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論文

Study of the spin-memory effect with low-energy gamma-rays in $$^{177}$$Hf(n,$$gamma$$)$$^{178}$$Hf reaction measurement

河村 しほり*; 遠藤 駿典; 岩本 修; 岩本 信之; 木村 敦; 北口 雅暁*; 中村 詔司; 奥平 琢也*; Rovira Leveroni, G.; 清水 裕彦*; et al.

EPJ Web of Conferences, 329, p.05002_1 - 05002_3, 2025/06

https://doi.org/10.1051/epjconf/202532905002

共鳴の全角運動量は低エネルギー核反応において重要なパラメータの一つである。実験から共鳴のJを推定する方法はいくつか提案されているが、本研究ではWetzelとThomasによって提案された、共鳴のガンマ線スペクトルにおいて、適切に選ばれた2つの低エネルギーガンマ線の強度比を比較する方法に着目した。この方法は、HuizengaとVandenboschによって提案されたスピンメモリー効果(SME)に基づいている。SMEとは、カスケード遷移において多くの中間励起準位が存在しても、初期の共鳴状態のスピン情報が残ることを意味する。強度比に現れるSMEの強さは、強度比の差から定量的に評価することができる。過去の測定結果から、原子番号Zがマジックナンバー(Z=50)付近でSMEが大きくなることが示唆されている。本研究ではZ=50から離れた元素である天然のHf(Z=72)を用いて、J-PARC・MLF・ANNRIにおいて中性子捕獲反応測定を行った。SMEの強さは、共鳴からの低エネルギー$$gamma$$線の強度比から決定された。その結果、Hf(Z=72)で観測されたSMEはTa(Z=73)よりも非常に大きいことがわかった。

論文

Circular polarization measurement for individual gamma rays in capture reactions with intense pulsed neutrons

遠藤 駿典; 安部 亮太*; 藤岡 宏之*; 猪野 隆*; 岩本 修; 岩本 信之; 河村 しほり*; 木村 敦; 北口 雅暁*; 小林 龍珠*; et al.

European Physical Journal A, 60(8), p.166_1 - 166_10, 2024/08

https://doi.org/10.1140/epja/s10050-024-01392-6
 被引用回数：3 パーセンタイル：74.10(Physics, Nuclear)

Measurements of $$gamma$$-ray circular polarization emitted from neutron capture reactions provide valuable information for nuclear physics studies. The spin and parity of excited states can be determined by measuring the circular polarization from polarized neutron capture reactions. Furthermore, the $$gamma$$-ray circular polarization in a neutron capture resonance is crucial for studying the enhancement effect of parity nonconservation in compound nuclei. The $$gamma$$-ray circular polarization can be measured using a polarimeter based on magnetic Compton scattering. A polarimeter was constructed, and its performance indicators were evaluated using a circularly polarized $$gamma$$-ray beam. Furthermore, as a demonstration, the $$gamma$$-ray circular polarization was measured in $$^{32}$$S(n,$$gamma$$)$$^{33}$$S reactions with polarized neutrons.

論文

Measurements of the neutron total and capture cross sections and derivation of the resonance parameters of $$^{181}$$Ta

遠藤 駿典; 木村 敦; 中村 詔司; 岩本 修; 岩本 信之; Rovira Leveroni, G.; 藤 暢輔; 瀬川 麻里子; 前田 亮

Nuclear Science and Engineering, 198(4), p.786 - 803, 2024/04

https://doi.org/10.1080/00295639.2023.2227826
 被引用回数：1 パーセンタイル：18.87(Nuclear Science & Technology)

The neutron transmission ratio and capture yield for $$^{181}$$Ta were measured in J-PARC MLF ANNRI to improve the accuracy of resonance parameters. The total cross section was determined from the transmission ratio in the energy range from 0.2 to 150 eV. The capture cross section was obtained from the capture yield using the pulse height weighting technique (PHWT) in the energy range from thermal to 150 eV. The obtained transmission ratio and capture cross-section were fitted by the resonance analysis code, REFIT, and the resonance parameters were determined below 150 eV. It was also discussed the correlations caused by fitting based on statistical uncertainty and correlations for systematic uncertainty based on sample thickness in the transmission measurements.

