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論文

Sensitive $$^{236}$$U/$$^{238}$$U isotopic analysis of trace uranium in safeguards environmental samples using multicollector inductively coupled plasma mass spectrometry

富田 純平; 富田 涼平; 鈴木 大輔; 安田 健一郎; 宮本 ユタカ

Journal of the American Society for Mass Spectrometry, 35(6), p.1178 - 1183, 2024/05

https://doi.org/10.1021/jasms.4c00014
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Biochemical Research Methods)

U-236は原子炉内における中性子照射により生成される人工放射性核種であるため、保障措置上重要な核種の1つである。しかしながら、サブナノグラム程度のウラン量では、$$^{236}$$ U量が少ないため、10$$^{-7}$$レベルの$$^{236}$$U/$$^{238}$$U比を測定することは困難であった。本研究では、これら同位体比の測定を可能にするため、マルチコレクタ型ICP-MSを用いた高感度ウラン同位体比測定法を開発した。まず、測定溶液量を10分の1としシグナル強度を高め、全量をICP-MSに導入する。次に、マルチコレクタによる測定の利点を生かし、空気が混入する試料導入時及び消耗時以外のすべての測定データを使用し、それぞれの同位体の全計数から同位体比を求めた。開発したこの手法をIRMM-184ウラン同位体標準溶液の$$^{236}$$U/$$^{238}$$U比測定に適用した結果、得られた同位体比は、不確かさ($$k$$=2)の範囲内で保証値と一致した。また、本手法を用いることにより、不確かさを従来法よりも10倍改善することができた。

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

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.93.162701
 被引用回数：85 パーセンタイル：90.25(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

Measurement of intrinsic radioactivity in a GSO crystal

Wang, S. C.*; Wong, H. T.*; 藤原 守

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 479(2-3), p.498 - 510, 2002/03

https://doi.org/10.1016/S0168-9002(01)00929-9
 被引用回数：23 パーセンタイル：78.73(Instruments & Instrumentation)

GSO結晶中に含まれる極めて微量の放射性同位体元素を測定した。GSO中に含まれるものは$$^{232}$$Thや$$^{238}$$Uがあり、太陽ニュートリノ検出器のためにこれらの放射性元素をどの程度、減少すべきかを議論した。$$^{160}$$Gdは二重$$beta$$崩壊核であり、この原子核の半減期の上限を求めた。

論文

Adjustment of total delayed neutron yields of $$^{235}$$U, $$^{238}$$U and $$^{239}$$Pu in JENDL-3.2 using benchmark experiments on effective delayed neutron fraction $$beta_{eff}$$

桜井 健; 岡嶋 成晃

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(1), p.19 - 30, 2002/01

https://doi.org/10.3327/jnst.39.19
 被引用回数：6 パーセンタイル：38.82(Nuclear Science & Technology)

積分データを用いる断面積調整手法をJENDL-3.2の$$^{235}$$U,$$^{238}$$U,$$^{239}$$Puの遅発中性子収率の調整に適用し、収率の改善を行った。積分データとしては、高速炉臨界実験装置MASURCAとFCA及び熱中性子炉臨界実験装置TCAにおける合計6つの炉心で実施された$$beta_{eff}$$実験の結果を用いた。調整は、JENDL-3.2ファイル中の各入射中性子エネルギー点で与えられている遅発中性子収率に対して行った。調整の結果、$$^{238}$$Uの収率は7MeV以下でほぼ一様に約3%小さくなった。熱エネルギーにおいて、$$^{239}$$Puの収率は2.6%大きくなり$$^{235}$$Uの収率は0.9%小さくなったが、他のエネルギー点では、これら2つの核種の収率の調整量は0.3%未満であった。これら調整を行った収率を用いることにより、$$beta_{eff}$$計算値の誤差が低減し、$$beta_{eff}$$計算値が実験値により良く一致するようになった。

論文

$$^{238}$$U and $$^{57}$$Fe M$"o$ssbauer spectroscopic study of UFe$$_{2}$$

筒井 智嗣; 中田 正美; 小林 康浩*; 那須 三郎*; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦

