Evolution of shell structure in exotic nuclei

大塚 孝治*; Gade, A.*; Sorlin, O.*; 鈴木 俊夫*; 宇都野 穣

Reviews of Modern Physics, 92(1), p.015002_1 - 015002_52, 2020/03

https://doi.org/10.1103/RevModPhys.92.015002

魔法数によって特徴づけられる原子核の殻構造は、長らく陽子数, 中性子数によらずほぼ不変であると考えられてきたが、近年、不安定核ビーム実験の著しい進展により、極めて中性子過剰核では安定核では見られなかった魔法数が出現するなど、殻構造が陽子数, 中性子数に応じて動的に変化することが明らかになった。本レビュー論文は、不安定核の殻構造研究に業績のある理論, 実験研究者によって、その理論的な基礎と最近の実験の進展をまとめたものである。殻構造の変化の源となるモノポール相互作用の定義など、従来の文献でははっきりと書かれてこなかった事項も含め、詳しく説明した。

Neutron spectroscopic factors of Ni hole-states from (p,d) transfer reactions

Sanetullaev, A.*; Tsang, M. B.*; Lynch, W. G.*; Lee, J.*; Bazin, D.*; Chan, K. P.*; Coupland, D.*; Hanzl, V.*; Hanzlova, D.*; Kilburn, M.*; et al.

Physics Letters B, 736, p.137 - 141, 2014/09

https://doi.org/10.1016/j.physletb.2014.07.003

Niの1/2状態は二重閉殻核Niの中性子s軌道が空となった一空孔状態が支配的であると考えられ、したがってその状態の性質は不安定核の殻構造を知る上で重要な情報となる。本論文では、Niの1/2状態における一空孔状態の割合となる分光学的因子を測定し、その値を最新の理論計算と比較した結果を報告した。実験はミシガン州立大学の超伝導サイクロトロンを用い、(Ni, Ni)反応によって調べた。実験の解析の結果、sの一空孔状態が支配的な1/2状態は3.18MeVに現れ、その分光学的因子は1.00.2であることがわかった。発表代表者が行った殻模型計算では対応する状態の励起エネルギーが3.75MeVで分光学的因子が1.21と実験値を比較的よく再現するのに対し、グリーン関数による第一原理計算では分光学的因子は1.10と良いものの、励起エネルギーが11.5MeVと実験値からの大きなずれが見られた。

Characteristics of asymmetric mass distribution in proton-induced fission of actinides

後藤 真一*; 加治 大哉*; 西中 一朗; 永目 諭一郎; 市川 進一; 塚田 和明; 浅井 雅人; 羽場 宏光; 光岡 真一; 西尾 勝久; et al.

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 255(1), p.73 - 76, 2003/01

https://doi.org/10.1023/A:1022271529219

核分裂における質量収率分布と分裂片殻構造の相関について、Th,Uの陽子誘起核分裂を用いて調べた。分裂片の質量収率分布は二重飛行時間法を用いて高精度で求めた。非対称質量分布の収率が分裂片の原子番号50に基づく殻構造の影響を強く受けていることを明らかにした。

Systematics of cluster decay modes

Poenaru, D. N.; 永目 諭一郎; Gherghescu, R. A.*; Greiner, W.*

Physical Review C, 65(5), p.054308_1 - 054308_6, 2002/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.65.054308

アクチノイドなどの重核の新しい壊変様式として、炭素,酸素,フッ素,ネオンなどの自発重粒子壊変が最近実験的に確認されている。実験データの系統性ならびに重粒子壊変の理論計算に基づき、重粒子壊変と原子核の殻構造について議論する。また今後の重粒子壊変の観測が可能な核種を予測するとともに、重粒子壊変における半減期を推定する式を導き出した。

Shell structure of nuclei in strong magnetic fields in neutron star crusts

Kondratyev, V. N.; 丸山 敏毅; 千葉 敏

Physical Review Letters, 84(6), p.1086 - 1089, 2000/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.84.1086