論文

Measurements of neutron total and capture cross sections of $$^{139}$$La and evaluation of resonance parameters

遠藤 駿典; 河村 しほり*; 奥平 琢也*; 吉川 大幹*; Rovira Leveroni, G.; 木村 敦; 中村 詔司; 岩本 修; 岩本 信之

European Physical Journal A, 59(12), p.288_1 - 288_12, 2023/12

https://doi.org/10.1140/epja/s10050-023-01203-4
 被引用回数：2 パーセンタイル：38.12(Physics, Nuclear)

ランタン(La)-139の断面積と共鳴パラメータは、原子力分野への応用や基礎核物理の研究にとって重要である。本論文では、大強度陽子加速器施設(J-PARC)のANNRIにてLaの中性子全断面積と捕獲断面積を測定した。Negative共鳴を含む4つの共鳴の共鳴パラメータを、共鳴解析コードREFITを用いて求めた。その結果いくつかの共鳴パラメータにおいて、評価済み核データライブラリとの不一致が見られた。さらに全断面積を再現するために、スピン依存する散乱半径もフィットした。得られた散乱半径は、評価済み核データライブラリで記録されたものよりも大きいことがわかった。

論文

J-PARC ANNRIビームラインにおける偏極熱外中性子利用

遠藤 駿典; 奥平 琢也*

波紋, 33(2), p.68 - 72, 2023/05

https://doi.org/10.5611/hamon.33.2_68

J-PARC・MLFに設置されている中性子ビームラインの一つであるANNRIでは、Ge検出器、NaI検出器、LaBr検出器などのガンマ線検出器を用いた核反応測定が行われている。さらに近年、偏極中性子生成デバイスであるHeスピンフィルタをANNRIにおいて導入可能となり、偏極中性子を用いた新たな核反応測定が行われるようになった。$$^{117}$$Snなどのp波共鳴において、中性子の偏極方向とガンマ線の放出方向に依存する断面積の測定が行われた。また偏極中性子と円偏光度測定を組み合わせた新たな核データや角相関項の測定が今後行われていく予定である。本稿ではこれらANNRIにおける偏極中性子利用に関しての現状について解説する。

論文

Covariance of resonance parameters ascribed to systematic uncertainties in experiments

遠藤 駿典; 木村 敦; 中村 詔司; 岩本 修; 岩本 信之; Rovira Leveroni, G.

EPJ Web of Conferences, 281, p.00012_1 - 00012_5, 2023/03

https://doi.org/10.1051/epjconf/202328100012

In resonance analysis, experimental uncertainties affect the accuracy of resonance parameters. A resonance analysis code REFIT can consider the statistical uncertainty of the experimental data in evaluation of the resonance parameter uncertainty. On the other hand, since the systematic uncertainties of the sample thickness and normalization, which is proportional to the cross-section, are not independent at each measurement point, they must be treated differently from the statistical uncertainty. However, their treatment has not been discussed in detail so far. In this study, we evaluated the effect of the systematic uncertainties of experimental data on deduced resonance parameters by varying sample-thickness values used for the REFIT code. Covariance of resonance parameters ascribed to systematic uncertainties were evaluated from the neutron transmission data of natural zinc measured at the J-PARC MLF ANNRI. We will introduce this evaluation method and discuss the feature of obtained correlations.

論文

Estimation of the total angular momentum of resonances using low-energy gamma-rays in $$^{181}$$Ta(n,$$gamma$$)$$^{182}$$Ta reaction

河村 しほり*; 遠藤 駿典; 岩本 修; 岩本 信之; 木村 敦; 北口 雅暁*; 中村 詔司; 奥平 琢也*; Rovira Leveroni, G.; 清水 裕彦*; et al.

JAEA-Conf 2023-001, p.115 - 120, 2023/02

https://doi.org/10.11484/jaea-conf-2023-001

複合核共鳴における全角運動量は、核データを構成する1つの重要なパラメータである。しかしながら直接的な測定は、核編極標的を用いる必要があるなど難しい場合が多く、核データとして整備された値はランダムに割り振られた推定値であることが多い。本研究では共鳴から放出される複数のガンマ線のうち、2つの低エネルギーガンマ線の強度比を取る手法を用いて、実験結果に基づき$$^{182}$$Taの共鳴の全角運動量を推定した。実験はJ-PARC・MLF・ANNRIにて、Ge検出器を用いて行った。本発表では実験・解析の詳細および既存の核データの値や先行研究との比較について報告を行う。

論文

Measurement of the transverse asymmetry of $$gamma$$ rays in the $$^{117}$$Sn($$n,gamma$$)$$^{118}$$Sn reaction

遠藤 駿典; 奥平 琢也*; 安部 亮太*; 藤岡 宏之*; 広田 克也*; 木村 敦; 北口 雅暁*; 奥 隆之; 酒井 健二; 嶋 達志*; et al.

