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論文

Production of $$^{88}$$Nb and $$^{170}$$Ta for chemical studies of element 105, Db, using the GARIS gas-jet system

Huang, M.*; 羽場 宏光*; 村上 昌史*; 浅井 雅人; 加治 大哉*; 金谷 淳平*; 笠松 良崇*; 菊永 英寿*; 菊谷 有希*; 小森 有希子*; et al.

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 304(2), p.845 - 849, 2015/05

 被引用回数:3 パーセンタイル:58.31(Chemistry, Analytical)

ガスジェット搬送法と理研ガス充填型反跳イオン分離装置(GARIS)を組み合わせて、105番元素Dbの化学研究に使用する放射性のNbおよびTa同位体の生成・利用技術を開発した。$$^{262}$$Dbの合成と同じエネルギーの$$^{19}$$Fビームを用いて短寿命の$$^{88}$$Nbおよび$$^{170}$$Taを合成し、GARISを用いて分離したあと、ガスジェット搬送法を用いて化学実験室に引き出した。GARISの磁場を変更し、反跳核のエネルギー減速箔およびシャッターを挿入するだけで、他の実験条件は何も変更せずに、$$^{262}$$Db用の化学実験装置に$$^{88}$$Nbと$$^{170}$$Taを導入することに成功した。

論文

Quasi-monoenergetic electron beam generation during laser pulse interaction with very low density plasmas

山崎 淳; 小瀧 秀行; 大東 出; 神門 正城; Bulanov, S. V.; Esirkepov, T. Z.; 近藤 修司; 金沢 修平; 本間 隆之*; 中島 一久; et al.

Physics of Plasmas, 12(9), p.093101_1 - 093101_5, 2005/09

 被引用回数:65 パーセンタイル:8.66(Physics, Fluids & Plasmas)

レーザープラズマ相互作用による単色エネルギー電子ビーム発生が世界中で研究されており、最近、幾つかの実験データーが出始めているが、発生機構についてはわかっておらず、安定な電子ビーム発生はできていない。われわれは、シングルレーザーパルスにおける単色エネルギー電子ビーム発生についての、理論的研究及び粒子シミュレーションによる研究,実験研究を行い、非常によく一致した。実験については、レーザーパワーが5.5TW,パルス幅70fs,中心波長800nmのチタンサファイアレーザーをガスジェット中に集光して行った。単色エネルギー電子ビームは、電子ビームが加速位相から減速位相に移るときに得られ、その位置で真空中に電子ビームを取り出してやれば、単色エネルギー電子ビーム発生が可能となる。電子ビームが加速位相から減速位相に移る距離はプラズマ密度によって決定されるため、プラズマ密度によって加速距離のコントロールが必要となる。この研究によって、1パルスでの単色エネルギー電子ビーム発生には電子ビームの加速距離とプラズマ密度のコントロールが必要であること見いだした。

論文

ガスジェット音波浮遊装置で作製されたかんらん石ガラスの特異な構造

小原 真司*; 鈴谷 賢太郎; 竹内 謙*

日本マイクログラビティ応用学会誌, 22(2), p.100 - 104, 2005/04

地球・宇宙科学上で重要な鉱物であるかんらん石(Forsterite, Mg$$_{2}$$SiO$$_{4}$$)は、稜共有のMgO$$_{6}$$をSiO$$_{4}$$四面体が繋いでいる典型的なケイ酸塩鉱物であるが、ケイ酸塩鉱物結晶のフレームワークを形成するSiO$$_{2}$$成分がMgOの半分のモル比であることから、SiO$$_{4}$$四面体の鎖状,環構造をもたない。そのためガラス化が大変困難であった。われわれは、ガスジェット音波浮遊法という坩堝を使わない方法を用いて、このかんらん石の高純度ガラスを作製し、高エネルギーX線回折,中性子回折の併用と、逆モンテカルロシミュレーションの適用により、その構造を調べた。その結果、ガラスにおいても、SiO$$_{4}$$四面体によるネットワーク構造は存在しないが、MgO$$_{n}$$(n=4,5,6)の多面体ユニット(MgO$$_{5}$$が一番多い)が、頂点,稜共有でネットワークを構成しているという特異な構造を持っていることが明らかになった。