Hyperfine Interactions, 133(1-4), p.17 - 21, 2001/11

UFe$$_{2}$$はMgCu$$_{2}$$型の結晶構造を持つLaves相である。UFe$$_{2}$$はアクチノイドと鉄のLaves相の中で最も低いCurie温度を持ち、磁気異方性も小さい。UFe$$_{2}$$はメスバウアー分光の可能な元素だけで構成された化合物であり、メスバウアー分光にとって都合の良い化合物である。本研究では、UFe$$_{2}$$の$$^{57}$$Fe及び$$^{238}$$Uメスバウアー分光を行い、その磁性について調べた。$$^{238}$$Uメスバウアー分光はFeの磁気モーメントがほぼ飽和している82Kと5.5Kで行った。82Kのスペクトルは$$^{238}$$Uメスバウアー効果の自然幅とほぼ等しい31mm/sのシングレットであった。中性子散乱や磁気コンプトン散乱からウラン原子では軌道とスピンが打ち消しあっていることを示唆する結果が得られていたが、$$^{238}$$Uメスバウアー分光の結果はウラン原子が磁気モーメントを持たないことを示唆するものであった。

論文

$$^{238}$$U M$"o$ssbauer study of UPt$$_{3}$$

筒井 智嗣; 中田 正美; 那須 三郎*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 木村 憲彰*; 大貫 惇睦

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 226-230(Part.1), p.87 - 88, 2001/05

重い電子系超伝導化合物UPt$$_{3}$$について$$^{238}$$Uメスバウア分光を行った。UPt$$_{3}$$の超伝導転移温度は0.5Kであり、中性子散乱だけで5Kにおいて反強磁性秩序が観測されている。帯磁率は常磁性状態25K付近で極大を示し、UPd$$_{2}$$Al$$_{3}$$やURu$$_{2}$$Si$$_{2}$$同様、その温度(Tx$$_{max}$$)は重い電子の形成と相関があると考えられている。測定したすべての温度のスペクトルで磁気分裂と四極子分裂が観測された。スペクトルの温度変化はTx$$_{max}$$付近で最もシャープなスペクトルを示し、UPd$$_{2}$$Al$$_{3}$$やURu$$_{2}$$Si$$_{2}$$の実験結果とは異なった。しかしながら、常磁性状態で観測された内部磁場は磁気緩和によって生じたものであり、観測された磁気緩和は重い電子の形成過程との相関を示唆する。また、5Kでの反強磁性秩序に関しては、UBe$$_{43}$$の$$^{238}$$Uメスバウアー分光の結果から、2.8Kでは核位置に内部磁場を生じていることを示唆する。

論文

$$^{238}$$U M$"o$ssbauer spectroscopic study of UX$$_{2}$$(X=Ga, P, As, Sb)

筒井 智嗣; 中田 正美; 那須 三郎*; 芳賀 芳範; 本間 徹生; 山本 悦嗣; 常盤 欣文; 青木 大*; Wi$'s$niewski, P.*; 大貫 惇睦

Journal of the Physical Society of Japan, Vol.70, Supplement A, p.34 - 36, 2001/05

UX$$_{2}$$(X=Ga, P, As, Sb, Bi)はいずれも2次元原子配列を持つ磁性体であり、UGa$$_{2}$$は強磁性体、そのほかの化合物は反強磁性体である。de Haas-van Alphen効果測定によりUGa$$_{2}$$のフェルミ面は3次元フェルミ面だけで構成されているのに対し、その他の化合物のフェルミ面は2次元フェルミ面で構成されている。そこで本研究では、これらの化合物の原子配列、フェルミ面と5f軌道との相関を調べることを目的として$$^{238}$$Uメスバウアー分光測定を行った。これらの化合物ではすべて磁気秩序状態で電気四極子相互作用と磁気双極子相互作用が観測された。いずれの化合物も核位置の電場勾配の主軸と磁気モーメントの方向は平行である。電場勾配の符号は、UGa$$_{2}$$が正,ほかの化合物が負である。これらの結果は、これらの化合物においてフェルミ面の次元性が原子配列でなく、5f軌道や磁気構造と相関があることを示唆している。

報告書

FCA XVII-1 における種々のサンプルを用いた$$^{238}$$Uドップラー効果測定

安藤 真樹; 岡嶋 成晃; 大井川 宏之

JAERI-Research 2001-017, 20 Pages, 2001/03

JAERI-Research-2001-017.pdf:0.82MB

組成・外径の異なる6種類の円筒形サンプルを用い、$$^{238}$$U自己遮蔽効果を変化させたドップラー効果測定実験を行い、FCA解析手法の予測精度を評価した。実験は、800$$^{circ}C$$までのサンプル加熱反応度価値測定法により行った。解析では、PEACO-Xコードにより求めたサンプルの実効断面積を用いドップラー効果を計算した。拡散理論に基づく解析の結果、金属ウラン及び二酸化ウランサンプルでは実験値と計算値はよく一致したが、背景断面積が大きく$$^{238}$$U自己遮蔽効果が小さいサンプルについては、10%~30%の過小評価となった。輸送計算によりこの過小評価は改善されたが、背景断面積が300barn以上であるサンプルに対しては、依然20%程度の過小評価であった。

