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報告書

Experimental and numerical study on energy separation in vortex tube with a hollow helical fin (Joint research)

呉田 昌俊; 山形 洋司*; 宮腰 賢*; 増井 達也*; 三浦 義明*; 高橋 一憲*

JAEA-Research 2022-007, 28 Pages, 2022/09

JAEA-Research-2022-007.pdf:8.17MB

ボルテックスチューブにおけるエネルギー分離を促進するために、新たに設計した中空螺旋状フィンを管内に挿入した。本報では、3種類の管を用いて、フィンがエネルギー分離に及ぼす影響を実験的に調べ、次に、数値流体力学(CFD)シミュレーションを行い、実験結果と中空螺旋状フィン付き管内の流動構造との関係を研究した。実験データから、フィンがエネルギー分離を促進し、管長を短くできることがわかった。入口空気圧が0.5MPaのとき、入口から出口までの最大温度差は62.2$$^{circ}$$Cであった。レイノルズ応力モデル(RSM)乱流モデルを組み込んだCFDコードを用いて流体解析をした結果、フィン無とフィン有の場合とで淀み点の位置が大きく変わり、流動構造が全く異なることを確認した。中空螺旋状フィンによって、低温側フィン端と淀み点との間に小さな循環渦構造を持つ強い反転渦流が形成され、乱流運動エネルギーが大きな領域が生成されることによってエネルギー分離が促進されたと考えられる。

論文

$$^{124-130}$$BaのO$$^{+}$$準位の同定

浅井 雅人*; 小島 康明*; 長 明彦; 小泉 光生; 関根 俊明; 柴田 理尋*; 山本 洋*; 河出 清*

「不安定核の理工学及び核計測法 (II)」に関する専門研究会報告書, 0, p.97 - 100, 1997/00

基底状態の偶々核のスピン・パリティはO$$^{+}$$であることは良く知られているが、励起状態のO$$^{+}$$準位については情報が十分でない。本研究では、中性子欠損Ba核のO$$^{+}$$準位を見出すため親核であるLa核を生成させ、その$$beta$$$$^{+}$$崩壊に続く$$gamma$$線放出過程を調べた。この実験では、高崎研TIARAのサイクロトロン接続したオンライン同位体分離器を用いて、$$^{36}$$Ar+Mo反応で生成した目的核種を質量分離し、準位スピン決定のために$$gamma$$-$$gamma$$角度相関測定を行った。5台のGe検出器を用いた効率の高い測定により、$$^{124-130}$$Baについて9つのO$$^{+}$$準位を同定した。

論文

A Five-HPGe detector system for $$gamma$$-$$gamma$$ angular correlation measurements for mass-separated short-lived nuclei

浅井 雅人*; 河出 清*; 山本 洋*; 長 明彦; 小泉 光生; 関根 俊明

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 398, p.265 - 275, 1997/00

https://doi.org/10.1016/S0168-9002(97)00807-3
 被引用回数：6 パーセンタイル：49.40(Instruments & Instrumentation)

短寿命核の$$beta$$崩壊による低スピン状態を研究するために、オンライン同位体分離器に接続して用いる$$gamma$$-$$gamma$$角度相関測定装置を製作した。この装置は5台のHPGe検出器を水平面に一定角度で配置して、90°~170°まで10度間隔で$$gamma$$線の角度相関データを一度に得ることができる。線源と検出器表面との距離はどれも5cmで、線源から見た検出器の有効立体角の補正値を$$^{152}$$Eu線源により色々なエネルギーについて求めた。$$^{152}$$Eu線源を用いて装置の動作確認をした後、高崎研TIARAのオンライン同位体分離器に接続してオンライン実験により$$^{126}$$Laの崩壊を調べ、娘核$$^{126}$$Baの新しい低スピン状態を多数見出した。

