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論文

Enhancement of element production by incomplete fusion reaction with weakly bound deuteron

Wang, H.*; 大津 秀暁*; 千賀 信幸*; 川瀬 頌一郎*; 武内 聡*; 炭竃 聡之*; 小山 俊平*; 櫻井 博儀*; 渡辺 幸信*; 中山 梓介; et al.

Communications Physics (Internet), 2(1), p.78_1 - 78_6, 2019/07

https://doi.org/10.1038/s42005-019-0165-1
 被引用回数：8 パーセンタイル：56.2(Physics, Multidisciplinary)

陽子(あるいは中性子)過剰核の効率的な生成経路を探索することは、原子核反応研究の主な動機のひとつである。本研究では、$$^{107}$$Pdに対する核子当たり50MeVの陽子および重陽子入射による残留核生成断面積を逆運動学法によって測定した。その結果、重陽子入射ではAgやPd同位体の生成断面積が大きくなることを実験的に示した。また、理論計算による解析から、この生成断面積の増大は重陽子の不完全融合反応に起因することを示した。これらの結果は、陽子過剰核の生成において重陽子のような弱束縛核の利用が有効であることを示すものである。

論文

Half-life of $$^{228}$$Pu and $$alpha$$-decay energy of $$^{228}$$Np

西尾 勝久; 池添 博; 光岡 真一; 佐藤 健一郎; Lin, C. J.

Physical Review C, 68(6), p.064305_1 - 064305_6, 2003/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.68.064305
 被引用回数：28 パーセンタイル：80.96(Physics, Nuclear)

融合反応$$^{34}$$S+$$^{198}$$Ptを用いて、これまで知られたプルトニウム同位体としてはもっとも軽い$$^{228}$$Puを合成し、この$$alpha$$-崩壊の半減期を初めて測定した。結果は1.1$$^{+2.6}_{-0.5}$$sであった。この値は文献にある上限値としての評価値4msよりはるかに長いものであった。われわれの測定した半減期と$$alpha$$-崩壊エネルギーは、Pu同位体のGeiger-Nuttall法則を満たした。このことは、$$^{228}$$Puの崩壊は$$alpha$$-崩壊が支配的であることを示す。本実験では、$$^{228}$$Npの$$alpha$$-崩壊も初めて測定し、エネルギ7097$$pm$$61keVを得た。$$^{228}$$Pu,$$^{228}$$Np及び$$^{225}$$Uの断面積は、統計モデル計算でよく再現された。

論文

Effects of neutron number and nuclear deformation on complete fusion of $$^{60,64}$$Ni+$$^{154}$$Sm near the Coulomb barrier

光岡 真一; 池添 博; 西尾 勝久; 佐藤 健一郎; Lu, J.

Physical Review C, 65(5), p.054608_1 - 054608_9, 2002/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.65.054608
 被引用回数：37 パーセンタイル：83.93(Physics, Nuclear)

クーロン障壁近傍での重イオン融合反応が、原子核の変形や入射エネルギー,入射核の中性子数にどのように依存しているかを調べるために、$$^{60}$$Ni+$$^{154}$$Sm及び$$^{64}$$Ni+$$^{154}$$Smにおける融合残留核の励起関数を測定した。実験は、原研タンデムブースター加速器を用いて行い、$$^{60}$$Ni及び$$^{64}$$Niビームを変形核$$^{154}$$Smターゲットに照射した。融合原子核$$^{214}$$Th及び$$^{218}$$Thの残留核は、反跳生成核分離装置を用いて分離し、崩壊で放出される$$alpha$$線を検出することを同定した。測定結果を、変形の効果を取り入れた理論計算と比較した結果、融合の確率が変形核への衝突の向きに強く依存することがわかった。また、中性子数が4つ多い$$^{64}$$Niビームの場合、$$^{60}$$Niビームに比べて反応確率が100倍程度大きくなることがわかった。

論文

Effect of shell structure in the fusion reactions $$^{82}$$Se+$$^{134}$$Ba and $$^{82}$$Se+$$^{138}$$Ba

佐藤 健一郎; 池添 博; 光岡 真一; 西尾 勝久; Jeong, S.-C.*

Physical Review C, 65(5), p.054602_1 - 054602_9, 2002/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.65.054602
 被引用回数：54 パーセンタイル：90.41(Physics, Nuclear)

