Kyushu University Academic Staff Educational and Research Activities Database
List of Presentations
Futoshi Minato Last modified date:2024.04.02

Associate Professor / Physics / Department of Physics / Faculty of Sciences


Presentations
1. Study for uncertainty reduction of FP decay heat of FBR fuel.
2. High-energy nuclear data library JENDL-4.0/HE
Neutron- and proton-induced evaluated nuclear data are required in a wide energy range for the design of accelerator applications. New evaluations are performed with recent progresses in the optical and pre-equilibrium model calculations. We also evaluated cross-sections for p + $^{6,7}$Li and p + $^{8}$Be which are highly requested from medical field. Our present high-energy nuclear data library, JENDL-4.0/HE, includes cross-sections for 132 nuclei up to 200 MeV. In this talk, we present the evaluation methods, evaluated double-differential cross-sections and results of benchmark calculations..
3. 湊 太志, 福井 徳郎*, 非弾性微分散乱断面積に対する標的核中の2粒子2空孔励起の効果, 10th International Conference on Direct Reactions with Exotic Beams (DREB 2018), 原子核の励起状態は、1粒子1空孔(1p1h)状態によって説明することができる。非弾性散乱の実験データは、この描像のもとで理論的に再現することが可能である。しかし、励起状態を深く理解するためには高次のオーダーの配位混合が重要であることが知られている。これは非弾性散乱にも当てはまると思われる。しかし、非弾性散乱と高次のオーダーの配位混合の関係は明らかになっていない。この関係を調べるために、本研究では、標的核の2粒子2空孔(2p2h)状態を考慮し、非弾性散乱の角度微分断面積に着目した。標的核の2p2h状態はSRPA法を、反応プロセスはDWBA法を用いて計算を実施し、非弾性散乱と荷電交換が起こる(p,n)反応の解析を行った。その結果、同じ核子核子相互作用を用いた場合は、2p2h状態を考慮した断面積は、1p1h状態を考慮したものより小さい断面積が得られることが分かった。また、2p2h状態を考慮した角度微分断面積の回折パターンは、1p1hのものとほぼ同じであることが分かった。本発表では、原子核構造の観点からみた、より詳細な議論を行う。.
4. 湊 太志, 岩本 修, 陽子中性子準粒子乱雑位相近似法と統計モデルを用いた遅発中性子の研究, 2nd Conference on Advances in Radioactive Isotope Science (ARIS 2014), 遅発中性子は原子炉の安定運転に重要な要素の一つである。また、そのエネルギースペクトルは核セキュリティ、非破壊検査、核不拡散の面で着目されている。遅発中性子の研究は短寿命核の測定が必要になるため、現在の実験技術で測定できる原子核は限られる。それゆえ、遅発中性子データを完備するためには、理論モデルによる研究を実験と相補的に進めることが重要となる。その目的ために、我々はpnQRPAとHauser-Feshbach統計モデルを使ったハイブリッド理論モデルを新たに構築した。本研究では遅発中性子放出率の結果について、ハイブリットモデルと他の理論モデルとの比較を行い、実験データを同等水準の精度で再現できることを示した。さらに、遅発中性子のエネルギースペクトルについても議論を行い、本研究で開発したハイブリットモデルが、実験で測定されていない遅発中性子データを理論予測するために十分なモデルであることが分かった。.
5. Study of $eta$-delayed neutron and emitted neutron spectra with deformed proton-neutron QRPA plus statistical model.
6. 湊 太志, 錫同位体におけるガモフ・テラー遷移強度の集団励起モード, 2nd EMMI-EFES Workshop on Neutron-Rich Nuclei (EENEN-10), ガモフ・テラー遷移の微視的メカニズムの解明は原子核構造研究の関心の一つである。特にガモフ・テラー遷移は原子核の$eta$崩壊と強くかかわっており、不安定原子核の半減期に対して重要な役割を演じている。$eta$崩壊は星の進化(宇宙核物理)やニュートリノの質量決定(ニュートリノ物理)にも強くかかわっており、多くの実験が世界的規模で計画されている。これらの実験の前に幾つかの理論予測が行われているが、その結果はどれもパラメーターに強く依存しているため、系統的な予言能力に依然として不安がある。そのために本研究では原子核の基底状態を記述するSkyrme-Hartree-Fock+BCS法と励起状態を記述するproton-neutron QRPA法を用いて、計算されたガモフ・テラー遷移強度がどの程度正確に再現されているかを検証した。また核構造の特徴である集団励起運動についても議論し、ガモフ・テラー遷移に与える影響について紹介する。.
7. Delayed neutrons and delayed fission for heavy neutron-rich nuclei.
8. Theoretical study of hallway state via charge exchange reaction.
9. 湊 太志, 第2タムダンコフ近似によるガモフテラー遷移のクエンチング効果の研究, 8th Japan-Italy Symposium, 中性子過剰核のガモフテラー(GT)遷移に対する2粒子2空孔の影響をSecond Tamm-Dancoff近似(STDA)を用いて研究を行った。対象核として$^{24}$O, $^{34}$Si, $^{48}$Caを選び、2粒子2空孔状態の影響によって引き起こされるガモフテラー遷移のクエンチング効果とフラグメント効果を調べた。この結果、2粒子2空孔状態を取り入れると、GT巨大共鳴の強度は20%ほど抑制され、その励起エネルギーは低い方へシフトすることが分かり、また残留相互作用の中の角運動量を2変化させる部分がガモフテラー遷移の分布を大きく変化させることが分かった。ガモフテラー遷移強度のうち15-20%は巨大共鳴よりも高いエネルギーに移動し、特にテンソル力はそれらを60MeVより高いエネルギーへ運ぶことも分かった。また、通常よりも小さなモデルスペースを用いて$^{48}$Caの計算を行ったところ、実験データをよく再現することが分かった。.