Physical Review C, 106(6), p.064601_1 - 064601_7, 2022/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.106.064601
 被引用回数：9 パーセンタイル：71.91(Physics, Nuclear)

熱外中性子入射により形成される複合核において観測された、空間反転対称性の破れの大きな増幅は、今のところ複合核状態の入射チャネルにおけるパリティの異なる部分波の混合の結果として説明されている。さらに時間反転対称性の破れも同様のメカニズムで増幅されることが示唆されている。この入射チャネルにおける混合は、複合核共鳴から放出される個々のガンマ線のエネルギー依存なスピン-角相関を引き起こす。本研究ではJ-PARC・MLF・ANNRIにて偏極熱外中性子ビームを用い、$$^{117}$$Sn($$n,gamma$$)$$^{118}$$Sn反応におけるガンマ線強度分布が、中性子の偏極方向に依存することを確認した。

論文

Angular distribution of $$gamma$$ rays from the $$p$$-wave resonance of $$^{118}$$Sn

古賀 淳*; 高田 秀佐*; 遠藤 駿典; 藤岡 宏之*; 広田 克也*; 石崎 貢平*; 木村 敦; 北口 雅暁*; 新實 裕大*; 奥平 琢也*; et al.

Physical Review C, 105(5), p.054615_1 - 054615_5, 2022/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.105.054615
 被引用回数：8 パーセンタイル：71.91(Physics, Nuclear)

J-PACR MLFのパルス中性子源及びBL04 ANNRIに設置されたゲルマニウム検出器を用いて、$$^{117}$$Sn(n,$$gamma$$)反応により生じるガンマ線の中性子エネルギー依存する角度分布を測定した。$$^{117}$$Snの複合核状態から$$^{118}$$Snの基底状態への遷移で発生する9327keVのガンマ線に関して、角度によって1.33eVの$$p$$波共鳴の形状が変わることが明らかに確認できた。この共鳴の低エネルギー側の積分値と高エネルギー側の積分値をそれぞれ$$N_{L}, N_{H}$$で表したとき、非対称性$$A_{LH}=(N_{L}-N_{H})/(N_{L}+N_{H})$$は$$A$$cos$$theta_{gamma}+B$$という角度依存をし、それぞれのパラメータ値が$$A=0.394pm0.073$$、$$B=0.118pm0.029$$であることがわかった。

論文

Neutron capture and total cross-section measurements and resonance parameter analysis of niobium-93 below 400 eV

遠藤 駿典; 木村 敦; 中村 詔司; 岩本 修; 岩本 信之; Rovira Leveroni, G.; 寺田 和司*; 明午 伸一郎; 藤 暢輔; 瀬川 麻里子; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 59(3), p.318 - 333, 2022/03

https://doi.org/10.1080/00223131.2021.1970040
 被引用回数：11 パーセンタイル：71.92(Nuclear Science & Technology)

In order to improve the accuracy of the cross-section and the resonance parameters of $$^{93}$$Nb, neutron capture and total cross-sections were measured using the J-PARC MLF ANNRI. The thermal-neutron capture cross-section was deduced as 0.97$$pm$$0.12 b. The resonance parameters of 11 resonances below 400 eV were determined from obtained capture cross-sections and transmission ratios by using the resonance analysis code, REFIT.

論文

KeV-region analysis of the neutron capture cross-section of $$^{237}$$Np

Rovira Leveroni, G.; 片渕 竜也*; 登坂 健一*; 松浦 翔太*; 児玉 有*; 中野 秀仁*; 岩本 修; 木村 敦; 中村 詔司; 岩本 信之

Journal of Nuclear Science and Technology, 59(1), p.110 - 122, 2022/01

https://doi.org/10.1080/00223131.2021.1954104
 被引用回数：5 パーセンタイル：45.32(Nuclear Science & Technology)

Neutron capture cross-section measurements for $$^{237}$$Np have been conducted with the Accurate Neutron Nucleus Reaction Measurement Instrument (ANNRI) at the Materials and Life Science Facility (MLF) of the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC) using neutrons with energy ranging from thermal energy to 1 MeV. A Time of Flight (TOF) method using a NaI(Tl) detector was employed for these measurements and the data were analyzed based on the pulse-height weighting technique in order to derive the neutron capture cross-section. The absolute capture cross-section was determined using the whole shape of the first resonance from JENDL-4.0 together with the total neutron flux derived from a $$^{197}$$Au sample measurement in which the first resonance was completely saturated. Both normalization techniques present agreement within 2%. The present results are also compared evaluated data libraries. There is a discrepancy of 10-25% discrepancy from 0.5 to 20 keV with JENDL-4.0. Nonetheless, above this energy, the JENDL-4.0 seems to reproduce the present data better as the results agree within uncertainties up to 500 keV. The cross-section results contain errors below 4% from 0.5 to 30 keV. However, the total uncertainty increases to over 8% over that energy. Along with the cross section measurement, theoretical calculations were performed to reproduce the present results.