論文

TIARA-ISOLにおける$$gamma$$-$$gamma$$角度相関測定

浅井 雅人*; 小島 康明*; 長 明彦; 小泉 光生; 関根 俊明; 柴田 理尋*; 山本 洋*; 河出 清*

KURRI-KR-3, 0, p.36 - 40, 1996/00

高崎研TIARAのISOL(オンライン同位体分離器)を用いて重イオン核融合・粒子蒸発反応で生成する短寿命アイソトープの崩壊及び核構造を研究している。この研究では$$beta$$崩壊の後の励起状態から連続的に放射される2本の$$gamma$$線の角度相関がエネルギー準位のスピン、$$gamma$$遷移の多重極度などの重要な情報を与えるが、有意の結果を得るには多数の事象を蓄積しなければならない。この測定を限られたマシンタイムの中で行うために5台のGe検出器を用いて、90°から170°の間で9個の角度について同時にデータが収集できるシステムを設置した。これが$$^{94}$$Mo($$^{36}$$Ar,3Pn)$$^{126}$$La($$beta$$$$^{+}$$)$$^{126}$$Baの反応の研究において有効に働くことを実証した。

論文

Numerical simulation for metastable states' deexcitation in electron beam evaporation process

西村 昭彦; 柴田 猛順

Journal of Nuclear Science and Technology, 32(9), p.905 - 911, 1995/09

https://doi.org/10.3327/jnst.32.905
 被引用回数：2 パーセンタイル：27.35(Nuclear Science & Technology)

原子法レーザー同位体分離(AVLIS)では、原子蒸気発生のために電子ビーム蒸発が使用されている。このプロセスの数値計算のために、直接シミュレーションモンテカルロ(DSMC)法を改良した。DSMC法に単純統計モデルを組込むことで、蒸発原子の並進運動と準安定準位間のエネルギー移動を表現した。Gdの5つの準安定準位を計算対象にした。計算結果とレーザー吸収分光法により求めた実験結果との比較により、準安定準位と並進運動間のエネルギー移動が生じるのは衝突ペアの全エネルギーがあるしきい値を超えた場合であることが判明した。本計算コードを改良発展させることで、原子法レーザー同位体分離の蒸発プロセス全体を把握できることが期待できる。

論文

Low-spin level structure of $$^{126}$$Ba investigated by $$gamma$$-$$gamma$$ angular correlation measurement

浅井 雅人*; 小島 康明*; 長 明彦; 小泉 光生; 関根 俊明; 柴田 理尋*; 山本 洋*; 河出 清*

ENAM 95: Int. Conf. on Exotic Nuclei and Atomic Masses, 0, p.539 - 540, 1995/00

質量数130付近のXe-Ba-Ce原子核は、原子核変形の遷移領域として興味深く、詳細な核分光学的データの蓄積が望まれている。本研究では、$$^{126}$$Ba原子核の低エネルギー・低スピン準位構造を高崎研TIARA-ISOLに設置した$$gamma$$-$$gamma$$角度相関測定装置によって調べた。$$^{94}$$Mo($$^{36}$$Ar,3pn)$$^{126}$$La反応で生成した$$^{126}$$Laの$$beta$$$$^{+}$$崩壊による娘核$$^{126}$$Baの$$gamma$$線角度相関データから、0$$_{3+}$$、2$$_{4+}$$及び4$$_{3+}$$準位を見い出すと共に、遷移のE2/M1混合比及びB(E2)比を求めた。これらの実験値は、相互作用するボソン模型2によって概ね説明できることが分った。

論文

$$beta$$$$^{+}$$ decay of unstable praseodymium isotopes: $$^{127}$$Pr, $$^{126}$$Pr and the new isotope $$^{125}$$Pr

長 明彦; 浅井 雅人*; 小泉 光生; 関根 俊明; 市川 進一; 小島 康明*; 山本 洋*; 河出 清*

Nuclear Physics A, 588, p.185C - 190C, 1995/00

https://doi.org/10.1016/0375-9474(95)00137-P
 被引用回数：24 パーセンタイル：76.12(Physics, Nuclear)