論文

$$^{238}$$U M$"o$ssbauer study on the magnetic properties of uranium-based heavy fermion superconductors

筒井 智嗣; 中田 正美; 那須 三郎*; 芳賀 芳範; 本間 徹生; 山本 悦嗣; 大國 仁*; 大貫 惇睦

Hyperfine Interactions, 126(1-4), p.335 - 340, 2000/07

https://doi.org/10.1023/A:1012626913681
 被引用回数：6 パーセンタイル：37.57(Physics, Atomic, Molecular & Chemical)

重い電子系化合物の磁性核のメスバウアー分光による研究は、イッテルビウム(Yb)金属間化合物でかなり精力的に研究が行なわれてきた。しかしながら、ウラン金属間化合物、特に磁性や超伝導で興味深い物性を示す重い電子系超伝導体についてのウランのメスバウアー分光はこれまで行なわれたことがなかった。本研究では、ウランの重い電子系超伝導体であるUPd$$_{2}$$Al$$_{3}$$およびURu$$_{2}$$Si$$_{2}$$について$$^{238}$$Uメスバウアー分光を行った。その結果、どちらの化合物においても反強磁性状態だけでなく、常磁性状態でも常磁性緩和による内部磁場が観測された。観測された温度は重い電子の形成に相関があると考えられる帯磁率が極大になる温度付近であることから、観測された常磁性緩和と重い電子の形成には密接な関係があると考えられる。

論文

$$^{238}$$U M$"o$ssbauer spectrosopic study of UPd$$_{2}$$Al$$_{3}$$ and URu$$_{2}$$Si$$_{2}$$

筒井 智嗣; 中田 正美; 那須 三郎*; 芳賀 芳範; 本間 徹生; 山本 悦嗣; 大國 仁*; 大貫 惇睦

Physica B; Condensed Matter, 281-282, p.242 - 243, 2000/06

https://doi.org/10.1016/S0921-4526(99)01080-7
 被引用回数：3 パーセンタイル：21.53(Physics, Condensed Matter)

重い電子系超伝導化合物UPd$$_{2}$$Al$$_{3}$$及びURu$$_{2}$$Si$$_{2}$$の$$^{238}$$Uメスバウアー分光を行った。これらの化合物はこれまでの研究によりその磁性を超伝導はウランの5f電子が担っていることが明らかとなってきている。しかしながら、これらの化合物に関する微視的電子状態の研究(おもにNMR)ではウランの5f電子の状態を直接観測するような測定手法は行われていなかった。われわれはウランの5f電子の状態を直接知ることができる$$^{238}$$Uメスバウアー分光を用いて、これらの物性、おもに磁性について調べてきた。その結果、常磁性状態で常磁性緩和による内部磁場が観測され、その観測される温度領域からこの常磁性緩和は重い電子の形成過程を関連する現象であると結論づけた。

論文

Nucleon optical potential of Uranium-238 up to 150MeV

Sukhovitskii, E. S.*; 岩本 修; 千葉 敏; 深堀 智生

Journal of Nuclear Science and Technology, 37(2), p.120 - 127, 2000/02

https://doi.org/10.3327/jnst.37.120

飽和結合様式を用いる軸対称の硬回転体模型に基づくチャンネル結合理論によって、150MeVまでのエネルギー領域での$$^{238}$$Uの核子入射反応に対する光学模型ポテンシャルの推定を行った。中性子及び陽子の散乱断面積と中性子の全断面積をほぼ実験誤差内で記述できる光学ポテンシャルを得ることができた。このポテンシャルを用いて計算された、10MeV以上の中性子に対する吸収断面積は従来の計算値より10%程度大きな値となった。

論文

Isomeric yield ratios of $$^{134}$$I and $$^{136}$$I in the proton-, $$^{12}$$C- and $$^{19}$$F-induced fission of $$^{235}$$U, $$^{237}$$Np and $$^{238}$$U

篠原 伸夫; 塚田 和明; 市川 進一; 間柄 正明; 初川 雄一

Radiochimica Acta, 88(1), p.1 - 5, 2000/00

https://doi.org/10.1524/ract.2000.88.1.001
 被引用回数：1 パーセンタイル：11.85(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