論文

Neutron capture cross sections of curium isotopes measured with ANNRI at J-PARC

川瀬 頌一郎*; 木村 敦; 原田 秀郎; 岩本 信之; 岩本 修; 中村 詔司; 瀬川 麻里子; 藤 暢輔

Journal of Nuclear Science and Technology, 58(7), p.764 - 786, 2021/07

https://doi.org/10.1080/00223131.2020.1864492
 被引用回数：4 パーセンタイル：37.40(Nuclear Science & Technology)

The neutron capture cross sections of $$^{244}$$Cm and $$^{246}$$Cm were measured for the neutron energy range of 1-1000 eV via the neutron time-of-flight method with ANNRI at MLF of the J-PARC. The world's most intense neutron pulses from the Japan Spallation Neutron Source enable the accurate measurement of neutron capture cross sections. Besides, single-bunched neutron pulses allow the analysis in a higher neutron energy region than the previous measurement at ANNRI. The resonance analyses were performed up to 1000 eV by using a resonance shape analysis code REFIT. The spectra of prompt gamma-rays from neutron capture reactions of $$^{244}$$Cm and $$^{246}$$Cm were also obtained, and 43 and 10 prompt gamma-ray peaks from $$^{244}$$Cm(n,$$gamma$$) and $$^{246}$$Cm(n,$$gamma$$) reactions were newly observed, respectively.

論文

Isomer production ratio of the $$^{112}$$Cd($$n,gamma$$)$$^{113}$$Cd reaction in an $$s$$-process branching point

早川 岳人*; 藤 暢輔; 木村 敦; 中村 詔司; 静間 俊行*; 岩本 信之; 千葉 敏*; 梶野 敏貴*

Physical Review C, 103(4), p.045801_1 - 045801_5, 2021/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.103.045801
 被引用回数：1 パーセンタイル：12.27(Physics, Nuclear)

A $$beta$$-decay unstable isomer with a half-life of 14.1 y at 264 keV in $$^{113}$$Cd is a branching point in the $$s$$ process, from which a weak branch reaches to a rare tin isotope $$^{115}$$Sn whose astrophysical origin has been an open problem. We have measured $$gamma$$ rays decaying to the ground state or the isomer in the $$^{112}$$Cd($$n,gamma$$)$$^{113}$$Cd reaction using high-energy resolution detectors in conjunction with a time-of-flight method. The relative production ratios of the isomer to the total following the neutron capture reactions on $$^{112}$$Cd have been evaluated in an energy region of up to 9 keV, and the spin and parity of several resonances have been assigned.

口頭

Measurement of spin-angular correlation terms in neutron induced reactions for search of time-reversal violation

遠藤 駿典; 藤岡 宏之*; 井出 郁央*; 飯沼 昌隆*; 伊東 佑起*; 亀田 健斗*; 河村 しほり*; 木村 敦; 北口 雅暁*; 奥 隆之; et al.

no journal, , 

複合核反応において空間反転対称性の破れが陽子陽子散乱反応と比較して、最大で約10$$^6$$倍程度増幅する ことが実験的に確認されている。これと同様の原理で時間反転対称性の破れも増幅することが示唆されており、我々は複合核反応を用いて、標準模型を超える時間反転対称性の破れの探索を計画している。近年はJ-PARC・MLF・ANNRIにて、中性子入射反応におけるスピン-角相関項の測定を行い、時間反転対称性の破れの増幅度の評価や、増幅理論の実験的検証を進めている。本講演ではこれら相関項測定の結果及び現状を中心に、最近の成果と今後の展望を紹介する。

口頭

偏極中性子を用いた$$^{139}$$La(n,$$gamma$$)反応における角相関項の測定

安部 亮太*; 石崎 貢平*; 伊東 佑起*; 遠藤 駿典; 奥 隆之; 奥平 琢也*; 亀田 健斗*; 北口 雅暁*; 木村 敦; 酒井 健二; et al.

no journal, , 

複合核共鳴吸収反応においては、時間反転対称性の破れが増幅されることが示唆されており、我々は素粒子標準模型を超える時間反転対称性の破れの探索を目指している。(n,$$gamma$$)反応の測定により標的核の時間反転対称性の破れに対する感度の推定が可能である。標的核候補の1つである$$^{139}$$Laの測定への感度を決定するために、偏極中性子を$$^{139}$$Laに照射し吸収する$$^{139}$$La(n,$$gamma$$)反応の角度依存性をJ-PARC・MLF・ANNRIにて測定した。本講演ではその解析結果について報告する。

