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論文

Conceptual study on parasitic low-energy RI beam production with in-flight separator BigRIPS and the first stopping examination for high-energy RI beams in the parasitic gas cell

園田 哲*; 片山 一郎*; 和田 道治*; 飯村 秀紀; Sonnenschein, V.*; 飯村 俊*; 高峰 愛子*; Rosenbusch, M.*; 小島 隆夫*; Ahn, D. S.*; et al.

Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2019(11), p.113D02_1 - 113D02_12, 2019/11

https://doi.org/10.1093/ptep/ptz120
 被引用回数：0 パーセンタイル：100(Physics, Multidisciplinary)

理化学研究所の不安定核ビーム施設(RIBF)では、入射核破砕反応や核分裂で生成される多くの核種からインフライト分離装置(BigRIPS)を用いて実験対象の核種を分離している。しかるに、分離された残りの核反応生成物の中にも核構造から興味深い多くの不安定核が含まれている。これらをBigRIPSから取り出して研究することができれば、RIBFの有効利用につながる。そこで、BigRIPS内に設置したガスセル中で核反応生成物を停止させてレーザーでイオン化して引き出す装置(PALIS)を開発中である。開発の一環として、RIBFの$$^{78}$$Krビームの破砕反応により生成する$$^{67}$$Se近傍の不安定核をガスセル中で停止させる実験を行なった。実験結果は破砕反応の模型計算の予測とよく一致し、ガスセル中での停止効率は約30%と評価された。この結果を基に、次のステップとして、停止した核反応生成物をガスセルから引き出すことを行う。

論文

Nuclear structure of $$^{76}$$Ni from the ($$p$$,$$2p$$) reaction

Elekes, Z.*; Kripk$'o$, $'A$*; Sohler, D.*; Sieja, K.*; 緒方 一介*; 吉田 数貴; Doornenbal, P.*; Obertelli, A.*; Authelet, G.*; 馬場 秀忠*; et al.

Physical Review C, 99(1), p.014312_1 - 014312_7, 2019/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.99.014312
 被引用回数：3 パーセンタイル：22.15(Physics, Nuclear)

($$p$$,$$2p$$)反応による$$^{76}$$Niの核構造の探索実験を行った。Lenzi, Nowacki, Poves, Sieja相互作用を用いた殻模型計算では実験結果を説明しうる陽子空孔状態が得られており、理論的な断面積計算は実験値とよい一致を与えた。実験で得られたすべての状態を理論的に一意に決定することはできなかったが、過去の実験結果と同様にNi同位体でのZ = 28の大きなshell gapを示す結果が得られた。

論文

The Laser and optical system for the RIBF-PALIS experiment

園田 哲*; 飯村 秀紀; Reponen, M.*; 和田 道治*; 片山 一郎*; Sonnenschein, V.*; 高松 峻英*; 富田 英生*; 小島 隆夫*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 877, p.118 - 123, 2018/01

https://doi.org/10.1016/j.nima.2017.09.055
 被引用回数：3 パーセンタイル：36.93(Instruments & Instrumentation)

理化学研究所の不安定核ビーム施設(RIBF)では、低エネルギー(~40keV)の不安定核イオンビームを生成するために、レーザーイオン源(PALIS)を建設中である。このイオン源は、Arガス中に捕獲された不安定核の中性原子に、波長の異なる2本のレーザービームを照射し、不安定核原子を2段階で共鳴イオン化する。しかるに、レーザー装置とイオン源は約70m離れており、しかも実験中は放射線強度が高いためにイオン源周辺に近づけない。そこで、レーザービームを長距離輸送する、遠隔操作が可能な光学システムを開発した。開発したシステムを試験した結果、レーザービームの位置は安定しており、紫外域で50%程度の輸送効率があることから、不安定核の実験に有用であることが確認された。

