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論文

Minor actinide neutron capture cross-section measurements with a 4$$pi$$ Ge spectrometer

小泉 光生; 長 明彦; 藤 暢輔; 木村 敦; 水本 元治; 大島 真澄; 井頭 政之*; 大崎 敏郎*; 原田 秀郎*; 古高 和禎*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 562(2), p.767 - 770, 2006/06

 被引用回数:5 パーセンタイル:57.17(Instruments & Instrumentation)

原子核科学研究グループにおいては、文科省公募型特会事業において、マイナーアクチニドの中性子捕獲断面積を測ることを目的として、4$$pi$$Geスペクトロメータを使った実験装置の準備を行っている。実験は、京大炉の電子LINAC施設で行う予定で、TOF中性子ビームラインの整備はほぼ完了している。4$$pi$$Geスペクトロメータの建設は進行中である。並行して、デジタル処理テクニックに基づく新しいデータ収集システムの開発を行った。以上この事業の現状について紹介する。

論文

Electron capture processes in low energy collisions of C$$^{4+}$$ ions with excited H atoms

島倉 紀之*; 本間 真由美*; 久保 博孝

Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.7, p.199 - 202, 2006/00

トカマク実験装置のダイバータプラズマでは、C IV n=6-7(722.6 nm)とn=5-6(466.0nm)のスペクトル線が、C IVの基底状態からの電子衝突励起のみを考えた場合に予想されるより、非常に強く現れる場合がある。これは、C$$^{4+}$$がn=2に励起した水素原子と衝突し、電子を捕獲することによって起きると考えられる。このスペクトル線は、可視領域にあるので、ダイバータプラズマにおける高電離炭素イオンの挙動診断に非常に便利に利用できる。この利用のためにはC$$^{4+}$$イオンと励起水素原子(H*(n=2))の衝突による電子捕獲断面積が必要となるが、今まで多価イオンと励起水素原子の衝突による電子捕獲断面積に対する定量的な評価は行われていなかった。ここでは、C$$^{4+}$$イオンと励起水素原子(H*(n=2))の衝突による電子捕獲断面積を60-6000eV/amuの衝突エネルギー領域において分子基底展開緊密結合法を用いて計算した結果について報告する。

論文

Charge state distribution and its equilibration of 2 MeV/u sulfur ions passing through carbon foils

今井 誠*; 左高 正雄; 川面 澄*; 高廣 克己*; 小牧 研一郎*; 柴田 裕実*; 須貝 宏行; 西尾 勝久

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 230(1-4), p.63 - 67, 2005/04

 被引用回数:7 パーセンタイル:47.04(Instruments & Instrumentation)

高速重イオンの高速の固体中での挙動を調べるため重イオンビームの極薄い炭素フォイルにより電荷変換させたイオンの電荷分布を測定した。イオン電荷はイオンの電離,励起,荷電変換,阻止能、など放射線と物質の相互作用を研究するための基本的パラメターの一つであり重要である。本研究は従来ある平衡電荷測定ではなく、平衡に達する前の電荷分布の測定であることが特徴である。実験は東海研タンデム加速器からSイオンを加速し、重イオンスペクトロメータENMAを用いて行った。炭素フォイルの厚さは10$$mu$$g/cm$${^2}$$-0.9$$mu$$g/cm$${^2}$$の8種類、入射イオンは64MeVのSイオンを用いた。電荷6+から13+までのイオンを入射させ出射イオンは電荷6+から13+まで各々のフォイルにつき測定した。測定結果は測定結果をEikonal近似に基づくBesenbacherらの計算と比較した結果、入射イオン電荷が11+の場合以外はよく合わなかった。

論文

Extended description for electron capture in ion-atom collisions; Application of model potentials within the framework of the continuum-distorted-wave theory

Guly$'a$s, L.*; Fainstein, P. D.*; 白井 稔三

Physical Review A, 65(5), p.052720_1 - 052720_9, 2002/05

 被引用回数:11 パーセンタイル:48.86(Optics)