10. Dependence of fission barrier on pairing correlation in Relativistic Mean-Field theory.
11. Nuclear resonance fluorescence measurements by linearly polarized photon beam
Nuclear electric or magnetic dipole transitions can be studied by nuclear resonance fluorescence (NRF). The NRF process takes place via only the electromagnetic (EM) interaction. Since the EM interaction is well-known, the information on the nuclear dipole excitation can be obtained in a nuclear model-independent way. We used a quasi-monochromatic, linearly polarized photon beam produced by inverse Compton scattering of laser light with high energy electrons at the NewSUBARU electron storage ring facility of Hyogo University. A natural Cr target with a 1-cm diameter and a 3-cm length was irradiated by photon beams with the maximum energies of 8.2, 8.8, 9.4, 10, 11, and 12 MeV. Scattering photons were measured by three high purity Ge detectors with relative efficiencies of 100 to 140%. Two of the Ge detectors were horizontally or vertically placed at the scattering angle of 90$^{circ}$. The polarization of the photon beams was fixed to the horizontal plane..
12. Making of beta decay database by quasiparticle random phase approximation.
13. Uncertainties of capture reactions of neutron-rich nuclei under various imposed conditionsconditions.
14. 古立 直也, 湊 太志, 岩本 修, 核変換による高レベル放射性廃棄物の低減と資源化;核変換システムに関わる核種の核反応データ理論予測, 5th International Conference on Asian Nuclear Prospects 2016 (ANUP 2016), 長寿命核分裂生成物(LLFP)核変換システムの実現可能性を研究するには、核変換システムの効率を見積もるシミュレーション計算が必要不可欠である。シミュレーション計算の精度は、計算で用いられる核データに大きく依存している。シミュレーション計算の精度を向上するには、LLFPだけでなくシミュレーション計算に関わる全ての核種について核データを整備することが望まれる。核破砕反応のような核反応を用いる核変換システムを研究する場合、実験が存在しない、あるいは非常に乏しい不安定核を含む広い範囲の原子核が生成されることが予想される。実験データの欠乏は、共鳴領域の核データ評価において特に問題となる、なぜなら共鳴構造を理論的に正確に予測することは難しいからである。この問題を緩和する方法の一つは、統計的性質からランダムに決定した共鳴パラメータを用いる方法である。このアプローチはTENDL核データライブラリで既に適用されている。しかしながら、そのような方法で計算された断面積は、原理的に共鳴パラメータの統計的揺らぎに起因する大きな不確かさが存在すると思われる。この不確かさは、先行研究では議論されていない。本研究では、共鳴領域における核反応データ予測に用いる統計的手法を、その統計的不確かさに注目して研究した。具体的には、Se-79, Zr-93, Pd-107, Cs-135の核変換で生成されることが予想される核種の中性子捕獲断面積を議論する。.
15. Reduction and resource recycling of high-level radioactive wastes through nuclear transmutation, 5-1; Development of nuclear data library JENDL/ImPACT-2018 for nuclear transmutation of LLFP
Treatment of high-level radioactive wastes produced by reactor operation is are very important problem for nuclear energy. A new nuclear data library JENDL/ImPACT-2018 has been developed as a part of the ImPACT project aiming at reduction and resource recycling of LLFPs through nuclear transmutation. Due to possible creation of a lot of secondary products including unstable nuclei, the nuclear reaction data have been evaluated with improving predictability of theoretical calculations..
16. Construction of CHART of the nuclides 2018.
17. Construction of CHART of the nuclides 2014.
18. 湊 太志, 核分裂収率と$eta$崩壊半減期に対する遅発中性子の感度研究, 2014年度核データ研究会, U-235, -238とPu-239の遅発中性子を、JENDL FP Decay Data File 2011とJENDL FP Fission Yields Data File 2011を用いて総和計算を行い、評価した。特に、核分裂収率と$eta$崩壊半減期に対する遅発中性子の感度について調査した。この結果、いくつかの核種において、核分裂収率と半減期の両方の精度が遅発中性子に重要な影響を与えていることが分かった。一方で、一部の核種は核分裂収率と半減期のどちらかにおいて、その精度が重要になることが分かった。この結果は、優先して測定されるべき核種の求められる精度の参考値を実験グループに与え、また将来のJENDL核分裂収率ファイルや崩壊データファイルの作成にも役立つことが期待される。.
19. Evaluation of counting precision for nondestructive interrogation of nuclear materials with nuclear resonance fluorescence
Non-destructive interrogation of nuclear materials is an important technique for nuclear security and safeguards. We have proposed a new method using nuclear resonance fluorescence in combination with mono-energetic laser Compton $gamma$-rays. Recently, we evaluated counting precision in nondestructive analysis for nuclear materials in spent fuel. In this talk, we will report the result of the evaluation..