報告書

JAEA-Tokai tandem annual report 2013; April 1, 2013 - March 31, 2014

研究炉加速器管理部

JAEA-Review 2016-025, 101 Pages, 2016/12

JAEA-Review-2016-025.pdf:7.86MB

原子力機構-東海タンデム加速器は、重イオンを用いた原子核科学や物質科学等様々な分野において原子力機構の職員をはじめ、大学や研究機関、民間企業の研究者に利用されている。本年次報告は、2013年4月1日から2014年3月31日までの期間に、当施設のタンデム加速器を用いて実施された研究活動の要約をまとめたものである。総数31件の要約を以下の7分野に分類した;(1)加速器の運転状況、(2)原子核構造、(3)原子核反応、(4)核化学、(5)原子核理論、(6)原子物理および固体物理、(7)材料の照射効果。また、発表論文と会議での口頭発表、タンデム加速器に関係する技術者と研究者, 委員会, 大学等との共同研究課題および施設共用課題等の一覧を掲載した。

論文

インビーム$$gamma$$線核分光による新魔法数の発見

武内 聡*; Steppenbeck, D.*; 宇都野 穣

日本物理学会誌, 70(7), p.535 - 539, 2015/07

http://ci.nii.ac.jp/naid/40020512396

2013年にNature誌で出版された$$^{54}$$Caにおける新魔法数の発見の研究内容について解説する。1990年代頃から、不安定核ビームを用いた核物理実験が大きく進展し、従来の核物理の常識を超えた結果が多く得られてきた。2000年頃には、新魔法数16が酸素同位体周辺にて出現することがわかり、理論研究に大きな影響を与えた。2001年に発表者を含むグループによって新魔法数16が出現するメカニズムが提唱され、そのメカニズムによってカルシウム周辺で新魔法数34が出現することが予言された。この予言は実験研究を大きく刺激したが、非常に中性子過剰な$$^{54}$$Ca核を十分に生成することが困難だったため、その正否に対する回答が与えられてこなかった。非常に最近になって、理化学研究所のRIBFによって$$^{54}$$Ca核を十分に生成することが可能となり、そのインビーム$$gamma$$線分光実験が行われた。その結果、第一励起状態が約2MeVにあることがわかり、十年来の予言が確かめられた。この発見は、エキゾチック核における殻構造変化に対して大きな影響を与えるものである。

論文

Large-scale shell-model calculations for unnatural-parity high-spin states in neutron-rich Cr and Fe isotopes

富樫 智章*; 清水 則孝*; 宇都野 穣; 大塚 孝治*; 本間 道雄*

Physical Review C, 91(2), p.024320_1 - 024320_12, 2015/02

AA2014-0602.pdf:2.08MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.91.024320
 被引用回数：16 パーセンタイル：18.96(Physics, Nuclear)

中性子数が31から35までの中性子過剰なクロムおよび鉄同位体における非自然パリティ高スピン状態に対する大規模殻模型計算を行った。これらのうち、中性子数が奇数の同位体では、$$9/2^+_1$$状態の励起エネルギーが中性子数に対して急激に下がってくるという興味深い現象が知られており、そのメカニズムに興味が持たれている。本研究では既存の有効相互作用の組み合わせに最小限の修正を施したものを用いて、非自然パリティ高スピン状態を系統的に計算した。その結果、$$33/2^+$$までの高スピン状態の励起エネルギーを非常によく再現することに成功した。この計算で得られた波動関数を解析し、変形を調べたところ、従来指摘されていたようなオブレート変形は見られず、基本的にはプロレート変形が支配していることがわかった。また、$$9/2^+_1$$状態が急激に下がるのは、これまで考えられていたような中性子の$$g_{9/2}$$軌道の変化によるものではなく、中性子数が増大することによってフェルミ面が上昇するためであることがわかった。

論文

Nature of isomerism in exotic sulfur isotopes

宇都野 穣; 清水 則孝*; 大塚 孝治*; 吉田 亨*; 角田 佑介*

Physical Review Letters, 114(3), p.032501_1 - 032501_5, 2015/01

AA2014-0621.pdf:0.23MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.032501
 被引用回数：21 パーセンタイル：16.55(Physics, Multidisciplinary)