重イオンの融合反応における殻効果を調べた成果の発表である。中性子数が82である$$^{138}$$Baを標的にした$$^{82}$$Se+$$^{134}$$Ba融合反応と中性子数が78である$$^{134}$$Baを標的にした$$^{82}$$Se+$$^{134}$$Ba融合反応で生成される蒸発残留核の断面積をそれぞれ測定した。その結果、中性子数82でマジック数になっている$$^{82}$$Se+$$^{138}$$Ba融合反応が$$^{82}$$Se+$$^{134}$$Baに比べ100倍程融合確率が大きいことがわかった。これは中性子数がマジックであることと関係していると考えられる。中性子数がマジックな原子核は励起しにくいため、衝突時により接近できるという理論計算と一致している。この事実はより重い元素(超重元素)を合成するための重要な要素になる。

論文

ITER(国際熱核融合実験炉)への挑戦

永見 正幸

エネルギー, 34(1), p.50 - 55, 2001/01

月刊「エネルギー」誌からの執筆依頼に基づき、ITER計画について一般の人が理解できる平易な記述により解説を行った。構成は次の通り; (1)星での核融合,(2)地上における核融合の方法,(3)核融合エネルギーの魅力,(4)磁場によるプラズマの閉じ込め,(5)プラズマ閉じ込め研究の進展,ITER計画へ,(6)ITERの役割,(7)物理R&D,(8)工学R&D,(9)今後の展開,(10)おわりに。「おわりに」において、以下の記述で解説を取りまとめた; 科学技術創造立国を標榜する資源小国日本にとって、ITERへの挑戦は自立性の確保とともに、地球規模の問題に国際社会の中でイニシアチブを発揮すべき課題である。

論文

Fusion of deformed nuclei in the vicinity of the Coulomb barrier

池添 博; 光岡 真一; 西尾 勝久; 佐藤 健一郎; Jeong, S.-C.*

AIP Conference Proceedings 561, p.334 - 343, 2001/00

https://doi.org/10.1063/1.1372809

重い重イオン融合反応において、変形核のビームに対する向きが融合確率に大きく影響することを実験的に明らかにした。$$^{150}$$Ndと$$^{154}$$Smの変換核と$$^{76}$$Geと$$^{60}$$Ni核との融合反応を、タンデム-ブースター加速器と反跳生成核分離装置を使って測定した。これらの反応で生成される蒸発残留核を入射エネルギーの関数として測定した結果、変形核の長軸側で衝突する場合、融合確率は大きく減少する。一方短軸側で衝突すると、融合確率は1に近い。この現象は球形核を使った場合と比較するとより明らかになり、変形核特有の現象である。この研究成果を口頭発表する。

論文

Sub-barrier fusion of deformed nuclei in $$^{60}$$Ni+$$^{154}$$Sm and $$^{32}$$S+$$^{182}$$W reactions

光岡 真一; 池添 博; 西尾 勝久; Lu, J.

Physical Review C, 62(5), p.54603_5 - 54603_9, 2000/11

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.62.054603
 被引用回数：70 パーセンタイル：93.15(Physics, Nuclear)

クーロン障壁近傍の重イオン原子核融合反応において入口チャンネルでの原子核の変形が融合確率に大きく影響すること実験的に明らかにした。タンデムブースター加速器からの$$^{60}$$Niビームを変形核$$^{154}$$Smに照射し、融合核を反跳生成核分離装置を用いて測定した。出口チャンネルでの蒸発過程の影響を除くため、同じ複合核$$^{214}$$Thを生成する$$^{82}$$S+$$^{182}$$W反応でも同じ測定を行い比較した。融合確率の入射エネルギー依存性を詳しく測定した結果、変形核の長軸側から反応した場合、融合確率が大きく減少してしまうが、短軸側から反応した場合には減少が見られなかった。一般に重イオン融合反応では、融合確率の減少が見られるが、今回のように短軸側からの反応ではそれがなかったことは、大きな確率で重元素合成が可能であることを示しており、今後の超重元素合成への有効な足がかりとなると期待できる。