報告書

レーザ誘起蛍光法による空間・時間高分解能電界計測用高効率励起ヘリウム原子線生成に関する研究,原子力基礎研究H13-013(委託研究)

吉川 潔*; 多幾山 憲*; 大西 正視*; 山本 靖*; 長崎 百伸*; 増田 開*; 督 壽之*; 堀池 寛*

JAERI-Tech 2005-006, 116 Pages, 2005/03

JAERI-Tech-2005-006.pdf:24.79MB

ヘリウムのシュタルク効果を用いたレーザ誘起蛍光電界分布計測を球状静電閉じ込め型核融合中性子/陽子源装置中の重水素プラズマに適用可能とするため、入射用ヘリウム励起パルス原子線の高効率発生法を開発,確立するための研究を行った。さまざまなプラズマ生成方式を検討し、最終的にマグネトロン方式により、ヘリウム原子線との相互作用長の長いレーストラック形状のプラズマの低圧力化での生成が、簡潔・コンパクトな構成で可能となった。また、高密度の超音速パルス原子線の高繰り返し入射を実現するための装置を設計・製作して、性能を評価した。そして、高密度化を達成するための装置の改善点が明らかとなり、当初目標の達成が十分視野に入るまでになった。

論文

$$alpha$$-decays of neutron-deficient americium isotopes

阪間 稔*; 浅井 雅人; 塚田 和明; 市川 進一; 西中 一朗; 永目 諭一郎; 羽場 宏光*; 後藤 真一*; 柴田 理尋*; 河出 清*; et al.

Physical Review C, 69(1), p.014308_1 - 014308_11, 2004/01

 被引用回数:17 パーセンタイル:28.06(Physics, Nuclear)

原研タンデム加速器から得られる$$^{6}$$Liビームを用いてウラン同位体$$^{233,235}$$Uを照射し、中性子欠損アメリシウム同位体$$^{233,234,235,236}$$Amを合成した。核反応生成生物はガスジェット結合型オンライン同位体分離器により、選択的に分離され放射線測定から同定された。$$^{235}$$Amのアルファ壊変を初めて観測するとともに、$$^{233,234,236}$$Amのアルファ壊変データを詳細に調べ、これら同位体のアルファ壊変に伴う阻害因子に関して新たな知見を得た。

論文

Effect of a laser prepulse on a narrow-cone ejection of MeV electrons from a gas jet irradiated by an ultrashort laser pulse

細貝 知直*; 木下 健一*; Zhidkov, A.*; 中村 啓*; 渡部 貴宏*; 上田 徹*; 小瀧 秀行; 神門 正城; 中島 一久; 上坂 充*

Physical Review E, 67(3), p.036407_1 - 036407_8, 2003/03

 被引用回数:73 パーセンタイル:5.8(Physics, Fluids & Plasmas)

12TW,50fsのチタンサファイアレーザーを短焦点でガスジェット中に集光し、電子発生実験を行った。発生する電子は、レーザーのプリパルスの比率及び形に強く依存した。ガスジェットのショックウェーブ先端での、プリパルスでのプラズマ波の破砕が、細い電子のコーン(0.1$$mu$$mm mrad)をつくることを発見した。この電子は、レーザーパルスによって生成されるウェーク場によって数十MeVまで加速され、マックスウェル分布の分布する。単調でないプリパルスの場合、ショックフロントでの流体的な不安定性が大きなスポットを形成する。2次元流体を基礎とした数値解析と2次元粒子シミュレーションが電子加速の根拠を示した。この粒子シミュレーションによって、電子のエネルギーは10~40MeVであり、電子のパルス幅は40fs程度であることが予測できる。

論文

Performance of the multiple target He/PbI$$_{2}$$ aerosol jet system for mass separation of neutron-deficient actinide isotopes

市川 進一; 塚田 和明; 浅井 雅人; 羽場 宏光; 阪間 稔*; 小島 康明*; 柴田 理尋*; 永目 諭一郎; 大浦 泰嗣*; 河出 清*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 187(4), p.548 - 554, 2002/04