通常の偶偶核では、$$0^+_1$$, $$2^+_1$$, $$4^+_1cdots$$状態が強い$$E2$$遷移で結ばれていることがよく知られている。最近、中性子過剰核$$^{44}$$Sの$$4^+_1$$状態が観測され、$$4^+_1$$から$$2^+_1$$への$$E2$$遷移が非常に抑制されているという新しい現象が見つかった。この論文では、その起源を理論的に解明した結果を報告する。この強く抑制された$$E2$$遷移は殻模型計算によって得られるが、殻模型の多体波動関数は非常に複雑なため、$$E2$$遷移の抑制が起こる起源がこれまで理解されてこなかった。ここでは、角運動量射影後の変分法によって物体固定座標系における多体波動関数を得るという新規な手法を導入した。その波動関数を解析した結果、$$0^+_1$$, $$2^+_1$$では$$K$$量子数(物体固定座標系における角運動量の第3軸成分)が0となる通常の回転状態が主であるのに対し、$$4^+$$については$$K=4$$が主の状態が$$K=0$$が主の状態よりも低いエネルギーに出現し、それによって$$E2$$遷移が抑制されることがわかった。この解釈は$$^{43}$$Sの励起スペクトルも説明可能なことから妥当性が高い。これは、$$K$$核異性体の一種であり、これまで発見されたもので最も軽い核で出現するものである。

論文

Levels in $$^{127}$$La fed by the $$^{127}$$Ce beta-decay

飯村 秀紀; 浅井 雅人; 市川 進一; 片倉 純一; 間柄 正明; 長 明彦; 大島 真澄; 篠原 伸夫; 山本 洋*

European Physical Journal A, 23(1), p.33 - 39, 2005/01

https://doi.org/10.1140/epja/i2004-10067-y
 被引用回数：1 パーセンタイル：84.76(Physics, Nuclear)

$$^{127}$$Laの低励起準位を$$^{127}$$Ce(${it T}$$$_{1/2}$$=29s)の$$beta$$崩壊により調べた。$$^{127}$$Ceは$$^{nat}$$Moターゲットを$$^{35}$$Clのビームで照射して生成し、オンライン同位体分離装置を用いて他の核反応生成物より分離した。$$gamma$$線測定に加えて、内部転換電子の測定を行い遷移の多重度を決定した。また励起準位の寿命を$$beta$$-$$gamma$$遅延コインシデンスの手法で決定した。得られた$$^{127}$$Laの準位図式は、ニルソン模型の理論計算と比較した。

論文

High spin structure of $$^{34}$$S and the proton-neutron coupling of intruder states

Mason, P.*; M$u{a}$rginean, N.*; Lenzi, S. M.*; Ionescu-Bujor, M.*; Della Vedova, F.*; Napoli, D. R.*; 大塚 孝治*; 宇都野 穣; Nowacki, F.*; Axiotis, M.*; et al.

Physical Review C, 71(1), p.014316_1 - 014316_8, 2005/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.71.014316
 被引用回数：23 パーセンタイル：18.29(Physics, Nuclear)

Legnaro国立研究所のタンデム加速器で$$^{34}$$Sの高スピン状態を初めて観測し、その結果を原研らのグループによるモンテカルロ殻模型計算と比較した。実験では、$$^{34}$$Sの高スピン状態を$$^{24}$$Mg($$^{16}$$O,$$alpha 2p$$)反応によって生成し、脱励起$$gamma$$線を観測することによって$$^{34}$$Sの準位を組み上げた。その結果、$$10^+$$までの正パリティ状態及び$$8^-$$までの負パリティ状態のイラスト状態に加え、幾つかの非イラスト状態を見つけた。さらに、DSAM法により幾つかの遷移の$$B(E2)$$, $$B(M1)$$を得た。実験結果を殻模型計算と比較したところ、$$5^+$$までの(正パリティ)イラスト状態は$$sd$$殻配位空間内で計算した殻模型計算とよく一致するが、それよりも高いスピンのイラスト状態はN=20の殻ギャップを超えた励起が必要であることがわかった。さらに詳しく調べると、$$6^+$$, $$8^+$$については中性子が2個励起する配位が主であるのに対し、他のスピンでは陽子の励起も重要であることも明らかになった。モンテカルロ殻模型計算はこのような特質を全体としてはよく再現する一方、陽子・中性子励起する状態については実験よりも高い励起エネルギーとなった。この実験及び計算結果は、陽子・中性子間相互作用が多体構造に及ぼす影響について大きな知見を与えている。