20. 静間 俊行, 早川 岳人, Angell C., 羽島 良一, 湊 太志, 須山 賢也, 瀬谷 道夫, Johnson M.*, McNabb D.*, 核共鳴蛍光散乱による単色$gamma$線ビームを用いた核物資の非破壊分析, Nuclear Physics and $gamma$-ray sources for Nuclear Security and Nonproliferation (NPNSNP), 使用済み核燃料の核物質を非破壊で精度よく分析する技術を確立することは重要である。核共鳴蛍光散乱による非破壊分析では、使用済み燃料から放出されるバックグラウンド$gamma$線が計測誤差などのシステム性能に影響を与える。使用済み燃料から放出されるバックグラウンド$gamma$線は、一般的に$gamma$線エネルギーとともに指数関数的に減少することから、良いS/N比を得るためには、高エネルギーでの測定が望ましい。また、測定誤差は、レーリー、核トムソン、デルブルック散乱などのコヒーレント散乱にも影響される。このようなコヒーレント散乱の影響を少なくするため、第一励起状態へ遷移する共鳴散乱$gamma$線の測定を提案した。使用済み核燃料及びコヒーレント散乱に起因するバックグラウンド$gamma$線強度を計算し、励起エネルギー2から5MeVで、散乱断面積3から100eV barnを仮定し、測定システムの測定誤差を評価した。.
21. 静間 俊行, 早川 岳人, Angell C., 羽島 良一, 湊 太志, 須山 賢也, 瀬谷 道夫, Johnson M.*, McNabb D.*, 核共鳴蛍光散乱を用いた使用済み核燃料の非破壊分析におけるバックグラウンドの寄与, INMM 55th Annual Meeting, 核セキュリティー及び保障措置に関する核物質管理においては、使用済み核燃料中の核物質の量をできるだけ正確に測定する必要がある。核共鳴蛍光散乱を用いた非破壊分析では、システムの計測誤差は使用済み核燃料からの放射バックグラウンドに影響される。一般的に、使用済み核燃料からの放射バックグランドの強度は、エネルギーとともに指数関数的に減少することから、より高いエネルギーでの測定が望ましい。また、計測誤差は、レーリー、核トムソン、デルブルック散乱などのコヒーレント散乱にも影響される。その寄与を最小限にするため、我々は、核の第一励起状態へ遷移する共鳴散乱$gamma$線を測定する方法を提案し、使用済み核燃料及びコヒーレント散乱によるバックグラウンドを評価した。これらの結果をもとに、励起エネルギー2$sim$5MeVにおいて、3$sim$100eV barnの積分断面積を仮定して、計測誤差を評価した。さらに、核共鳴蛍光散乱強度に関するこれまでの実験データ及び計算結果について議論する。.
22. Measurements of E1 and M1 multipolarity of Cr-52 using nuclear resonance fluorescence
Mono-energetic and linearly polarized (LCS) $gamma$-rays can be generated by Compton scattering of laser light with high energy electrons. In nuclear resonance fluorescence (NRF), spins of the excited states and their transition probabilities can be extracted in a model independent way. In addition, by using high polarization of LCS $gamma$-rays, it is possible to precisely determine multipolarity (E1 or M1) of the NRF $gamma$-rays, i.e., parities of the excited states. We have performed NRF measurements at the NewSUBARU electron ring facility of University of Hyogo. LCS $gamma$-rays with maximum energies of 8.2, 8.8, 9.4, 10, 11, and 12 MeV were used to irradiate a natural Cr target. From results of the measurements we have determined the parities of the excited states below the neutron separation energy of about 12 MeV. In this paper, we will report the results of the measurements and the comparison of the dipole strength distribution with the RPA calculation..
23. 湊 太志, 核データとそれに関連した研究の紹介, RCNP Nuclear Physics Theory Seminar, 核データは核反応断面積や放射性核種の崩壊など様々な原子核の情報をまとめたものであり、それらに関連する多くの分野に応用されている。たとえば、原子炉の安全審査や廃炉プロセスの検証、加速器に関連した物理や医療用RIの製造、環境放射線の評価などがある。核データは原則的に実験データを基に作成されたものであるが、その数値データのほとんどは原子核理論モデルによる数値計算を通して求められている。このことから、核データは原子核物理が社会の中で重要な役割を演じている分野の一つであると言える。この発表では、原子核理論がどのように核データの中で使われているかを紹介するとともに、核データ高精度化のために行った荷電交換反応計算について紹介する。.
24. Systematical calculation of $eta$-decay of neutron-rich nuclei by QRPA method using a finite-range $pn$ pairing force.
25. 湊 太志, 有限レンジ$pn$対相関力を用いたQRPA法による中性子過剰核の$eta$崩壊の系統的計算, International Workshop on Nuclear Physics for Astrophysical Phenomena, 中性子過剰核の主な崩壊過程である$eta$崩壊は、核物理実験施設においてその半減期が広く測定されつつある。しかし、$r$-processにおいて経由される中性子過剰核の$eta$崩壊や核分裂生成物の$eta, gamma$線エネルギー等は、理論モデルによる数値計算に依存しなければならない点が依然として多く残されている。様々なモデルによる$eta$崩壊の系統的な計算が世界のグループで実施され、本グループにおいてもQRPA計算による$eta$崩壊の系統的な計算を実施してきた。QRPA法を用いて、実験データを再現する際に重要となるのが、proton-neutron($pn$)対相関力である。本研究では、$eta$崩壊半減期を予測するために、$pn$対相関力の強さを既知の実験データを基にして、原子核毎に決定した。さらに、決定された$pn$対相関力の強さの系統性を、Bayesian Neural Network(BNN)を用いて導き出した。発表では、BNNより導かれた$pn$対相関力によって求められた半減期を、他の理論モデルと比較しながら、その実験データの再現性について議論を行う。また遅発中性子放出分岐比についても議論を行う。.
