーセンタイル：94.4(Physics, Nuclear)

中性子スキン厚を測定する方法を議論し、最新の実験結果をSnと$$^{208}$$Pbについて紹介する。巨大双極子共鳴を励起する方法がその一つである。この方法では中性子スキンの相対的大きさを測定した。スピン反転双極子共鳴を励起するのが二つ目の方法で、Sn原子核に対して行った($$^{3}$$He,t)反応から得た結果は、以前の実験結果や理論と良い一致を示している。

論文

Feasibility of D$$^{3}$$He/ST fusion power reactor

下遠野 英俊*; 西尾 敏; 近藤 駿介*

Fusion Engineering and Design, 69(1-4), p.675 - 681, 2003/09

https://doi.org/10.1016/S0920-3796(03)00210-2
 被引用回数：4 パーセンタイル：31.64(Nuclear Science & Technology)

増殖ブランケットの不要な燃料D$$^{3}$$Heを導入したSTトカマク炉の可能性を検討し、炉としての設計解の領域を探索した。最重要機器のトロイダルコイルには高温超伝導を想定し最大磁場は18$$sim$$19テスラを期待した。設計条件、HH$$_{y2}$$$$leq$$2, ${it n}$$$_{e}$$/${it n}$$$_{GW}$$$$<$$1.1、及び許容応力$$leq$$800MPaを満足してプラズマ電流75$$sim$$85MAで核融合出力2.3GW程度の炉が成立することを明らかにした。

論文

Influence of superfluidity on recombination reactions of H+T$$rightarrow$$HT and T+T$$rightarrow$$T$$_{2}$$ in $$^{3}$$He-$$^{4}$$He quantum media under saturated vapor pressure at 1.6 K

荒殿 保幸; 井口 一成; 奥野 健二*; 熊田 高之

Journal of Physical Chemistry A, 107(19), p.3741 - 3746, 2003/05

https://doi.org/10.1021/jp021765r
 被引用回数：4 パーセンタイル：11.72(Chemistry, Physical)

ヘリウム-3,ヘリウム-4量子媒体中におけるH+T$$rightarrow$$HT,T+T$$rightarrow$$T$$_{2}$$再結合反応への超流動の影響を1.6Kで調べた。その結果、超流動,常流動の相転移点で反応が変化することを見いだした。また、反応の同位体効果が非常に大きいことから、H,Tバブル原子のトンネル反応機構を提案した。

論文

Excitation and decay of the Isovector giant monopole resonances via the $$^{208}$$Pb($$^{3}$$He,${it tp}$) reaction at 410 MeV

Zegers, R. G. T.; Abend, H.*; 秋宗 秀俊*; Van den Berg, A. M.*; 藤村 寿子*; 藤田 浩彦*; 藤田 佳孝*; 藤原 守; Gal$`e$s, S.*; 原 圭吾*; et al.

Physical Review Letters, 90(20), p.202501_1 - 202501_4, 2003/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.90.202501
 被引用回数：49 パーセンタイル：85.01(Physics, Multidisciplinary)

410MeVでの$$^{208}$$Pb($$^{3}$$He,${it tp}$)反応を用いてアイソベクトル型巨大単極子共鳴の励起と崩壊モードを研究した。$$^{208}$$Biのこの共鳴は60$$pm$$5%の和則を尽し、29MeV$$sim$$51MeVに存在することが初めてわかった。共鳴の中心エネルギーは37$$pm$$1MeVで、その幅は14$$pm$$3MeVと決定した。陽子崩壊の分岐比は52$$pm$$12%であった。

論文

Distribution of the Gamow-Teller strength in $$^{90}$$Nb and $$^{208}$$Bi

Krasznahorkay, A.*; 秋宗 秀俊*; 藤原 守; Harakeh, M. N.*; J$"a$necke, J.*; Rodin, V. A.*; Urin, M. H.*; 與曽井 優*

Physical Review C, 64(6), p.067302_1 - 067302_4, 2001/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.64.067302
 被引用回数：34 パーセンタイル：84.46(Physics, Nuclear)

450MeVでの($$^{3}$$He, t)荷電交換反応が$$^{90}$$Zrと$$^{208}$$Pbに対して測定された。ガモフ・テラー強度が分裂していることが観測された。理論計算の比較が行われ、この分裂が説明された。

論文

Simulation of $$^{3}$$He minority Ion Cyclotron Range of Frequency (ICRF) Heating in International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER)

松本 宏

Japanese Journal of Applied Physics, Part 2, 40(11A), p.L1187 - L1189, 2001/11

https://doi.org/10.1143/JJAP.40.L1187
 被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Applied)

ITERにおける$$^{3}$$He少数イオンを用いたICRF加熱を1.5次元トカマクコードであるPRETORとICRF加熱計算コードPIONを組み合わせて行った。少数イオンによる燃料希釈の効果を入れて評価すると少数イオンの量が 0.5%の割合のところが核融合出力の点から、加熱効率が最も良いこと、またプラズマ中心から、小半径の1/2の付近までどこに少数イオンのサイクロトロン共鳴層をおいても、加熱効率があまり変わらないことが明らかとなった。一つの共鳴層に高周波加熱入力を集中させすぎると加熱効率が悪くなるので3つの周波数を使い加熱入力を分散させて加熱を行うと、Q=10の標準運転領域ではNBIより8%、純粋の電子加熱より20%、また低電子密度領域ではNBIより15%、電子加熱より50%加熱効率が良いことが示された。