論文

シグマ委員会の2001, 2002年度における核データ研究活動

井頭 政之*; 柴田 恵一; 高野 秀機*; 山野 直樹*; 松延 廣幸*; 喜多尾 憲助*; 片倉 純一; 中川 庸雄; 長谷川 明; 岩崎 智彦*; et al.

日本原子力学会和文論文誌, 3(1), p.128 - 139, 2004/03

https://doi.org/10.3327/taesj2002.3.128

2001, 2002年度におけるシグマ委員会(原子力学会シグマ特別専門委員会及び原研シグマ研究委員会)の核データ研究活動についての報告を行う。この期間中、汎用核データライブラリーJENDL-3.3が完成し、精力的なベンチマークテストが行われた後にリリースされた。さらに特殊目的ファイルや核分裂収率データ,核構造データについての活動の記述がされている。また、シグマ委員会の40年にわたる核データ研究活動のまとめを行った。

論文

High spin states in $$^{158}$$Dy

早川 岳人; 藤 暢輔; 大島 真澄; 松田 誠; 初川 雄一; 静間 俊行; 片倉 純一; 飯村 秀紀; 御手洗 志郎*; Zhang, Y.*; et al.

Physical Review C, 68(6), p.067303_1 - 067303_4, 2003/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.68.067303
 被引用回数：2 パーセンタイル：77.79(Physics, Nuclear)

原研のタンデム加速器を用いて12Cビームを加速し、150Nd金属薄膜に照射することで完全核融合反応を起し、158Dyの励起状態を生成した。158Dyの励起状態から放射された$$gamma$$線を多重$$gamma$$線検出装置でインビーム$$gamma$$線核分光を行い、158Dyの高スピン状態を観測した。6個の回転バンドと、多数のバンド間の遷移を観測した。新たに発見した2個のバンドは典型的なhigh-Kバンドである。2つのサイドバンドは既に知られていたが、物理的な本質は不明であった。$$gamma$$線の角度分布の測定よりバンド間遷移のスピンを決定し、近傍の原子核とバンドエネルギーを比較することで、この2つのバンドがオクタポールバンドであると結論した。

論文

Projectile Coulomb excitation of $$^{78}$$Se

早川 岳人; 藤 暢輔; 大島 真澄; 長 明彦; 小泉 光生; 初川 雄一; 宇都野 穣; 片倉 純一; 松田 誠; 森川 恒安*; et al.

Physical Review C, 67(6), p.064310_1 - 064310_6, 2003/06

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.67.064310
 被引用回数：12 パーセンタイル：37.05(Physics, Nuclear)

原研のタンデム加速器で加速された$$^{78}$$Seビームを鉛の金属薄膜に照射した。ビームに用いた$$^{78}$$Seは、鉛との多重クーロン励起反応によって高励起状態まで励起された。励起された$$^{78}$$Seから脱励起によって放出された$$gamma$$線と、クーロン散乱された$$^{78}$$Se粒子を同時計測した。$$^{78}$$Seから放出された$$gamma$$線の角度分布,強度を最小二乗フィットコードGOSIAを用いて解析した。その結果、$$gamma$$線の電気遷移確率と励起状態の電気的四重極変形の大きさを得ることができた。その結果を、三軸非対称模型計算と比較して、$$^{78}$$Seが三軸非対称になっていることを明らかにした。