迅速化学分離装置SISAKを用いて、$$^{235}$$U,$$^{237}$$Np,$$^{238}$$Uの陽子、$$^{12}$$C及び$$^{19}$$F誘起核分裂で生成する短寿命ヨウ素核種を分離し、$$gamma$$線スペクトロメトリーによりこれら核種の相対的収率を測定して、核異性体収率比$$^{134m}$$I/$$^{134g}$$I及び$$^{136m}$$I/$$^{136g}$$Iを求めた。統計モデルを用いて測定値から核分裂片の角運動量を算出して、核分裂機構を考察した。軽イオンと重イオンによる核分裂の差異は、核分裂核の励起エネルギー及びN=82における球型閉殻構造によって説明できることがわかった。

論文

$$^{238}$$U Moessbauer spectroscopy of UGe$$_{2}$$

筒井 智嗣*; 中田 正美; 佐伯 正克; 那須 三郎*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦*

Physical Review B, 60(1), p.37 - 39, 1999/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.60.37
 被引用回数：11 パーセンタイル：53.94(Materials Science, Multidisciplinary)

強磁性体のウラン化合物UGe$$_{2}$$の微視的電子状態及びその磁性を調べるために$$^{238}$$Uメスバウアー分光を行った。キュリー温度52K以下で強磁性秩序に伴う内部磁場が観測された。5.3Kにおける内部磁場の大きさは240$$pm$$10Tであった。内部磁場の温度変化は磁化の温度変化と同じ振る舞いであった。このことから、超微細結合定数は$$^{238}$$U核位置において160$$pm$$10T/$$mu$$$$_{B}$$であり、全く温度変化をしないことがわかった。

報告書

$$^{238}$$U optical potential up to 100MeV incident nucleon energies

Sukhovitskii, E. S.*; 千葉 敏; 岩本 修; 深堀 智生

JAERI-Research 99-040, 28 Pages, 1999/06

JAERI-Research-99-040.pdf:1.0MB

飽和結合様式を用いる軸対称の硬回転体模型に基づくチャンネル結合理論によって、0.1から100MeVの領域での$$^{238}$$Uの核子入射反応に対する光学模型ポテンシャルの推定を行った。中性子及び陽子の散乱断面積と中性子の全断面積をほぼ実験誤差内で記述できる光学ポテンシャルを得ることができた。このポテンシャルを用いて計算された、10MeV以上の中性子に対する吸収断面積は従来の計算値より10%程度大きな値となった。また、飽和結合様式を用いることにより、基底状態バンドに対する断面積だけでなく、統計模型に必要な透過係数についても高精度での予測が可能となった。

論文

Long-term contaminant migration and impacts from uranium mill tailings

H.Camus*; R.Little*; D.Acton*; A.Agueero*; D.Chambers*; L.Chamney*; J.L.Daroussin*; J.Droppo*; C.Ferry*; E.Gnanapragasam*; et al.

Journal of Environmental Radioactivity, 42, p.289 - 304, 1999/00

https://doi.org/10.1016/S0265-931X(98)00060-5
 被引用回数：19 パーセンタイル：44.86(Environmental Sciences)

生態圏核種移行モデルの検証に関する国際共同研究BIOMOVSIIにおいて、ウラン鉱滓処分場から放出される汚染物質の長期的影響評価に用いられる移行モデルの比較を目的としたワーキンググループが設置された。本ワーキンググループは、まず仮想的なシナリオを用いて、主要な移行過程に関する各モデルの妥当性について確認し(V1)、次いでより現実的なシナリオを用いて、各モデルによる解析結果の比較を行った(V2)。この二段階の方法を用いたことにより、V2シナリオでは、ほとんどの評価項目においてファクター3以内と良く一致した解析結果が得られた。

報告書

Neutron data evaluation of $$^{238}$$U

V.M.Maslov*; Y.V.Porodzinskij*; 長谷川 明; 柴田 恵一

JAERI-Research 98-040, 64 Pages, 1998/08

JAERI-Research-98-040.pdf:2.45MB

$$^{238}$$Uの中性子核データの評価を共鳴領域より上のエネルギー範囲で行った。評価には、Hauser-Feshbach-Moldauer理論、チャンネル結合模型及び二山核分裂障壁模型等による理論計算が用いられた。非弾性散乱の直接過程成分の計算には、soft-rotator及びrigid-rotator模型が用いられている。全断面積、弾性・非弾性散乱断面積、中性子捕獲断面積、(n,2n),(n,3n),(n,4n)反応断面積、核分裂断面積及び放出中性子スペクトルの評価値が得られた。