論文

Evidence for a 3.8 MeV state in $$^{9}$$B

秋宗 秀俊*; 藤村 寿子*; 藤原 守; 原 圭吾*; 石川 貴嗣*; 川畑 貴裕*; 宇都宮 弘章*; 山県 民穂*; 山崎 かおる*; 與曽井 優*

Physical Review C, 64(4), p.041305_1 - 041305_4, 2001/10

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.64.041305
 被引用回数：20 パーセンタイル：73.84(Physics, Nuclear)

450MeV $$^{3}$$Heビームを用いて$$^{9}$$Be($$^{3}$$He, t)反応断面積が測定され、3.8MeV,1.8.MeVの励起準位が$$^{9}$$B核で存在する証拠が提示された。

論文

Observation of the isovector giant monopole resonances in the ($$^{3}$$He, t) reaction

Zegers, R. G. T.*; Van den Berg, A. M.*; Brandenburg, S.*; Fleurot, F. R. R.*; 藤原 守; Guillot, J.*; Hannen, V. M.*; Harakeh, M. N.*; Laurent, H.*; Van der Schaaf, K.*; et al.

Nuclear Physics A, 687(3-4), p.262c - 269c, 2001/05

Pb($$^{3}$$He, t)核反応を用いてアイソベクトル型巨大単極子共鳴の研究を行った。陽子放出崩壊を後方で観測することによって、単極子共鳴が存在しているという証拠をつかんだ。

論文

Excitation of the isovector giant monopole resonances via the $$^{nat}$$Pb($$^{3}$$He, tp) reaction

Zegers, R. G. T.*; Van den Berg, A. M.*; Brandenburg, S.*; 藤原 守; Guillot, J.*; Harakeh, M. N.*; Laurent, H.*; Van der Werf, S. Y.*; Willis, A.*; Wilschut, H. W.*

Physical Review C, 63(3), p.034613_1 - 034613_11, 2001/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.63.034613
 被引用回数：15 パーセンタイル：66.93(Physics, Nuclear)

Pb($$^{3}$$He, t)反応を177MeVで測定した。励起エネルギー30MeV~45MeV領域にあるアイソベクトル型モノポール共鳴をこの実験は強く示唆した。

論文

Structure of the 11/2$$^{-}$$ analog state in $$^{91}$$Nb populated by the $$^{90}$$Zr($$alpha$$, t) reaction

Van der Molen, H. K. T.*; 秋宗 秀俊*; Van den Berg, A. M.*; 大東 出*; 藤村 寿子*; 藤田 佳孝*; 藤原 守; Harakeh, M. N.*; 井原 史智*; 猪俣 享*; et al.

Physics Letters B, 502(1-4), p.1 - 8, 2001/03

https://doi.org/10.1016/S0370-2693(01)00168-X
 被引用回数：3 パーセンタイル：28.27(Astronomy & Astrophysics)

180MeVでの$$^{90}$$Zr($$alpha$$, t)核反応をもちいて$$^{91}$$Nb原子核のアイソバリックアナログ状態11/2$$^{-}$$からの陽子放出崩壊を研究した。理論計算と測定結果を比較することにより陽子放出崩壊の分岐比が、うまく説明可能であることがわかった。

論文

Fusion $$gamma$$-ray measurements for D-$$^{3}$$He experiments in JT-60U

西谷 健夫; 飛田 健次; 草間 義紀; 柴田 泰成*

Review of Scientific Instruments, 72(1), p.877 - 879, 2001/01

https://doi.org/10.1063/1.1321004
 被引用回数：10 パーセンタイル：52.54(Instruments & Instrumentation)

D-$$^{3}$$Heプラズマでは、$$^{3}$$He(d,P)$$alpha$$反応に附随して起こる$$^{3}$$He(d,$$gamma$$)$$^{5}$$Li反応で発生する16.7MeV$$gamma$$線の量からD-$$^{3}$$He反応率を測定する。JT-60Uでは、負磁気シアプラズマに$$^{3}$$Heガスパフを行い、360keVの負NBI入射を行うことによってD-$$^{3}$$Heプラズマ実験を行った。$$gamma$$線検出器としては、高いエネルギーの$$gamma$$線に対し、高い検出効率を有する$$phi$$3"$$times$$3"のBGOシンチレータ検出器を採用した。この検出器は、地下に設置し、床の貫通孔を通してプラズマ中心部を見込む配置とした。16.7MeV$$gamma$$線に対する検出効率は、モンテカルロコードMCNP-4Bを用いて計算により求めた。1999年9月の実験では、16.7MeV$$gamma$$線を確認し、その係数率からD-$$^{3}$$He核融合出力を110$$pm$$30kWと評価した。

論文

Gamow-Teller strengths of the inverse beta transition $$^{176}$$Yb$$rightarrow$$$$^{176}$$Lu for spectroscopy of proton-proton and other sub-MeV solar neutrinos

藤原 守; 秋宗 秀俊*; Van den Berg, A. M.*; Cribier, M.*; 大東 出*; 江尻 宏泰*; 藤村 寿子*; 藤田 佳孝*; Goodman, C. D.*; 原 圭吾*; et al.

Physical Review Letters, 85(21), p.4442 - 4445, 2000/11

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.85.4442
 被引用回数：24 パーセンタイル：73.99(Physics, Multidisciplinary)

$$^{176}$$Yb$$rightarrow$$$$^{176}$$Luのガモフ・テラー遷移が 450MeV, 0$$^{circ}$$の($$^{3}$$He,t)反応で測定された。$$^{176}$$Ybに対しては二つの1$$^{+}$$準位が観測され、それぞれニュートリノ吸収に対して301keVと445keVのしきい値を与える。観測から得られた結果から、Ybを含んだニュートリノ検出器は太陽ニュートリノの観測に適していることがわかった。

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