一電子捕獲を記述するための連続状態歪形波(CDW)近似を拡張するために、捕獲される活性電子と残留イオン及び入射イオンの相互作用を記述するモデルポテンシャルを導入した。具体的にH及びHe原子と完全及び不完全電離イオンの衝突における一電子捕獲断面積を計算し、実験データ,本計算結果と従来の(捕獲される活性電子の初期及び終状態を解析関数で近似する)CDWモデルによる計算結果を比較した。実験データが存在するプロトン-Heの衝突における電子捕獲の終状態依存性について、従来の計算法に較べて、今回開発したCDW近似の拡張版の方が実験結果により良く一致する。両者の差の原因について考察した。本CDW近似の拡張版では、不完全電離イオン内の非占有軌道数の占有割合を考慮出来るため、電子捕獲断面積の入射イオンの電荷数依存性を計算することができる。

論文

Polarization of photons emitted in radiative electron capture by bare high-Z ions

Eichler, J.*; 市原 晃

Physical Review A, 65(5), p.052716_1 - 052716_5, 2002/05

 被引用回数:18 パーセンタイル:34.94(Optics)

裸の高Z原子核上で生じる輻射電子捕獲反応は、光電効果の逆反応である輻射再結合の理論を用いて解析できる。輻射再結合反応によって放出される光子の直線及び円偏光の偏光度を計算するための公式を、相対論的量子力学に基づいて導いた。公式中では、光子の全ての多重極項が考慮されている。得られた式を用いて直線偏光及び円偏光の偏光度の、光子放出角度に対する依存性及び入射電子エネルギー(放出光子エネルギー)依存性を計算した。そして、直接偏光の偏光度の符号が変化する際に偏光度がゼロとなる、(cross-over)光子放出角度に対する予見を行った。この結果、高Zイオンの光電効果中で予測されるcross over現象が、逆反応である輻射電子捕獲の実験によって測定できることを示した。

論文

Electron spectroscopy of doubly excited states in He produced by slow collisions of He$$^{2+}$$ ions with Ba atoms

家村 一彰*; 大谷 俊介*; 鈴木 洋*; 武田 淳一*; 町田 修一*; 田辺 邦浩*; 高柳 俊暢*; 脇谷 一義*; 関口 雅行*; 金井 保之*; et al.

Physical Review A, 64(6), p.062709_1 - 062709_14, 2001/12

 被引用回数:6 パーセンタイル:61.33(Optics)

私たちは、He$$^{2+}$$イオンとBa原子の低エネルギー衝突において、2電子捕獲で生成したHe原子2電子励起状態から自動電離によって生成した放出電子スペクトルを測定した。測定は、40から20 keVの衝突エネルギーで、0度電子分光学によって行なわれた。2電子励起状態からの自動電離による電子スペクトルは、He(2lnl)からHe$$^+$$(1s)n$$geq$$2及びHe(3lnl)からHe$$^+$$(2s or 2p)n$$geq$$3が観察された。スペクトル中のライン・ピークは、理論計算値と電子スペクトルを比較することにより識別された。DとFといった比較的高い角運動量の2電子励起状態が、著しく作成されたことで、中性なHe原子と光子,電子,イオン衝突による励起状態とは、異なる生成であるということがわかった。大きなnの値を持ったRydberg準位が、He(2lnl)及びHe(3lnl)の両方で、高い頻度で観察された。

論文

Alignment caused by photoionization and in radiative electron capture into excited states of hydrogenic high-Z ions

J.Eichler*; 市原 晃; 白井 稔三

Physical Review A, 58(3), p.2128 - 2135, 1998/09

 被引用回数:32 パーセンタイル:17.67(Optics)

光イオン化反応及び水素原子型高Zイオンの励起状態上への輻射電子捕獲反応に対する断面積を、光子の波動関数を多重極展開して定式化した。さらに、高Zイオンの励起状態上に捕獲された電子は最終的に基底状態へ落ちていくが、その時放出される光子の角度分布に関する異方性の係数及び電子整列の係数を、先に求めた断面積の公式を利用して定式化した。そして異方性係数の、Z及び電子の入射エネルギーに対する依存性を、数値計算により見積もった。

論文

Strong alignment observed for the time-reversed photoionization process studied in relativistic collisions with bare uranium ions

T.Stoehlker*; J.Eichler*; 市原 晃; 白井 稔三; R.W.Dunford*; T.Ludziejewski*; P.Rymuza*; Z.Stachura*; P.Swiat*; A.Warczak*; et al.