26. Incident neutron energy dependence of delayed neutron yields using the latest decay data.
27. 国枝 賢, 古立 直也*, 湊 太志, 岩本 信之, 中山 梓介, 岩本 修, 新たな核反応モデルを用いた長寿命核分裂生成核種に対する核データ評価, ImPACT International Symposium on New Horizons of Partitioning and Transmutation Technologies with Accelerator System, 粒子線加速器を利用した長寿命核分裂生成核種の核変換研究のために、新たな核データライブラリの開発が求められている。測定データの少ない不安定核種に対する核反応断面積を推定するために、微視的理論により改良された核準位密度や$gamma$線強度関数をCCONEコードに導入した。また、近年理化学研究所で得られた最新の断面積測定データを用いて高エネルギー反応で重要な前平衡パラメータの最適化を行った。本講演では、これらの核反応断面積評価計算手法の進展を報告するとともに、以上の成果に基づいて整備した中性子・陽子入射の核データライブラリJENDL/ImPACT-2018の概要を述べる。さらに重陽子核データ評価手法の進展や重陽子入射核データライブラリ作成の展望について報告する。.
28. A Study of $eta$-decay and delayed neutron based on microscopic nuclear structure model for applications
While mean-field theory has been extensively applied in nuclei on the nuclear chart, majority of nucleus investigated has been limited to even-one. This would be because a relatively simple picture of even-nuclei and easiness to handle with mean-field theory. The shortcoming which the mean-field theory is not able to calculate odd nuclei properly is a barrier to apply the theory to studies of nuclear data and nucleosynthesis. To overcome this problem, we worked on two-body and three-body models applicable to odd-nuclei (either proton or neutron numbers is odd). We calculated Gamow-Teller states with this model, and estimated beta-decay half-lives and delayed neutron branching ratios. The obtained results reproduced the experimental data better than a conventional approach. We also discuss future perspectives of nuclear physics for applications to sciences demanding accurate theoretical predictions like nucleosynthesis..
29. Calculation of Beta Decay Half Lives with microscopic pnQRPA method; Extension to odd nuclei by 1 quasi-particle state.
30. Calculations of cross sections using the nuclear level density obtained from the microscopic nuclear structure calculation
Nuclear reaction calculations using the statistical model require information of the nuclear level density. While the phenomenological models such as Fermi Gas model are often used to calculate the nuclear level density in usual nuclear data evaluations, reliability of such level density depends on parameter adjustments using experimental values. Therefore, development of microscopic calculation methods that does not depend on parameter adjustments is desired. One of the microscopic methods to calculate the nuclear level density is the combinatorial method that uses single-particle levels obtained from Hartree-Fock theory, and its reliability has been discussed through the reproducibility of the s-wave neutron resonance spacing $D_0$. However, comparisons of cross sections with experiments are only preformed for (n,$gamma$) reaction of some nuclei, and is still insufficient. Therefore, in this work, we calculate the nuclear level density using the combinatorial method, and apply it to the nuclear reaction calculations such as (n,$gamma$) reaction and (n,2n) reaction calculations. The cross sections of these reactions adding to the s-wave neutron resonance spacing $D_0$ for stable nuclei are compared with the experiments systematically, and then the reliability of the nuclear level density is discussed..
31. Systematic study of $eta$-decay calculation and future perspectives.
32. Effect of deformation dependence of the pairing correlation on nuclear level densities.
33. 湊 太志, 奇奇核における三体模型; コア励起は何を変えたのか?, Recent Progress of Nuclear Structure and Reaction Theory, 原子核理論研究の中で、平均場理論に基づいた手法は核図表上の広い範囲の原子核を計算できる一方で、その研究対象は主に偶-偶核に絞られてきた。このような傾向が見られるのは、偶-偶核の比較的単純な構造と平均場モデルによる扱いやすさが主因だと思われる。近年、原子核物理の知見が、様々な分野への応用に必要となってきている。この中で、偶-偶核の構造の情報だけではなく、奇数核(中性子または陽子の数が奇数)の構造の情報を理論的に引き出す必要性も高まっている。この要求に応えるためには、奇数核を単純な描像で、しかも正確に求めることができるような平均場理論の拡張が必要である。本研究では三体模型を用いた奇-奇核(陽子数, 中性子数ともに奇数)の理論モデルの紹介を行い、その結果を議論する。また、三体模型におけるコア粒子が励起することによって、共鳴幅や遷移確率などにどのような変化が起きるのか議論する。.
34. Nuclear cross section data for astrophysical research.
35. Nuclear structure study of Ni-63 using multiple prompt $gamma$-ray spectrometer: STELLA
Prompt $gamma$-rays from the neutron capture reaction of Ni-62 have been measured by using the multiple prompt $gamma$-ray spectrometer, STELLA, installed at the Research Reactor, JRR-3, of Japan Atomic Energy Agency. A highly-excited level structure below the neutron separation energy of 6838 keV in Ni-63 has been reported, including 35 new levels and 272 new $gamma$-ray transitions. The experimentally observed level structure is compared and discussed with a shell model calculation and a Mean-field statistical model calculation..