論文

Fission of deformed nuclei in the reactions of $$^{76}$$Ge+$$^{150}$$Nd and $$^{28}$$Si+$$^{198}$$Pt at the Coulomb barrier region

西尾 勝久; 池添 博; 光岡 真一; Lu, J.*

Physical Review C, 62, p.014602_1 - 014602_12, 2000/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.62.014602
 被引用回数：71 パーセンタイル：93.48(Physics, Nuclear)

$$^{28}$$Si+$$^{198}$$Ptと$$^{76}$$Ge+$$^{150}$$Ndの蒸発残留核断面積を測定した。$$^{28}$$Si+$$^{198}$$Ptでは核分裂断面積も測定して融合断面積を決定した。実験は原研タンデムブースタ加速器と反跳生成核分離装置を用いて行われた。$$^{28}$$Si+$$^{198}$$Ptの2つの断面積から、複合核$$^{226}$$Uの蒸発過程(出口チャンネル)を決定した。これにより、$$^{76}$$Ge+$$^{150}$$Ndの蒸発残留核断面積から融合断面積が決定される。入口(融合)と出口チャンネルについては、それぞれチャンネル結合法と統計モデルによって考察を行った。この結果、変形した$$^{150}$$Ndの先端部から$$^{76}$$Geが衝突する場合、10$$^{2}$$~10$$^{3}$$の割合で融合しにくく、13MeVのエキストラプッシュエネルギが要することがわかった。一方、側面衝突では、エキストラプッシュエネルギはゼロであることがわかった。

論文

$$alpha$$ decay of $$^{217}$$Th populating the excited status in $$^{213}$$Ra

西尾 勝久; 池添 博; 光岡 真一; Lu, J.*

Physical Review C, 61(3), p.034309_1 - 034309_4, 2000/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.61.034309
 被引用回数：18 パーセンタイル：67.89(Physics, Nuclear)

$$^{213}$$Raの2つの励起準位に遷移する$$^{217}$$Thの新しい$$alpha$$崩壊を測定した。$$^{217}$$Thは$$^{28}$$Si+$$^{198}$$Ptの融合反応による25nチャンネルで生成された。$$^{28}$$Siはタンデム加速器で加速され、$$^{217}$$Thは反跳生成核分離装置で分離された。$$^{213}$$Raの2つの低励起準位への遷移割合は2.6$$_{-1.1}^{+1.6}$$%及び5.1$$_{+1.6}^{+2.0}$$%で、第2励起への割合が高かった。$$^{213}$$Raの第2励起準位は834keVと、本研究で初めて決定された。これにより中性子数が125で陽子数が偶数のアイソトーンの第2励起準位(J$$^{pi}$$=$$frac{3}{2}^{-}$$)は、Z=88まで拡張された。これらアイソトーンの2つの励起準位に遷移する親核の$$alpha$$崩壊の遷移割合の系統性は、殻モデルによる$$alpha$$崩壊理論でほぼ良く説明された。このことはこれらアイソトーンの2つの励起準位では、いずれも2f$$frac{5}{2}$$と2f$$frac{5}{2}$$軌道を占有する中性子ホールに基づくものであると考えられた。

論文

Transport efficiency of JAERI recoil mass separator

葛巻 剛*; 池添 博; 光岡 真一; 生田 智彦*; 浜田 真悟*; 永目 諭一郎; 西中 一朗; 大槻 勤*; 橋本 治*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 437(1), p.107 - 113, 1999/00

https://doi.org/10.1016/S0168-9002(99)00650-6
 被引用回数：25 パーセンタイル：84.89(Instruments & Instrumentation)

原研タンデム・ブースターの実験装置として1995年に設置され、重イオン融合反応実験に使用されてきた反跳核分離装置の測定効率を測定した。その結果、質量分散が-1.1cm/%のとき立体角11msr、質量分散0のとき立体角21msrが得られた。又$$^{30}$$Si+$$^{141}$$Pr融合反応を利用した効率測定では、測定結果は、光学軌道計算コードGIOSを使った結果と良い一致を示した。このことから、(1)質量分散モード=0のときが測定効率が良い、(2)計算コードを使って測定効率を正確に予測できる、ことが判明した。