Physical Review Letters, 79(17), p.3270 - 3273, 1997/10

 被引用回数:57 パーセンタイル:10.21(Physics, Multidisciplinary)

裸の高Z入射イオンと低Z標的原子間の高エネルギー原子衝突において、標的原子内の電子は輻射を伴って入射イオンの励起状態中へ捕獲され、更にX-線を放出して入射イオンの基底状態へと遷移する。この過程は2光子-1電子光イオン化の逆反応と解釈できる。本論文では、輻射電子捕獲により入射イオンの励起状態中へ移った電子が基底状態へと遷移する際に放出される、Lyman $$alpha$$$$_{1}$$(2P3/2$$rightarrow$$1S1/2)X-線の角度分布に対する実験及び理論計算の結果が与えられている。得られたX-線の異方性のパターンから、電子は2P3/2状態においては主に$$mu$$=$$pm$$1/2磁気的サブレベル中に存在することを見い出した。そして、Lyman $$alpha$$$$_{1}$$遷移に伴う放出光は強く直線的に偏ることが分かった。

論文

Magnetic field effects on electron capture processes by highly charged ions: Collisions of B$$^{4+}$$ ions with H atoms

鈴木 慎悟*; 白井 稔三; 島倉 紀之*

Phys. Scr., T73, p.110 - 111, 1997/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:78.67(Physics, Multidisciplinary)

多価イオン-原子衝突によって生じる電子捕獲反応の外部磁場効果の研究を、分子基底に基づいた半古典的緊密結合法を用いて理論的に行った。この計算では、電子並進因子だけではなく、ゲージ不変性を考慮するための位相因子も含めた。磁場の効果は一次まで取り込み、磁場の向きは任意の場合を扱った。また、入射粒子の運動に伴う分極の効果は非常に小さいために無視した。この方法を一重項(B$$^{4+}$$+H)系に対して適用し、全ての磁場の向きで平均化した電子捕獲断面積を求めた。得られた全断面積は、磁場とともに少しずつ増加した。また、磁場が衝突平面に対して垂直の場合に磁場効果が最も大きくなった。

論文

Radiative electron capture and the photoelectric effect at high energies

市原 晃; 白井 稔三; J.Eichler*

Physical Review A, 54(6), p.4954 - 4959, 1996/12

 被引用回数:30 パーセンタイル:19.4(Optics)

裸の高Z入射イオンと低Z標的原子との高エネルギー原子衝突では、電子が入射イオンに輻射を伴って捕獲される(REC)。この輻射の角度分布は、自由電子と入射イオンの輻射再結合(RR)によるものとして非常に良く表すことができる。この過程は光電子効果の逆過程である。本論文では、これまでに計算された場合よりもはるかに高い0.2~10GeV/uの入射エネルギーでのAu$$^{79+}$$とU$$^{92+}$$に対する厳密な微分RR断面積を示した。また、入射エネルギーに相当するX-線エネルギーでの光電効果に対する微分断面積も示した。その結果、高エネルギーでの断面積の著しい前方ピークのために低Z標的からのRECの測定が光電効果を研究する最も実用的方法であることが分かった。特別な場合としてAu標的に入射した10.8GeV/uのAu$$^{79+}$$については、標的原子の電子数をかけたRR断面積は、インパルス近似でのREC断面積に近くなることも分かった。

論文

Single-, double- and triple-electron capture cross sections for multicharged slow carbon ions in H$$_{2}$$,CH$$_{4}$$,C$$_{2}$$H$$_{6}$$,C$$_{3}$$H$$_{8}$$ and CO$$_{2}$$ molecules

伊藤 秋男*; 今西 信嗣*; 福沢 文男*; 濱本 成顕*; 塙 信一*; 田中 隆次*; 大平 俊行*; 斉藤 学*; 春山 洋一*; 白井 稔三

Journal of the Physical Society of Japan, 64(9), p.3255 - 3264, 1995/09

 被引用回数:20 パーセンタイル:27.58(Physics, Multidisciplinary)

H$$_{2}$$、CH$$_{4}$$、C$$_{2}$$H$$_{6}$$、C$$_{3}$$H$$_{8}$$及びCO$$_{2}$$分子とC$$^{q+}$$(q=1-4)イオンとの衝突による1-、2-、3-電子捕獲断面積を衝突エネルギー(1-20)q keVの領域で測定した。本研究で測定された断面積は、殆んど衝突エネルギーに依存しない。しかし分子の電離エネルギーに強く依存すること、また構成原子数に1次に比例することが分かった。1電子捕獲断面積については、古典的障壁モデル、ポテンシャル交叉モデルに基づく理論値と比較した。