殻補正の方法を用いて、原子核の殻構造に対する磁場の影響を調べた。磁場の効果は、主として殻補正エネルギーにおける振動パターンの位相のずれとして現れることが判明した。この位相変化は、スピンの向きが異なる核子に対するエネルギー準位の相対的なシフトに伴うPauli型の常磁性効果によるものである。中性子に対する殻補正エネルギーは、磁場の変化とともにほぼ周期的に変化し、強磁場の場合にわずかに増大することがわかった。また、殻補正エネルギーの符号が変わる周期は、隣り合う準位のエネルギー差によって決まることが示された。一方、陽子の殻補正エネルギーは、磁場に対して不規則な依存性を有することがわかった。陽子の軌道運動に起因する磁場効果は、スピン軌道結合の大きさと匹敵する場合に殻補正エネルギーの振動を増幅する。これらの結果、中性子星や超新星爆発に伴う磁場強度であるB~10から10ガウス程度の大きさの場合に、原子核の魔法数が磁場強度に依存することが示された。

Magnetic field effect on nuclear shell structure and implications to physics of neutron stars

Kondratyev, V. N.; 丸山 敏毅; 千葉 敏

JAERI-Research 99-065, p.51 - 0, 1999/12

JAERI-Research-99-065.pdf:5.74MB

殻補正の方法を用いて、原子核の殻構造に対する磁場の影響を調べた。磁場の効果は、主として殻補正エネルギーにおける振動パターンの位相のずれとして現れることが判明した。この位相変化は、スピンの向きが異なる核子に対するエネルギー準位の相対的なシフトに伴うPauli型の常磁性効果によるものである。中性子に対する殻補正エネルギーは、磁場の変化とともにほぼ周期的に変化し、強磁場の場合にわずかに増大することがわかった。また、殻補正エネルギーの符号が変わる周期は、隣り合う準位のエネルギー差によって決まることが示された。一方、陽子の殻補正エネルギーは、磁場に対して不規則な依存性を有することがわかった。陽子の軌道運動に起因する磁場の効果は、スピン軌道結合の大きさと匹敵する場合に殻補正エネルギーの振動を増幅する。これらの結果、中性子星や超新星爆発に伴う磁場強度であるB~10から10ガウス程度の大きさの場合に、原子核の魔法数が磁場強度に依存することが示された。

移動調査システムの第1回現場適用試験

豊島 賢治*; 和久田 孝雄*; 中野 勝志

PNC-TN7410 98-001, 37 Pages, 1998/02

PNC-TN7410-98-001.pdf:2.39MB

動力炉・核燃料開発事業団(以下、動燃事業団と略す)では、深部岩盤中の地下水の流れや地球化学的性質を把握するために、試錐孔において深度1,000mまで調査できる機器と、その調査機器を用いた現場調査を効率的に進めるための支援調査機器の開発が進められている。これらの調査機器開発の一環として平成8年度に、調査機器本体の試錐孔内への挿入や回収、および落雷や降雨などからの保護などの役割を備えた支援調査機器(移動調査システム)を設計・製作した。本システムは、1)計測・管理ユニット、2)メンテナンスユニット、3)昇降ユニット、4)ケーブルドラム搭載ユニットタイプ1(採水試験用)、5)ケーブルドラム搭載ユニットタイプ2(水理試験用)の5つのユニットから構成されており、以下に示す特長を有する。・試験装置を試錐孔内で昇降するための櫓や試錐機が不要である。・車内に計測室、居住設備などが備わっているため、計測小屋などの付帯設備が不要である。・フィールドで試験装置の調整・修理などの保守作業が可能である。・コンピュータ、電源・制御ユニット、ケーブルドラム等が車内に格納されているため、高温多湿、凍結などの気象条件や落雷などから装置を保護することができる。・異常時昇降装置を備えており、試験装置の孔内抑留などのトラブルに対処できる。

空中探査法による活断層の地下構造調査(成果報告書)(資料集あり)