36. Measurement of thermal-neutron-capture cross section of Ni-62 using multiple prompt $gamma$-ray spectrometer, STELLA
A cold-neutron beam was irradiated on a Ni-62 sample at a JRR-3 guided beam facility in JAEA. Prompt $gamma$-rays from the neutron capture reaction were measured with a multiple $gamma$-ray spectrometer, STELLA. From the analysis of the prompt $gamma$-ray intensities, a thermal-neutron-capture cross section of Ni-62 has been derived..
37. 湊 太志, 岩本 修, 変形核の陽子中性子・準粒子乱雑位相近似法と統計模型を用いた$eta$崩壊と遅発中性子放出率の研究, JUSTIPEN-JUSEIPEN Workshop, この研究は、$eta$崩壊半減期と遅発中性子放出率の系統的な計算を行い、核分裂生成物の遅発中性子評価と宇宙核物理への応用を目指しているものである。$eta$崩壊の計算は、原子核の軸対称変形を仮定したHartree-Fock+BCSモデルを基にした陽子中性子・準粒子乱雑位相近似法を使って行った。一方で、娘核(先行核)の高励起状態からの粒子放出確率の計算は、原子核核反応計算コードCCONEの中にあるHauser-Feshbachの統計模型を用いて行った。核子間相互作用には、いくつかのSkyrme力を採用し、核分裂生成物やr-processに関連する核など、様々な中性子過剰核を系統的に調べた。個々の核種の$eta$崩壊の半減期は、現象論的なアイソスピン$T=0$チャンネルのペアリングによって再現することができた。しかし、遅発中性子放出率は、たとえ半減期が同じ値であっても、使用するSKyrme力によって異なる値が得られた。ENSDFデータベースとの比較により、それぞれのSkyrme力には、有利に働く質量領域とそうでない領域があることが分かった。このことは、現在のモデルによる系統的な遅発中性子の計算には、複数のSkyrme力を使用することが適切であるということを示している。.
38. Calculation of particle emission following muon capture within nuclear structure models.
39. Muon capture reaction shown by nuclear structure.
40. 湊 太志, 原子核の集団性の$eta$崩壊への影響, International Conference on Physics, Mandalay, 原子核の表面振動や回転は励起状態と強く関連しており、集団運動という考えによって記述することができる。集団運動とは、原子核内の核子が干渉的に原子核の運動に寄与している状態のことを言い、その性質を集団性と呼ぶ。原子核の集団性は、表面振動や回転に加えて、$eta$崩壊でも重要な役割を演じている。興味深いことに集団性の効果によって、原子核の$eta$崩壊は自由中性子の$eta$崩壊とは異なる特性を見せている。われわれは乱雑位相近似法という理論手法を用いて、中性子過剰核の$eta$崩壊の研究を行っている。われわれの最近の研究によって原子核の集団性がこれまで考えられているよりさらに複雑に$eta$崩壊と関連していることがわかった。これまで得られた研究結果を紹介するとともに、$eta$崩壊半減期の理論予測精度について議論する。また理論によって予測された$eta$崩壊が天体核物理や原子力の分野に適用されている例を紹介する。.
41. Application of nuclear data to production of RI using neutrons generated by an accelerator.
42. 湊 太志, 永井 泰樹, 岩本 信之, 岩本 修, 加速器中性子を用いた医療用RI生成法の研究, 4th Joint Meeting of the Nuclear Physics Divisions of the American Physical Society and The Physical Society of Japan (Hawaii 2014), 現在、医学診断や治療に、様々な放射性同位体元素(RI)が広く使われている。ほとんどのRIは自然界にはそのままで存在しないので、原子炉や加速器を用いて人工的に生成しなければならない。例として、$^{99m}$Tcは、高濃縮ウラン(HEU)を原子炉の中で核分裂させ、得られた核分裂片から抽出している。しかし、HEUの使用は核セキュリティの観点から好ましくないため、HEUを用いない別のRI生成法がこれまで多くのグループで研究されてきた。その例として、熱中性子捕獲、光核分解、陽子誘起反応などがある。我々は、それらの方法とは別に、加速器中性子を用いた新たなRI生成法を提案している。この講演では、我々がこれまでの研究で明らかにした加速器中性子を用いたRI生成法の特徴や長所について紹介するとともに、JENDL核データライブラリーを用いて計算されたRI生成量の数値計算の結果を紹介する。.
43. Measurement and estimation of the $^{99}$Mo production yield by the acceleration neutron.
44. Calculation of cross section in resonance region using the statistical properties of the resonance parameters
Except for extremely light nuclei and neutron rich nuclei, generally the density of nuclear excited states around neutron threshold energy is very high, and therefore it is very difficult to predict energy and width of resonance precisely. On the other hand, it has been known that the resonance parameters have statistical property with high density of excited states. There is a theoretical method to calculate cross section in resonance region by generating resonance parameters randomly utilizing the statistical properties of the resonance parameters. Such a method can reflect a theoretical information of resonance on a nuclear data evaluation for nuclei with no experimental data, such as fission products. However, studies for how to determine a representative value of the cross section randomly calculated, and what is an uncertainty from the randomness, are insufficient. Therefore, in this study, we calculated the cross section in the resonance region using randomly generated resonance parameters, and derived the probability distribution of the cross section by calculating cross section repetitively using resonance parameter sets generated from different random seeds. By using this density distribution, we discuss the behavior of the statistically reasonable cross section, and uncertainty from statistical fluctuation..