論文

Neutron capture cross section to $$^{186}$$Re isomeric state

早川 岳人; 静間 俊行; 山内 俊彦; 峰原 英介; 有澤 孝

Nuclear Physics A, 718, p.665c - 667c, 2003/05

$$^{186}$$Reには20万年の長い半減期の核異性体が存在する。$$^{185}$$Reの中性子照射によって$$^{186}$$Re核異性体が生成されるはずであるが、その絶対値測定は行われていなかった。そこで、東海研原子炉JRR-4を用いてRe金属薄膜に熱中性子を6時間照射した。4ヶ月の冷却期間後に、$$^{186}$$Re核異性体から$$beta$$崩壊にともなって放出される$$gamma$$線を測定することで中性子捕獲断面積の測定を行った。この中性子捕獲断面積は、重元素合成過程において重要であり、187Os-$$^{187}$$Re原子核宇宙時計への寄与が問題になる。この測定によって、$$^{186}$$Re核異性体経由の寄与は186Osの存在量の1パーセント以下であることを明らかにした。

論文

Electric-dipole transition probabilities between yrast bands in $$^{157}$$Gd

早川 岳人; 藤 暢輔; 大島 真澄; 松田 誠; 初川 雄一; 篠原 伸夫; 飯村 秀紀; 静間 俊行; Zhang, Y.*; 菅原 昌彦*; et al.

Physics Letters B, 551(1-2), p.79 - 85, 2003/01

https://doi.org/10.1016/S0370-2693(02)02982-9
 被引用回数：8 パーセンタイル：47.9(Astronomy & Astrophysics)

原研のタンデム加速器を用いて加速した136Xeビームを、157Gdの金属薄膜に照射した。157Gdは多重クーロン励起反応によって高スピン状態まで励起された。励起された157Gdから放出された$$gamma$$線を多重$$gamma$$線検出装置を用いてインビーム$$gamma$$線核分光の手法で測定を行った。157Gdのサイドバンド及び、サイドバンドと基底状態バンド間の多数のE1遷移の$$gamma$$線を発見した。これらの計測によって157Gdの正と負のパリティを持つ2つのイラストバンドが明確になった。基底状態バンドの励起状態の半減期はわれわれの過去の研究によって測定されていたので、E1遷移強度を導出することができた。この2つのバンド間のE1遷移は原子核の高励起状態で観測される中では相対的に大強度であり、さらに強い角運動量依存性が存在することを発見した。これらは、E1遷移オペレーターに八重極振動の影響を現象論的に加えることで理解できる。

論文

Rotaional alignment of the h$$_{11/2}$$ band in $$^{157}$$Dy

早川 岳人; 藤 暢輔; 大島 真澄; 松田 誠; 初川 雄一; 片倉 純一; 飯村 秀紀; 静間 俊行; 御手洗 志郎*; 菅原 昌彦*; et al.

European Physical Journal A, 15(3), p.299 - 302, 2002/11

https://doi.org/10.1140/epja/i2002-10082-0
 被引用回数：9 パーセンタイル：49.79(Physics, Nuclear)

原研のタンデム加速器を用いて加速した12Cビームを150Nd金属薄膜に照射することで、完全核融合反応を起し、157Dyの励起状態を生成した。157Dyの励起状態から放射された$$gamma$$線を多重$$gamma$$線検出装置でインビーム$$gamma$$線核分光を行い、157Dyの高スピン状態を観測した。3つの回転バンドを観測し、それぞれ(32/2-),52/2+,45/2-状態まで測定することができた。これらの回転バンドは、典型的な2組のE2遷移のカスケードから構成されている。特にh11/2の配位を持つバンドでは2つのE2遷移のカスケード間に高スピン状態までM1遷移を観測した。B(M1)/B(E2)比と回転軸の変化を、tilted axis cranking modelの計算結果と比較して、良く一致するこが判明した。