論文

Photon angular distributions from radiative electron capture in relativistic atomic collisions

J.Eichler*; 市原 晃; 白井 稔三

Physical Review A, 51(4), p.3027 - 3035, 1995/04

 被引用回数:48 パーセンタイル:9.2(Optics)

重イオン原子核と軽元素原子との衝突で生じる輻射電子捕獲について、放出光子の角度分布を計算し、重イオンの電荷および入射エネルギーに対する依存性を調べた。輻射電子捕獲の断面積はradiative recombinationの断面積により定量的に再現されるため、radiative recombinationに関する厳密計算を行い、放出光子の角度分布を求めた。また、電子スピンの与える影響について考察を行った。

論文

Radiative electron capture studied in relativistic heavy-ion-atom collisions

Th.Stoehlker*; C.Kozhuharov*; P.H.Mokler*; A.Warczak*; F.Bosch*; H.Geissel*; R.Moshammer*; C.Scheidenberger*; J.Eichler*; 市原 晃; et al.

Physical Review A, 51(3), p.2098 - 2111, 1995/03

 被引用回数:91 パーセンタイル:3.71(Optics)

高エネルギー原子衝突における、軽元素原子から重イオンのK-殻上への輻射電子捕獲の断面積を、Au$$^{78,79+}$$、Pb$$^{81,82+}$$、Bi$$^{82,83+}$$、およびU$$^{91,92+}$$について測定した。得られた放出光子の角度分布は相対論的取扱いを考慮した理論計算の結果と良く一致することが確認され、これまでの非相対論的計算から導かれるsin$$^{2}$$$$theta$$分布に従わないことが見出された。また相対論的理論計算に基づき、輻射電子捕獲の断面積を見積もるためのスケーリング則を与えた。市原、白井、Eichler[Phys.Rev.A49,1875(1994)]の計算に基づく実験がドイツ重イオン科学研究所(GSI)で行われ、実験結果を共同で解析した。

論文

Radiative electron capture in relativistic heavy-ion atom collisions

Th.Stoehlker*; F.Bosch*; H.Geissel*; T.Kandler*; C.Kozhuharov*; P.H.Mokler*; R.Moshammer*; P.Rymuza*; C.Scheidenberger*; Z.Stachura*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 98, p.235 - 239, 1995/00

 被引用回数:6 パーセンタイル:42.51

高エネルギー領域における重イオン-原子間衝突で生じる輻射電子捕獲の断面積について、相対論を考慮した精密な計算を行い、非相対論的な双極子近似に基づく計算結果と比較した。重イオンのK殻上への輻射電子捕獲に対して、両者の結果はほぼ等しく、実験結果を再現している。一方、L殻上への輻射電子捕獲については、相対論を考慮した計算結果は実験値と良く一致するが、非相対論的な取扱いでは実験結果を再現できないことが確認された。

論文

Photon angular distribution of radiative electron capture into the M shell of He-like uranium ions at 110-140MeV/u

T.Kandler*; Th.Stoehlker*; P.H.Mokler*; C.Kozhuharov*; H.Geissel*; C.Scheidenberger*; P.Rymuza*; Z.Stachura*; A.Warczak*; R.W.Dunford*; et al.

Z. Phys., D, 35, p.15 - 18, 1995/00

U$$^{90+}$$を110-140MeV/uで炭素原子に衝突させた際の、炭素からU$$^{90+}$$のM殻上への輻射電子捕獲について、放出光子の角度分布を測定した。その結果、角度分布のピークが90°より前方で生じることが確認された。実験結果は相対論を考慮した理論計算の結果と良く一致しており、理論計算からは、放出光子の角度分布の非対称性がU$$^{90+}$$のM$$_{1}$$(3s$$_{1}$$/2)状態への輻射電子捕獲に大きく依存することが示されている。市原、白井、Eichler[Phys.Rev.A49,1875(1994);A51,3027(1995)]の計算に基づく実験がドイツ重イオン科学研究所(GSI)で行われ、実験結果を共同で解析した。

論文

L-subshell resolved photon angular distribution of radiative electron capture into He-like uranium

Th.Stoehlker*; H.Geissel*; H.Irnich*; T.Kandler*; C.Kozhuharov*; P.H.Mokler*; G.Muenzenberg*; F.Nickel*; C.Scheidenberger*; T.Suzuki*; et al.