論文

核融合炉の安全性と社会受容性

関 泰

学術月報, 51(2), p.146 - 148, 1998/02

https://ci.nii.ac.jp/naid/40000445445

核融合炉の安全性と社会受容性について一言でいうと、核融合炉は十分に安全にできるし、また社会受容性も得られると考えている。しかし、それは自動的に達成されるものではなく、そのために解決すべき多くの課題がある。本稿は、どのようにすれば核融合炉の安全性が確保され、また社会受容性が得られるかについて順を追って述べたものである。

論文

Fusion reactions of deformed nuclei near coulomb barriers

池添 博; 生田 智彦*; 光岡 真一; 葛巻 剛*; L.Jun*; 永目 諭一郎; 西中 一朗; 塚田 和明

Proc. of Tours Symp. on Nuclear Physics III, p.249 - 258, 1998/00

クーロン障壁近辺の入射エネルギーで起きる標的核と重イオンの衝突では、核分裂片の角度異方性が理論値の2倍ぐらい大きくなる現象が知られている。この異常な反応はクーロン障壁から低い方に下がるにつれて顕著になる。この現象を調べるために、$$^{232}$$Th+$$^{30}$$Si融合反応のxn反応断面積の励起関数依存性を測定した。その結果を統計モデル計算結果と比較することによって次のことが判明した。クーロン障壁以下の入射エネルギーでは、変形核の長くのびた軸方向から衝突すると完全融合した複合核が形成されない。従って3n,4n反応が小さくなる。この結果は核分裂片の異常な異方性とも密接に関係している。

論文

核融合炉をめざして

小牧 あきら

茨城原子力協議会会報「かがやき」, P. 3, 1997/05

核融合の原理、研究の現状、核融合発電のしくみ、今後の計画等について平易なことばで述べた。

報告書

レビュー「常温核融合」

「常温核融合」検討グループ

JAERI-Review 95-003, 90 Pages, 1995/03

JAERI-Review-95-003.pdf:3.47MB

いわゆる「常温核融合」に原研として否定的見解を示して以降、現時点までに大きく次の4つの動きがあった。即ち、(1)通産省が新水素エネルギー実証研究プロジェクトとして「常温核融合」研究を開始。(2)第3回常温核融合国際会議において「常温核融合」を再確認する結果が報告され、これに対して「発生した発熱は水素吸蔵合金の溶解熱で説明出来る可能性が高い」とする反論が出された。(3)「固体中の多体反応の可能性」を加速器を使用した実験で示された。(4)新しい概念や実験で核融合反応を実現する方法の提案が出て来た。これらを受けて本稿では、以下の作業結果を報告する。(1)総合的な理論面での考察。(2)(1)の概要、及び電解法による過剰熱発生の可能性の検討。(3)特に上記(2)と(3)については核融合の証拠と断定出来るか否かの検討。(4)核融合を簡便に実現する方法の提案と可能性の検討。

論文

Heavy-ion fusion and JAERI recoil mass separator

池添 博; 永目 諭一郎; 西中 一朗; 生田 智彦*; 濱田 真悟; 杉山 康治; 井出野 一実; 大槻 勤*; 佐々木 玲二*; 青木 由香*

2nd Japan-Italy Joint Symp. 95 on Prespectives in Heavy Ion Physics, 0, p.54 - 67, 1995/00

重元素や未知の重いアイソトープを加速器を使って合成する場合、熱い融合反応と冷たい融合反応が使われてきた。複合核の励起エネルギーを最小にするため、両反応とも融合障壁近傍の入射エネルギーで反応を行う。この低エネルギー反応では、原子核の変形度や標的核の原子番号と入射粒子の原子番号の積Z$$_{1}$$Z$$_{2}$$の大きさが大きく融合確率に影響する。この報告では、熱い融合反応では完全融合反応が起きており生成核合成にとって有利であるが、冷たい融合反応ではほとんどが不完全融合であり生成核の合成確率は計算値より極端に小さくなる。これは融合断面積の測定結果より結論づけられる。又入射粒子として中性子過剰核を用いた方が有利であることものべる。さらに測定装置が完成したのでその概要を発表する。