論文

Tunneling in high-$$K$$ isomeric decays

静間 俊行; 清水 良文*; 早川 岳人

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(11), p.1137 - 1141, 2002/11

https://doi.org/10.3327/jnst.39.1137
 被引用回数：3 パーセンタイル：74.88(Nuclear Science & Technology)

$$gamma$$遷移の禁止度の非常に大きな$$K$$核異性体の崩壊について、量子トンネル効果を考慮した理論模型を用いて、遷移確率の系統的な研究を行なった。本研究では、われわれが観測した$$K$$禁止遷移、及び、最近、他グループにより報告された$$K$$禁止遷移について、実験値と理論値の比較分析を行なった。その結果、実験値と理論値の非常によい一致を得ることができ、量子トンネル効果による$$K$$核異性体の$$gamma$$崩壊メカニズムを明らかにした。さらに、質量数180領域の中性子過剰核に対して、量子トンネル効果によるK核異性体の波動関数の透過率の同位体依存性を調べた。その結果、陽子数66、中性子数104付近において、透過率が最も小さく、この付近の原子核において、核異性体の存在する可能性が大きいことがわかった。

論文

Nuclear data sheets for A=126

片倉 純一; 喜多尾 憲助*

Nuclear Data Sheets, 97(3-4), p.765 - 926, 2002/11

https://doi.org/10.1006/ndsh.2002.0020

質量数126の核構造データを評価し、まとめた。前回評価した1993年以降の測定データを中心に評価するとともに、見直しを行った。$$^{126}$$Agから$$^{126}$$Ndまでの14核種について崩壊データ及び核反応データから、核構造に関するデータを編集した。

論文

Soft-rotator model and coupled-channels approach for consistent description of the nuclear collective levels and their excitation by nucleons

Soukhovitskij, E. Sh.*; 千葉 敏

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.2), p.697 - 702, 2002/08

http://wwwndc.jaea.go.jp/nd2001/proc/pdf/1_0697.pdf

軟回転体ハミルトニアンの解として得られる波動関数を用いるチャンネル結合計算により、広い質量数領域の原子核の低励起集団準位構造と核子入射反応が統一的に記述できることが示された。さらに$$gamma$$遷移確率も精度良く記述できることが分かった。今後、この方法は原子力開発に必要な核データのみならず、天体核合成などの分野でも威力を発揮することが期待される。

論文

Polarization transfer in the $$^{16}$$O($$p,p'$$) reaction at forward angles and structure of the spin-dipole resonances

川畑 貴裕*; 石川 貴嗣*; 伊藤 正俊*; 中村 正信*; 坂口 治隆*; 竹田 浩之*; 瀧 伴子*; 内田 誠*; 安田 裕介*; 與曽井 優*; et al.

Physical Review C, 65(6), p.064316_1 - 064316_12, 2002/06

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.65.064316
 被引用回数：18 パーセンタイル：30.3(Physics, Nuclear)

392MeVでの$$^{16}$$O($$p,p'$$)反応における反応断面積と偏極観測量が散乱角0°から14°までの角度で測定された。$$^{16}$$O原子核の離散準位と共鳴準位へのスピン反転,スピン非反転強度がモデルに依存しない形で得られた。励起エネルギー19~27MeVの領域の巨大共鳴が主に角運動量移行L=1で励起されていることがわかった。$$Delta$$S=1,$$Delta$$L=1をもつスピン双極子遷移の励起強度が求められた。その強度は理論計算と比較された。実験結果は原子核の殻模型から計算された波動関数を用いたDWIA核反応計算で説明されることがわかった。

論文

Multi-quasiparticle states and ${it K}$-forbidden transitions in $$^{183}$$Os

静間 俊行; 松浦 勝之*; 藤 暢輔; 早川 岳人; 大島 真澄; 初川 雄一; 松田 誠; 古野 興平*; 佐々木 康之*; 小松原 哲朗*; et al.

Nuclear Physics A, 696(3-4), p.337 - 370, 2001/12

https://doi.org/10.1016/S0375-9474(01)01210-6
 被引用回数：18 パーセンタイル：26.97

$$^{183}$$Osの高スピン状態を、170Er(18O,5n)反応を用いて生成した。その結果、5つの回転バンドを新たに観測し、gファクターから準粒子配位を決定した。また、励起状態 5000MeV程度に、2つの核異性体を観測した。その内の1つは、K量子数43/2を有し、基底状態回転帯(K=9/2)へ、K量子数の差17を伴う遷移をしていることが明らかになった。本論文では、量子力学的トンネリグ模型を用いて、この核異性体の崩壊機構を解明する。

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