 被引用回数:13 パーセンタイル:32.13

重イオン核融合反応で生成する中性子欠損アクチノイド核のオンライン同位体分離を目的に、多層標的槽,ガスジェット搬送装置ならびに熱イオン源から構成されるオンライン・システムを構築した。本システムは、$$^{141}$$Pr($$^{6}$$Li,4n)反応で生成する$$^{143m}$$Smを11%の効率で、$$^{233}$$U($$^{6}$$Li,4n)反応で生成する$$^{235}$$Amを0.3~0.4%の効率で分離できる。さらに、反応で生成した核種の分離にかかわる時間は1~2秒で、かつ100時間以上の連続した実験に使用可能である。本システムによる未知核種の探索では、$$^{237}$$Np($$^{6}$$Li,4n)反応で生成する、$$^{237}$$Cmの発見に成功した。この時の$$^{237}$$Cmの生成断面積は1$$mu$$bと予測された。

論文

Direct measurement of coherent ultrahigh wakefields excited by intense ultrashort laser pulses in a gas-jet plasma

小瀧 秀行; 神門 正城; 桶田 隆継; 益田 伸一; Koga, J. K.; 近藤 修司; 金沢 修平; 横山 隆司*; 的場 徹; 中島 一久

Physics of Plasmas, 9(4), p.1392 - 1400, 2002/04

 被引用回数:42 パーセンタイル:18.48(Physics, Fluids & Plasmas)

高強度レーザーをガス中に集光すると、レーザーの動重力により電子振動(航跡場)が起こる。これは非常に強い電界をもっており、これにより荷電粒子の加速が可能である。これを加速器に応用することかできれば、現在の高周波加速器に比べコンパクトで高エネルギーの加速器を作ることが可能となる。この航跡場をコントロールするためには、この電界や位相の測定ができなければならない。さらに、高強度レーザーの伝播には、レーザーラインを真空にする必要があり、そのためプラズマ源はガスジェットによってつくる必要がある。まず最初、ガスジェットの密度分布の時間変化をマッハツェンダー干渉計を用いて測定した。この測定により、ガスの密度分布は、ガスジェットノズルからの距離が1.5mmの位置において、背圧10気圧のヘリウムの場合、ガス密度が3.5$$times$$10$$^{17}$$(プラズマ密度で7$$times$$10$$^{17}$$)になることがわかった。この結果より、周波数干渉計を用いて、ノズルからの位置を1.5mm,ガスジェットの背圧10気圧のときの、ガスジェット中に集光したレーザーによるプラズマ振動の測定を行い、ここから電界を求めた。20GeV/m以上の高電界の発生を確認した。この結果は、航跡場の線型理論に非常によく一致した。ガスジェットを用いての測定は世界で初めてのことである。ガスジェットのガス密度測定及びガスジェットでのプラズマウェーク測定について報告する。

論文

High energy electron acceleration by high peak power laser

小瀧 秀行; 神門 正城; 近藤 修司; 益田 伸一; 金沢 修平; 横山 隆司*; 的場 徹; 中島 一久

Proceedings of 13th Symposium on Accelerator Science and Technology, 3 Pages, 2001/00

高周波での加速をレーザーに変えることにより、加速勾配が100$$sim$$1000倍となり、レーザー加速は加速器小型化の可能性を秘めている。日本原子力研究所では、フォトカソードRFガンを電子源としたマイクロトロンを高品質電子ビーム源として使用し、これを100TW 20fsレーザーが加速する。効率よく加速を行うには、超短パルス電子ビーム,フェムト秒オーダーでの高精度の同期,レーザーの長距離伝播等を必要である。これらの要素技術及び組合せることによる高効率のレーザー加速,ガスジェットによるガス密度分布の測定や周波数干渉法によるレーザープラズマ航跡場の測定等、レーザー加速のための基礎実験について発表する。

論文

Fluoride complexation of rutherfordium (Rf, element 104)

Strub, E.*; Br$"u$chle, W.*; Eichler, R.*; G$"a$ggeler, H. W.*; Glatz, J. P.*; Grund, A.*; G$"a$rtner, M.*; J$"a$ger, E.*; Jost, D.*; Kirbach, U.*; et al.