45. Role of tensor force on Gamow-Teller and M1 transitions at low energy region.
46. Evaluation of nuclear data for high energy neutron and proton induced reactions
To extend the energy range of JENDL-4.0, nuclear data for neutron and proton induced reactions have been evaluated up to 200 MeV for medium-heavy nuclei. The nuclear reaction model calculation code CCONE, which was used for development of JENDL-4.0, was used. The code was upgraded on models for the pre-equilibrium process. The results improve consistency with the experimental data on particle emission spectra and isotope production cross sections. Evaluated results will be reported..
47. A New calculation approach for neutron capture cross sections in neutron-rich region.
48. 湊 太志, 中性子過剰核の$eta$崩壊半減期と中性子捕獲断面積の予測, RIKEN Workshop "Physics of RI; Recent progress and perspectives".
49. Theoretical prediction of neutron capture cross sections of neutron-rich nuclei at keV region.
50. $eta$-decays and delayed neutrons of neutron-rich nuclei.
51. Interference effect between neutron direct and resonance capture reactions for neutron-rich nuclei.
52. Impact of tensor force on $eta$ decay of magic and semimagic nuclei.
53. Prediction of thermal neutron capture cross section by Monte Carlo method
To establish the nuclear transmutation system for the long-lived fission products (LLFPs), it is desired to improve precision of the simulation calculation for the transmutation system. To achieve this, nuclear data of various nuclei produced via the nuclear transmutation of LLFPs are also important. However, it is expected that unstable nuclei with no available experimental data are produced via the nuclear transmutation. One of the physical quantity that is very difficult to predict with no experimental data is the thermal neutron capture cross section. The thermal neutron capture cross section is dominated by the energy and width of the first resonance, and slight variation of them can change the thermal neutron capture cross section drastically. While it is very difficult to determine them with high precision, it is known that a resonance width follows Porter-Thomas distribution because of complexity and randomness of a nuclear structure, and a resonance spacing follows Wigner distribution. In this work, we calculate the thermal neutron capture cross section by using the statistical property of the resonance parameters with Monte Carlo method. The calculation result is obtained as a probability distribution of the thermal neutron capture cross section. We calculated approximately 250 nuclei that have experimental data, and found that the dispersion of the experimental data is well explained by the calculated probability distribution..
54. 湊 太志, 内藤 智也*, ミュオン捕獲粒子放出に対する連続状態の影響, YIPQS long-term workshop on Mean-field and Cluster Dynamics in Nuclear Systems 2022 (MCD 2022).
55. Particle emission following muon capture.
56. Particle emission following muon capture and soft errors of semiconductors.
57. 湊 太志, ベータ崩壊の理論的研究, JSPS/NSFC/NRF A3 Foresight Program "Nuclear Physics in the 21st Century", 元素合成の理解の促進には、不安定核のベータ崩壊半減期やベータ崩壊後の原子核の励起エネルギー分布を詳細に知る必要がある。本研究ではハートリーフォックボゴリューボフ法を用いた中性子過剰核のベータ崩壊半減期と、統計モデルを用いた遅発中性子放出率の最近の計算の結果について報告をする。.
58. Evaluation of neutron nuclear data of praseodymium isotopes.
59. Nuclear resonance fluorescence measurements using laser Compton scattering $gamma$-ray beam at the NewSUBARU synchrotron radiation facility
A mono-energetic $gamma$-ray beam can be generated by collision of high-energy electrons with laser photons. The laser Compton $gamma$-ray beam has excellent properties in monochromaticity and polarization. It is therefore possible to make unambiguous determination of parities of excited states in nuclear resonance fluorescence (NRF) experiments. We measured NRF $gamma$-rays on Cr, Pb, and Bi targets. In this talk, we will report on the experimental setup and the results of the measurement..
60. The Optimization of the optical potential for nucleon-nucleus scattering by using coupled-channel optical model.
61. The Optimization of the optical potential for nucleon-nucleus scattering by using coupled-channel optical model, 2.
62. 湊 太志, コアの偏極効果を取り入れた$eta$崩壊と遅発中性子の研究, 5th Joint Meeting of the APS Division of Nuclear Physics and the Physical Society of Japan (Hawaii 2018), 平均場理論と準粒子乱雑位相近似法(QRPA)に基づいた$eta$崩壊半減期計算には、数多くの報告が存在する。現時点では、これらの手法は、核図表上の原子核の$eta$崩壊を系統的に計算できる唯一の微視的理論モデルである。系統的計算を実施する際には、コアの偏極効果が存在するため、奇数核の計算には特別な注意が必要である。しかしながら、これまで実施された微視的理論モデルによる半減期の系統的計算は、奇数核の計算を単純な手法に置き換えて、実施されてきた。このような方法は、測定されていない半減期や遅発中性子分岐比等を予測する際に、問題が発生する可能性がある。このような背景のもと、本研究では奇数核の$eta$崩壊と遅発中性子について調べた。奇数核は、活性化した偶数核とバレンス粒子で構成されていると考え、コアの偏極効果を摂動論を用いて見積もった。励起されるコアのフォノン状態は、Skyrme HFB+QRPA法を用いて導出した。偏極効果を考慮した計算の結果、偏極効果が無い時に見られた半減期の偶奇依存性は、偏極効果を考慮することによって弱められ、計算結果が実験データの傾向に合致することが分かった。.