プラセオジムアイソトープの$$beta$$$$^{+}$$崩壊で生成するセリウムの原子核は、原子核変形の遷移領域にある偶数陽子の原子核として、キセノン及びバリウムの原子核と共に興味が持たれている。高崎研TIARAのAVF型サイクロトロンに設置したISOL(オンラインアイソトープ分離器)を用いて、$$^{195}$$MeVの$$^{36}$$Arビームと$$^{94}$$Moまたは$$^{92}$$Mo濃縮ターゲットとの反応で生成させた、質量数127、126、125の不安定なプラセオジムアイソトープについて核分光学的測定を行った。$$^{127}$$Pr(半減期7.7秒)の崩壊では、$$^{127}$$Ce核の回転バンドを見い出した。新核種である$$^{125}$$Prを同定し、半減期を3.3$$pm$$0.7秒と決定したが、見い出された2本の$$gamma$$線は回転バンドに今のところ帰属できない。$$^{126}$$Pr(半減期3.2秒)の崩壊では、偶数核$$^{126}$$Ceの6$$^{+}$$準位までの基底回転バンドと共に、$$gamma$$バンドのヘッドと考えられる準位を、相互作用するボソン模型の予言に近いエネルギーに見い出した。

論文

Decay of the new isotope $$^{127}$$Pr

関根 俊明; 長 明彦; 小泉 光生; 市川 進一; 浅井 雅人*; 山本 洋*; 河出 清*

Z. Phys., A, 349, p.143 - 146, 1994/00

これまで実験的データが報告されてない核種$$^{127}$$Prを探索した。高崎研TIARAのAVFサイクロトロンに接続したオンラインアイソトープ分離器によって、$$^{36}$$Arビームと$$^{94}$$Mo濃縮ターゲットとの反応生成物を質量分離した。質量数127の単体イオンまたは酸化物イオンについて、$$gamma$$線シングルス、$$beta$$-gated $$gamma$$及び$$gamma$$$$gamma$$同時計数測定を行って、4本の新しい$$gamma$$線を見出した。また、$$^{127}$$Prの$$beta$$$$^{+}$$/EC崩壊に伴うCeの特性X線を確認することができた。これらの結果から、新しい$$gamma$$線は$$^{127}$$Prの崩壊に伴うものであり、$$^{127}$$Prの半減期は7.7$$pm$$0.6秒と結論した。なお、半減期の理論的予測値はファクター2の範囲で一致した。

報告書

Prediction of Mass Excess,$$beta$$-Decay Energy and Neutron Separation Energy from the Atomic Mass Formula with Empirical Shell Terms

安藤 良平*; 宇野 正宏*; 山田 勝美*

JAERI-M 83-025, 142 Pages, 1983/02

JAERI-M-83-025.pdf:5.02MB

核分裂炉の運転後に生ずる核分裂生成物には、ベータ安定線から遠く離れた中性子過多の核種が多い。従ってこれらの核種のベータ崩壊エネルギーや中性子分離エネルギーを正しく評価することが重要であるが、こういった領域の核種は一般に短寿命で、実験質量データがほとんど無いのが実状である。本研究は、このような状況に対応すべく著者らが最近提案した原子質量公式を用いて、約5000個の核種に対する質量超過、ベーター崩壊エネルギー、中性子分離エネルギーを計算し、表示したものである。シグマ委員会・崩壊熱評価のワーキング・グループでは、崩壊熱総和計算用・核分裂生成物・崩壊データ・ライブラリーを完成し、実験データの説明に成功を収めた。そのライブラリー作成に際して、実験データのない領域の核種の崩壊エネルギーの理論的な推定に、本研究で導出されたベータ崩壊エネルギーを全面的に採用している。

口頭

$$^{259}$$Lrの質量対称自発核分裂の測定

浅井 雅人; 鎌田 裕生*; 重河 優大*; 塚田 和明; 佐藤 哲也; 豊嶋 厚史; 水飼 秋菜; 永目 諭一郎; 西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; et al.

no journal, , 

中性子過剰Fm領域核で特異的に観測される質量対称自発核分裂の分裂メカニズムを明らかにするため、この領域の原子核の自発核分裂片の運動エネルギー及び質量分布の精密測定を行った。実験は原子力機構タンデム加速器に付設されたオンライン同位体分離装置ISOLを用い、同位体分離した$$^{259}$$Lrを薄膜に捕集し、2台のSi検出器で核分裂片を同時計数測定した。$$^{259}$$Lrの自発核分裂は分布幅の狭い質量対称分裂を示すが、全運動エネルギーTKEの値は低く、Fm同位体で観測される高TKE対称核分裂とは明らかに異なるメカニズムを持つことを明らかにした。

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