論文

Nuclear magnetic moment of the first excited state (I=2$$^{+}$$) of $$^{238}$$U

筒井 智嗣*; 那須 三郎*; 中田 正美; 正木 信行; 佐伯 正克; 生嶋 健司*; 安岡 弘志*; 中村 彰夫

Journal of the Physical Society of Japan, 67(8), p.2641 - 2644, 1998/08

https://doi.org/10.1143/JPSJ.67.2641
 被引用回数：8 パーセンタイル：53.43(Physics, Multidisciplinary)

UO$$_{2}$$の$$^{235}$$U NMRと$$^{238}$$Uメスバウアー分光を行い、$$^{238}$$Uの第一励起状態のg因子を決定した。1.5Kでは$$^{235}$$U核位置において252.3$$pm$$0.5Tの内部磁場を生じ、$$^{238}$$U核は59.1$$pm$$3.9mm/sのゼーマン分裂を生じていることが明らかとなった。これらの結果から$$^{238}$$Uの第一励起状態(核スピン:I=2$$^{+}$$)におけるg因子の大きさがg$$_{ex}$$=0.254$$pm$$0.015$$mu$$$$_{N}$$と決定できた。また、$$^{238}$$Uメスバウアー分光から得られる内部磁場の大きさは磁気分裂(核のゼーマン分裂)1mm/sあたり4.27$$pm$$0.28Tであることが明らかになった。

論文

First evidence for a new spontaneous fission decay produced in the reaction $$^{30}$$Si + $$^{238}$$U

池添 博; 生田 智彦*; 光岡 真一; 永目 諭一郎; 西中 一朗; 塚田 和明; 葛巻 剛*; J.Lu*; 大規 勤*

European Physical Journal A, 2(4), p.379 - 382, 1998/00

https://doi.org/10.1007/s100500050134
 被引用回数：10 パーセンタイル：52.46(Physics, Nuclear)

$$^{30}$$Si+$$^{238}$$反応を使って$$^{264}$$Sgの合成実験を行った。実験はタンデム加速器からの158MeV$$^{30}$$Siビームを$$^{238}$$Uターゲットに照射し、反応生成核を反跳生成核分離装置を使って測定した。$$alpha$$崩壊は見られなかったが、自発核分裂イベントが2個見つかった。その寿命は54$$_{-21+98}$$秒で生成断面積は180$$_{-120+240}$$ピコバーンであった。この自発核分裂は新アイソトープ$$^{264}$$Sgのものである可能性が高い。

論文

Preparation of source and sealed absorber holder for $$^{237}$$Np and $$^{238}$$U Moessbauer measurements

中田 正美; 佐伯 正克; 正木 信行; 筒井 智嗣*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 232(1-2), p.201 - 207, 1998/00

https://doi.org/10.1007/BF02383740
 被引用回数：8 パーセンタイル：56.66(Chemistry, Analytical)

$$^{237}$$Np及び$$^{238}$$Uメスバウア分光法用線源及び試料容器を開発した。$$^{237}$$Npメスバウア分光用線源として$$^{241}$$Am金属を用いた。輸送上の制限から5個の小さな密封線源を設計した。それらを組み合わせて使用することにより、測定に充分な線量が得られた。$$^{237}$$Np試料容器は、取り扱い安全上及び液体ヘリウム温度まで測定可能なように、三重の容器を設計した。$$^{238}$$Uメスバウア分光用線源及び試料容器も同様に開発した。線源として、高純度$$^{242}$$PuO$$_{2}$$を用いた。

論文

Moessbauer study of uranium compounds

筒井 智嗣*; 中田 正美; 小林 康浩*; 正木 信行; 佐伯 正克; 那須 三郎*; 中村 彰夫; 芳賀 芳範; 本間 徹生*; 山本 悦嗣; et al.

Physics of Strongly Correlated Electron Systems (JJAP Series 11), p.266 - 268, 1998/00

これまでに行ったウラン化合物の$$^{238}$$U及び$$^{57}$$Feメスバウアー分光の結果について報告する。UFe$$_{2}$$及びU$$_{6}$$Feではそれぞれの化合物中のFeの局所的電子状態について明らかにした。$$^{238}$$Uメスバウアー分光では、重い電子系超電導化合物URu$$_{2}$$Si$$_{2}$$及びUPd$$_{2}$$Al$$_{3}$$で共通する現象を観測した。この現象は重い電子の出現との関連が示唆される帯磁率が極大になる温度とほぼ一致することから、重い電子の出現と何らかの相関があると考えられる。

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