63. Gamow-Teller transition and its tensor correlation.
64. 湊 太志, ガモフテラー遷移に対する核力の役割, REIMEI Workshop on Universal Features of Quantum Flows with Spin, Orbital and Tensor Correlations, 本講演では、原子核のスピンを1変化させるガモフテラー遷移に着目し、変化したスピンが多体相関を通してガモフテラー遷移のエネルギー分布をどうのように変化させるかを紹介する。ガモフテラー遷移は、ほとんどの原子核の$eta$崩壊の主要因となっており、その詳細な理解は核物理学においてもその応用上においても重要である。これまでの研究で、ガモフテラー遷移のエネルギー分布は、テンソル力と核子の配位がアイソスピン$T$=0、スピン$S$=1のときに作用する相互作用($T$=0, $S$=1相互作用)によって変化することが分かっている。テンソル力は、重陽子を安定化させるために重要な役割を演じているが、重陽子の場合と似たようなテンソル力の効果を、ガモフテラー遷移のエネルギー分布にも見ることができる。これは、ガモフテラー遷移が、原子核内の中性子を陽子に変化させる反応であるため($eta^-$型の場合)、中性子が空孔になっている以外は、重陽子と同じ配位を持つためである。また、$T$=0, $S$=1相互作用は、$eta$崩壊するような原子核の基底状態にはほとんど影響を及ぼさないが、通常の理論モデル計算で高く分布しすぎるガモフテラー遷移を低いエネルギーへシフトさせるため、$eta$崩壊半減期の実験データを理論的に再現するために重要な相互作用である。講演では、乱雑位相近似法と三体模型の二つの理論モデルから導き出される結果を用いて、二つの相互作用とガモフテラー遷移の相関関係について発表する。.
65. Study of 2p2h effect on the Gamow-Teller transition with Skyrme Second Tamm-Dancoff-Approximation.
66. 湊 太志, 萩野 浩一*, 千葉 敏, Skyrme-Hartree-Fock法を用いた重い$Lambda$ハイパー核の核分裂, 3rd Joint Meeting of the APS Division of Nuclear Physics and the Physical Society of Japan (Hawaii 2009), 幾つかの変形原子核は、ハイペロンである$Lambda$粒子を与えられると球形に近づくことが知られている。これは$Lambda$粒子と核子間の相互作用が引力であるためである。この$Lambda$粒子の変形度に対する効果は、核分裂バリアにも影響を与えているはずである。その影響を調べるために、本研究ではSkyrme-Hatree-Fock法を用いて重い$Lambda$ハイパー核の核分裂の計算を行った。本研究では$Lambda N$間相互作用としてSkyrme型の相互作用を用い、$Lambda$粒子は常に最低の一粒子準位エネルギーにいると仮定した。計算の結果、重い原子核に$Lambda$粒子を与えると核分裂バリアはおよそ200keV高くなることがわかった。また、$Lambda$粒子は重い分裂片に引き寄せられていく傾向にあり、この結果はCERNで行われた実験結果と一致する。本発表ではさらに、重い$Lambda$ハイパーの変形度及びコア中の$Lambda$粒子の運動についても議論する。.
67. Microscopic nuclear level densities with the Skyrme-Hartree-Fock method.
68. Microscopic statistical nuclear level density with the Skyrme-Hartree-Fock method.
69. Hypernuclear fission with Skyrme-Hartree-Fock approach.
70. 湊 太志, 萩野 浩一*, Skyrme-HF+QRPA法を用いた有限温度中でのベータ崩壊半減期, 10th International Symposium on Origin of Matter and Evolution of Galaxies (OMEG '10), 有限温度の効果を考慮したQRPA法と平均場理論を用いてr-process元素合成過程で重要となる核種のベータ崩壊半減期を調べた。われわれの計算結果より、温度が高くなるにつれベータ崩壊半減期は短くなっていく結果が得られたが、その温度効果はr-process過程では非常に小さいことがわかった。さらに温度を高くしていくと、ベータ崩壊半減期は再び長くなっていくという結果がわれわれの計算から得られた。これは従来の理論計算の報告とは異なる結果である。これらの温度に対する特徴的なベータ崩壊半減期の振る舞いを説明するために、対相関と関連付けて議論を行う。.
71. 湊 太志, Skyrme HF-BCSによる最確原子番号の計算, IAEA CM on FPY Experimental Database, 一部の原子核は、高いエネルギーで核分裂をして二つの核分裂生成物に分かれる。二つの核分裂生成物の持つ陽子数$Z$は、核分裂生成物の分布を決定するだけではなく、崩壊熱や遅発中性子収率にも影響を与える重要な物理量の一つであるため、実験で測定されたデータを基にした核データ評価が過去に行われている。しかし、一部の原子核は、実験データが存在しておらず、核データ評価が行われていないものがある。典型的な例は、U-234やU-237である。実験データが存在しない原子核の核分裂生成物の$Z$分布を求めるためには、理論的な手法を採用することが考えられる。本研究では、理論手法の一つであるスカームハートリーフォック法を利用して、未測定原子核の核分裂生成物の$Z$分布を求める手法について研究を行った。まず、評価データが存在する原子核の核分裂生成物の$Z$分布と理論計算結果を比較し、その再現精度を調べた。その結果、理論計算結果は評価データの値の中央値を$simpm1$の範囲で再現することが分かった。さらに核分裂生成物の質量数$A$とZはほぼ比例関係にあるため、理論計算によって求められた2点(軽い核分裂片と重い核分裂片)があれば、実験で測定される幅を持った核分裂生成物分布を予測できる可能性がある。本発表では、ハートリーフォック法によって求められた$Z$分布と、今後の研究計画について発表する。.