論文

常温核融合研究の最近; 原研によるその後の検討報告

「常温核融合」検討グループ

原子力工業, 41(6), p.5 - 46, 1995/00

http://ci.nii.ac.jp/naid/40001073672

いわゆる「常温核融合」に原研として否定的見解を示して以降、現時点までに大きく次の4つの動きがあった。即ち、(1)通産省が新水素エネルギー実証研究プロジェクトとして「常温核融合」研究を開始。(2)第3回常温核融合国際会議において「常温核融合」を再確認する結果が報告され、これに対して「発生した発熱は水素吸蔵合金の溶解熱で説明出来る可能性が高い」とする反論が出された。(3)「固体中の多対反応の可能性」を加速器を使用した実験で示された。(4)新しい概念や実験で核融合反応を実現する方法の提案が出て来た。これらを受けて本稿では、以下の作業結果を報告する。(1)総合的な理論面での考察。(2)(1)の概要、及び電解法による過剰熱発生の可能性の検討。(3)特に上記(2)と(3)については核融合の証拠と断定出来るか否かの検討。(4)核融合を簡便に実現する方法の提案と可能性の検討。

論文

JT-60Uにおける重水素実験

竹内 浩; JT-60チーム

日本原子力学会誌, 35(6), p.501 - 509, 1993/06

https://doi.org/10.3327/jaesj.35.501
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)

JT-60は、プラズマ性能の向上のために、プラズマ電流体積及び加熱入力の増大を図った改造工事を昭和63年秋に開始し、平成3年3月に終了して、JT-60Uとして直ちに実験を開始した。これと並行して、重水素放電に必要な諸施設の整備を行なった。実験開始からこれまで、Hモード及び高$$beta$$$$_{p}$$モードを中心とした閉じ込め性能の向上に重点を置いた重水素加熱実験を実施して来た。平成4年10月末現在における最高性能は、中性子発生量:2.8$$times$$10$$^{16}$$個/秒、イオン温度:38KeV(世界最高)、核融合積:~4.4$$times$$10$$^{20}$$m$$^{-3}$$・sec・KeVに達した。また、ダイバータにおける遠隔放射冷却、熱流束の経験則、核融合反応生成物の評価、トロイダル磁場による粒子損失非誘導電流駆動、ディスラプション制御等の研究を進め、炉心プラズマの開発に有用なデータを蓄積した。

報告書

核融合反応集

深井 佑造*

JAERI-M 92-208, 151 Pages, 1993/01

JAERI-M-92-208.pdf:2.34MB

核融合燃料となる原子核はBより軽い10核種である。そこでこれらの核種の組み合せによる核融合反応は55になり、炭素を含めると78になる。それぞれの核融合反応はいくつかの分岐を持つ。反応生成物が2体および3体の分岐については計算機を用いてQ値と反応しきい値を計算し、4体以上の場合はAjzenberg-Selove等の文献により分岐を調査した。その結果、(I)どの分岐でもQ$$<$$0の反応3、(II)Q$$>$$0の反応はあるが、それは$$gamma$$線のみの発生で、他の分岐は全てQ$$<$$0の反応7(3)、(III)Q$$>$$0の任意の分岐で中性子の発生がある反応36(17)、(IV)Q$$>$$0のどの分岐でも中性子の発生がない反応9(3)であった。括弧内の数字は炭素を含めた結果である。一般に(III)と(IV)の反応がエネルギー源として可能である。B以下の軽い核による55の核融合反応の生成物、Q値と反応しきい値および反応断面積を掲載している文献名、その他の問題を分類して表に示した。

論文

トカマクにおける中性子発生率測定

西谷 健夫

核融合研究, 68(1), p.5 - 17, 1992/07

https://doi.org/10.1585/jspf1958.68.6

大型トカマクにおける中性子発生率測定の現状を解説したものである。大型トカマク装置では、いずれもフィッションチェンバーによって中性子発生率を測定しており、その較正方法としては、$$^{252}$$Cf中性子源を真空容器内でスキャンする方法が共通に行なわれている。JT-60Uでは、パルス計数モードとキャンベルモードを併用したフィッションチェンバーにより、広いダイナミックレジと速い時間応答性を有した中性子発生率測定装置を開発し、$$^{252}$$Cf中性子源を使用した較正によって、$$pm$$11%の測定精度を得ている。

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