小野 傳*; 奥野 孝晴*; 佐々木 進*

PNC-TJ7459 97-001, 94 Pages, 1997/02

PNC-TJ7459-97-001.pdf:14.99MB

活断層の分布とその周辺の地表から地下深部までに広域的な地質構造を把握することを目的に、秋田県横手盆地東縁の千畑町において空中物理探査を実施した。ヘリコプタによる電磁・磁気・ガンマ線調査を千屋丘陵を中心とする7km7kmの範囲で行った。磁気調査の結果は、10m深度毎の見掛比抵抗分布図として図示した。また指定測線に沿う見掛比抵抗断面図を作成した。これらは岩石の種類、風化度、地下水分布、断層構造に伴う変質等の地質および地質環境を反映していると見られる。磁気調査の結果は概して分布する岩石種と一致しているが、潜在する岩脈類の存在も予測され、これに関しモデル解析を行った。ガンマ線調査の結果は、地表の岩石種の特徴を良く反映しているが、一部に断層構造と一致する放射能異常が確認された。今後、試錐等を含む詳細な地表地質データと対比して行くことによって、広域に均質な条件で得られた今回の空中探査データは、地域全体の地質構造や地質環境について、さらに示唆を与える資料となると考える。

空中磁気探査データのコンパイル作業

松田 陽一*

PNC-TJ7305 95-001, 12 Pages, 1995/03

PNC-TJ7305-95-001.pdf:1.12MB

本作業は、東濃鉱山周辺地域の深部地下構造の解析に必要なデータ取得の一環として、新エネルギー・産業技術総合開発機構が地熱調査のために取得した空中磁気探査データのコンパイルを行い、中部地方および東濃地方の磁力図を作成することを目的として行われた。作業内容は、東経135°30'東経139°00'、北緯34°00'北緯37°00'の対象領域について、1)全磁力および極磁気補正済磁力の各ディジタルデータについて、座標変換による位置座標の統一、上方接続による飛行高度の統一、2)コンパイルデータファイルの作成、3)磁力図(カラーコンター図)の作成である。飛行高度は3,200m(10,500フィート)、座標はUTM座標の東経141°基準の54帯に統一された。作成された磁力図は以下の通りである。1)中部地方の全磁力図および極磁気補正済磁力図・範囲、東経135°30'東経139°00'北緯34°00'北緯37°00'・縮尺、1:500,000およびA4サイズ版2)東濃地方の全磁力図および極磁気補正済磁力図・範囲、東経136°45'東経137°45'北緯35°10'北緯35°50'・縮尺、1:100,000およびA4サイズ版

Search for the decay of Hg and the -decay branches of Hg and Hg

K.S.Toth*; Y.A.Akovali*; C.R.Bingham*; Carter, H. K.*; 初川 雄一; P.F.Mantica*; M.Zhang*

ORNL-6746, p.67 - 68, 1993/00

Hg同位体の壊変率がPbのそれよりも遅いとの報告がある。この事はPbの壊変がZ=82の閉殻構造によって阻害されているとすると予期しない結果である。そこで今回Hg同位体の中で放射体として最も重い2つの同位体、Hgの壊変分岐比を再測定した。さらに壊変が観測されていないHgの壊変率の測定も試みた。実験はオークリッジ国立研究所ホリフィールド重イオン研究施設で行なった。Cビームでタングステンを照射してHg同位体を生成し、UNISOR同位体分離装置で分離した。分離されたHg同位体は放射線検出器によって線、線の測定を行ないそれぞれの強度比より壊変分岐比を得た。Hgについては壊変を観測する事はできなかったが、上限値を得た。この研究の結果Pb同位体に対してHg同位体が壊変に対して異常に安定ではない事が明らかになった。

Shell evolution in neutron-rich nuclei

宇都野 穣

no journal, , 

ハドロン, 原子核, 原子分子, 物性物理に共通の物理を議論することを目的としたこのワークショップにおいて、この講演では、原子核の殻構造に関する最近の話題を提供する。殻構造は原子, 原子核, マイクロクラスターなど、メゾスコピック系に共通の概念である。原子核における殻構造は、非常に強いスピン軌道相互作用によって特徴づけられているが、その起源は未だに完全には理解されていない。近年、中性子過剰核において新魔法数が発見され、こうしたエキゾチックな現象は、スピン軌道相互作用がテンソル力の影響によって大きく変化していることによるものと考えられている。また、スピン軌道相互作用の増減はヤーンテラー効果にも影響を与え、その結果、原子核の変形も変化させるという興味深い現象をも引き起こす。