口頭

$$^{181}$$Taの中性子全断面積および捕獲断面積の測定

遠藤 駿典; 木村 敦; 中村 詔司; 岩本 修; 岩本 信之; Rovira Leveroni, G.

no journal, , 

タンタル(Ta)の中性子断面積の高精度化を目指し、J-PARC・MLF・ANNRIにてリチウムガラス検出 器およびゲルマニウム検出器を用い、飛行時間法にて$$^{181}$$Taの中性子全断面積および捕獲断面積の測定を行った。得られたスペクトルデータから0.01eV$$sim$$50eVの領域の中性子断面積を導出した。

口頭

$$^{181}$$Taの中性子捕獲断面積と全断面積の測定及び共鳴解析

遠藤 駿典; 木村 敦; 中村 詔司; 岩本 修; 岩本 信之; Rovira Leveroni, G.

no journal, , 

原子炉構造材に含まれIAEAのクリアランスの対象となっている$$^{181}$$Taの中性子断面積および共鳴パラメータの高精度化を目指し、J-PARC・MLF・ANNRIにて中性子捕獲断面積と全断面積を測定した。得られた断面積の結果を共鳴解析コードREFITにより解析し、共鳴パラメータを導出した。

口頭

n+$$^{131}$$Xe反応における複合核状態の共鳴パラメータの評価

亀田 健斗*; 安部 亮太*; 石崎 貢平*; 伊東 佑起*; 遠藤 駿典; 奥 隆之; 奥平 琢也*; 北口 雅暁*; 木村 敦; 酒井 健二; et al.

no journal, , 

p波共鳴の空間反転対称性の破れを測定する目的で行われたLos Alamosの先行研究で、天然キセノン標的においてこれまで知られていなかったキセノンの複合核共鳴が見つかった。我々は濃縮度84%の$$^{131}$$Xeをターゲットとして2020年2月と2021年3月にJ-PARC・MLF・ANNRIにて中性子共鳴吸収反応の測定を行った。この実験で得られた中性子のエネルギースペクトルと先行研究によって見つかった共鳴を比較した。本講演ではその結果を報告する。

口頭

複合核反応を用いた時間反転対称性の破れ探索実験の現状

北口 雅暁*; 安部 亮太*; 石崎 貢平*; 伊東 佑起*; 遠藤 駿典; 奥 隆之; 奥平 琢也*; 亀田 健斗*; 木村 敦; 酒井 健二; et al.

no journal, , 

原子核の中性子共鳴吸収反応において、離散的対称性の破れが増幅するという現象が見られることがあり、特定のp波共鳴で空間反転対称性の破れが、基本的相互作用の最大$$10^6$$倍に増幅されている現象が観測されている。この複合核状態を、入射中性子と標的原子核のスピンの合成であるチャンネルスピンの部分波を用いて展開し干渉すると書き下すことができ、これは時間反転対称性もまた空間反転対称性の破れと同様に増幅することを示唆している。この手法を用いた空間反転対称性の破れ探索のために、偏極中性子・偏極原子核生成手法の開発や、中性子捕獲反応により生じるガンマ線角相関測定を行ってきた。本講演では計画およびこれらの準備状況の概要について報告する。

口頭

Pd同位体のeV中性子捕獲反応における$$gamma$$線放出角度分布

吉川 大幹*; 安部 亮太*; 石崎 貢平*; 伊東 佑起*; 遠藤 駿典; 奥 隆之; 奥平 琢也*; 亀田 健斗*; 北口 雅暁*; 木村 敦; et al.

no journal, , 

中性子複合核共鳴反応では、空間反転対称性の大きな破れが観測されており、状態密度Nに依存するランダムな遷移行列要素Wを仮定した模型で説明される。Wは空間反転対称性の破れとそれに寄与する共鳴の部分幅$$Gamma_{p,j}$$の測定から求められるが、既存のデータの精度は仮定の検証には不十分である。そこでN依存性が顕著な領域に属するPd同位体に着目し、捕獲$$gamma$$線の角度分布測定をJ-PARC・MLF・ANNRIにて行い、部分幅$$Gamma_{p,j}$$を高精度に決定した。また本測定から、$$^{108}$$Pbのp波共鳴の全角運動量Jの値が既知の値と異なっている可能性が示唆された。本講演では実施した角度分布測定及びその結果、また$$^{108}$$PdのJの他の候補の検討結果について報告する。

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