1st International Conference on the Chemistry and Physics of the Transactinide Elements; Extended Abstracts, 4 Pages, 1999/00

硝酸・フッ酸混合溶液を溶離液として104番元素ラザホージウム(Rf)のイオン交換挙動を同族のZr, Hf及び擬4族のThと比較した。特にフッ酸濃度に対する分配係数の変化を観測することで、それぞれの元素のフッ素イオンとの錯イオン形成の傾向を調べた。その結果、RfはZr, HfよりむしろThに近い挙動を示すことがわかった。錯体形成は一般的にイオン半径の影響を大きく受けるため、Rf$$^{4+}$$のイオン半径がTh$$^{4+}$$に近くHf$$^{4+}$$やZr$$^{4+}$$より大きいと考えると相対論拡大効果がアクチノイド収縮より大きな影響を与えている可能性を示す。

論文

Identification of a new isotope $$^{166}$$Tb

浅井 雅人*; 塚田 和明; 市川 進一; 長 明彦; 小島 康明*; 柴田 理尋*; 山本 洋*; 河出 清*; 篠原 伸夫; 永目 諭一郎; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 65(5), p.1135 - 1138, 1996/05

 被引用回数:13 パーセンタイル:30.75(Physics, Multidisciplinary)

新たに開発したガスジェット結合型オンライン質量分離器(JAERI-ISOL)を用いて、$$^{238}$$Uの16MeV陽子誘起核分裂で生成する中性子過剰の新アイソトープ$$^{166}$$Tbの分離・検出を行った。分離した質量数166及び182において、DyのX線および娘核種$$^{166}$$Dyの励起レベルにあてはまる$$gamma$$線が$$beta$$線と同時計測されたことなどから$$^{166}$$Tbの検出を確認した。特に質量数182($$^{166}$$Tb$$^{16}$$O$$^{+}$$)の測定では妨害核種の影響がほとんどなく10本の$$gamma$$線エネルギーおよび相対強度を求めることができた。また、$$beta$$線およびX線の減衰から$$^{166}$$Tbの半減期が21$$pm$$6秒であることを求めた。この値はいくつか報告されている理論的予想値の1/7~1/3であり、そのQ$$_{beta}$$値が5.1MeV以上であると推測できる。また$$^{166}$$Tbのとりうる基底状態のスピンについて議論するとともに、$$^{166}$$Tbの壊変様式を検討した。

論文

ガスジェット結合型イオン源の開発

市川 進一

KURRI-KR-3, 0, p.28 - 32, 1996/00

タンデム加速器に接続したISOLに用いる、ガスジェット結合型イオン源を開発した。本システムは、核分裂生成物を効率よくイオン源へ移送できるガスジェット搬送装置と希土類元素を効率良くイオン化できる表面電離型イオン源を組合せた複合装置である。本報告では、イオン源の構造、短寿命核の分離効率、生成核の移送時間ならびにランタン原子のイオン源内での滞留時間をのべた。

論文

2.2,迅速化学分離法; オンライン化学分離法

臼田 重和

第4版実験化学講座,14; 核・放射線, p.124 - 140, 1992/00

重イオン加速器や原子炉を用いて核反応により合成される短寿命核種のオンライン迅速化学分離法とその最新の装置について、分離例を交えながら解説した。まず、反応生成物を照射チェンバーから化学分離装置まで迅速かつ連続に輸送する手段として最も有効なガスジェット法について述べた。次に、SISAKシステムで代表される連続溶媒抽出法、化学的性質が類似した元素の分離に使われる高速液体クロマトグラフィ、揮発性の化学種の分離に用いられる気相化学分離法(サーモクロマトグラフィ、ガスクロマトグラフィ)について、世界の主なオンライン化学分離システムを例に記述した。化学分離法は、目的の反応生成物の化学的性質を解明することができるばかりでなく、物理的分離法に比べ選択性に優れる・回収率が大きい・定量的である・種々の測定手段に対応できる等の利点を有する。

論文

加速器で生成する短寿命核種のオンライン化学分離

篠原 伸夫

第7回イオン交換セミナー講演要旨集; イオン交換をとりまく先導的周辺技術, p.66 - 73, 1992/00

日本イオン交換学会からの依頼により、原研タンデム加速器を用いた短寿命核種研究の成果を報告する。ウランならびに超ウラン元素(Np,Pu,Am)に陽子や酸素などの重イオンを照射し、化学的手法を用いて生成核種の壊変や核反応を明らかにする実験を進めている。本セミナーでは迅速化学分離法を中心に、これらの研究成果を紹介する。

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