Physical Review Letters, 73(26), p.3520 - 3523, 1994/12

 被引用回数:36 パーセンタイル:15.28(Physics, Multidisciplinary)

U$$^{90+}$$を89MeV/uで炭素原子に衝突させた際の、炭素からU$$^{90+}$$のL-殻(j=1/2、3/2)上への輻射電子捕獲について、放出光子の角度分布を測定した。j=3/2状態への輻射電子捕獲については、角度分布のピークが90°より後方に現れることが見出され、相対論を考慮した理論計算の結果と良く一致することが確認された。同時に、高Z価重イオンに対する輻射電子捕獲については、光子の角度分布が非相対論的計算から導かれるsin$$^{2}$$$$theta$$則に従わないことが明らかにされた。市原、白井、Eichler[Phys.Rev.A49,1875(1994)]の計算に基づく実験がドイツ重イオン科学研究所(GSI)で行われ、実験結果を共同で解析した。

論文

Radiative electron capture in relativistic atomic collisions

市原 晃; 白井 稔三; J.Eichler*

Physical Review A, 49(3), p.1875 - 1884, 1994/03

 被引用回数:72 パーセンタイル:5.46(Optics)

軽元素標的原子に、裸の重イオン原子核を高速で衝突させた時に生じるradiative electron capture(REC)の断面積計算を行った。計算方法にはimpulse近似を用い、重イオン原子核上での1電子波動関数にはDirac方程式の解を使用している。この計算では、197MeV/uにおけるXe$$^{54+}$$+BeのREC断面積の実験結果を定量的に再現していることが確認できた。一方で、295MeV/uにおけるU$$^{92+}$$+Nに関する計算結果からは、より高エネルギー領域では相対論的な効果が無視できなくなることが示されている。

報告書

低エネルギー炭素イオンと炭素含有分子との電荷変換衝突断面積

濱本 成顕*; 田中 隆次*; 伊藤 秋男*; 今西 信嗣*; 斉藤 学*; 春山 洋一*; 白井 稔三

JAERI-M 93-202, 45 Pages, 1993/10

JAERI-M-93-202.pdf:1.09MB

Cイオンと分子ターゲットCO$$_{2}$$、CH$$_{4}$$、C$$_{2}$$H$$_{6}$$、C$$_{3}$$H$$_{8}$$の組み合わせにつき0.5~5keV/amuのエネルギー領域で一から三電子捕獲までの断面積を測定した。断面積の測定誤差は約9~20%である。得られた断面積は入射エネルギーにはほとんど依存しないが、入射電荷ならびにターゲットの電離電圧には依存する;分子ターゲットの場合は多電子捕獲の寄与が大きい、等のことが分かった。一電子捕獲過程の結果については、理論モデルと比較して議論した。

論文

Cross sections for electron capture in relativistic atomic collisions

市原 晃; 白井 稔三; J.Eichler*

Atomic Data and Nuclear Data Tables, 55, p.63 - 79, 1993/09

 被引用回数:17 パーセンタイル:27.4(Physics, Atomic, Molecular & Chemical)

電子1個を持った標的原子イオンに、裸の原子核を衝突させた時に生じる電子捕獲断面積を、相対性理論を考慮したアイコナル近似を用いて計算した。衝突原子の入射エネルギーは0.2~10$$^{4}$$GeV/uの範囲とし、将来の実験対象として興味の持たれているAu、U原子と、C、Al、Cu、Ag、Au、U原子間の衝突を扱った。照射物及び標的原子はそれぞれ、1s$$_{1}$$/2、2s$$_{1}$$/2、2p$$_{1}$$/2、あるいは2p$$_{3/2}$$電子状態をとるものとし、これらの全ての組合せから生じる状態間遷移について計算を行なった。

報告書

Analytic cross sections for collisions of H, H$$_{2}$$, He and Li atoms and ions with atoms and molecules, I

伊藤 琳典*; 多幡 達夫*; 白井 稔三; R.A.Phaneuf*

JAERI-M 93-117, 91 Pages, 1993/06

JAERI-M-93-117.pdf:1.88MB

Barnettの推奨データ[ORNL-6086/V1(1990)]に対する解析的表式を電子捕獲および励起状態への電子捕獲の反応断面積について与えた。後者には電子捕獲に伴う光放出断面積も含まれている。解析的表式として、推奨データの内外挿ができるようにGreen and McNeal[J.Geophys.Res.76,133(1971)]の経験式を変形したものを採用した。

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