72. 湊 太志, Skyrme EDF+QRPAによる$eta$崩壊半減期の研究, UKAKUREN-RCNP Conference on AstroNuclear Physics (ANP2022), 元素合成過程の一つとして提案されている$r$-processは、原子核が連続的に中性子捕獲反応を繰り返して中性子過剰核になり、$eta$崩壊を繰り返して重い原子核へ成長していくことを予言している。$r$-processの理解を助けるためには、中性子過剰核の中性子捕獲反応や、$eta$崩壊、$eta$遅発中性子の情報が必要となる。中性子過剰核の$eta$崩壊は、これまで世界的に様々な理論モデルを用いて調べられてきたが、軽い核から重い核までの$eta$崩壊半減期を系統的に理論予測した研究は数例に限定されている。本研究では、$r$-processの理解促進に資する新しい$eta$崩壊データを提供するために、Skyrme EDF+QRPA法を用いて研究を行っている。本発表では、最新の成果について報告するとともに、研究過程で見えてきた原子核構造と数値計算法に関する課題について議論をする。.
73. 湊 太志, SU(4)基底のLipkinモデルによるSecond proton-neutron random phase approximationの研究, First Tsukuba-CCS-RIKEN Joint Workshop on Microscopic Theories of Nuclear Structure and Dynamics, 乱雑位相近似法(RPA)は原子核の集団運動を記述するうえで有用な方法の一つである。しかしながら、RPAは本質的に1粒子1空孔状態までしか考慮していないために、ガモフテラー遷移などで励起幅をうまく記述することができないことが知られている。さらに高い粒子空孔状態を取り入れるためには、Second RPA(SRPA)法が使われる。この手法は、RPAと同じように準ボソン近似を通して2粒子2空孔状態を取り入れたモデルである。しかしながら、そのモデルでもガモフテラー遷移の分布をうまく説明することはできないことがこれまでの研究で分かった。この問題の一因は準ボソン近似の使用にある可能性がある。SRPAにおいて準ボソン近似が妥当であるかどうかは、厳密解を得ることができるLipkinモデルを使って調べることができる。この研究では、Lipkinモデルを荷電交換反応を記述するproton-neutron SRPA (pnSRPA)に使えるように拡張をした。このとき、2種類の異なる粒子が持つ2つのレベルを考慮するために、モデルスペースをSU(4)基底に拡張した。第一, 第二励起状態エネルギーをHamiltonianを対角化する厳密な解法とpnSRPAの解法で計算し比較した結果を議論する。.
74. Magnetic dipole distributions calculated with the QRPA method for future application to ($gamma$,n) and (n,$gamma$) reaction.
75. Analysis of radioisotope production using accelerator neutron sources by PHITS and cross section data
Study for radioisotopes (RIs) production using accelerator neutron sources plays an important role in development of production method to supply stably RIs for medical use. We measured yields of not only $^{67,64}$Cu produced by neutrons but also $^{67,66}$Ga by protons in $^{68}$ZnO samples irradiated by neutrons from $^{9}$Be(d,n) reaction with 40-50 MeV deuterons, and developed a powerful method to estimate the yields using a general purpose Monte Carlo particle transport simulation mode PHITS with cross section data of the (d,n) reaction and JENDL-4.0/HE. We found a good agreement between new measured yields and estimated results within a factor of 3. Furthermore, we experimentally observed that yields of $^{67,66}$Ga are enhanced by covering the samples with polyethylene blocks. However, PHITS cannot reproduce the enhancement probably due to insufficient description of scattered neutrons form the blocks in the calculation..
76. Effect of tensor force on energy-weighted sum-rule of M1 transition.
77. 古立 直也, 湊 太志, 岩本 修, LLFP核データ高精度化のための核データ評価手法の開発, ImPACT-OEDO Workshop 2017, ImPACTプログラム「核変換による高レベル放射性廃棄物の大幅な低減・資源化」の一環としてLLFP4核種($^{79}$Se, $^{93}$Zr, $^{107}$Pd, $^{135}$Cs)及びその周辺核種の核データ評価ライブラリを開発中である。本講演では、これらの核データ評価に用いる微視的核構造理論に基づいた準位密度計算手法の開発について報告する。準位密度は統計模型を用いた核反応計算に必要不可欠であり、これを用いた核データ評価の精度に直結する。核データ評価では通常現象論的な模型が準位密度計算に用いられるが、実験データの乏しい不安定核に対しては予言性に優れる微視的理論を適用することが核データの精度向上につながると考えられる。そこで本研究では、Hartree-Fock理論を用いた微視的核構造計算に基づいた準位密度計算手法の開発を行った。講演では、準位密度計算手法の改善点とs波中性子共鳴間隔の計算結果の実験値との比較、核反応計算コードCCONEを用いた断面積計算への適用とその計算精度の分析などについて報告する。.
78. Development of nuclear transmutation methods for converting LLFP into stable or short-lived nuclides, 16; Development of nuclear data library for the ImPACT project
Under the ImPACT program of nuclear transmutation, we are developing a new nuclear data library that includes nuclear data of 4 main LLFPs ($^{79}$Se, $^{93}$Zr, $^{107}$Pd, $^{135}$Cs) and surrounding nuclei. To improve accuracy of nuclear data for unstable nuclei whose experimental data are scarce, microscopic nuclear structure theories was used to deduce nuclear level density and $gamma$-ray strength function. They were applied to evaluation of cross sections for neutron and proton induced reactions up to 200 MeV. Status of development of the library including evaluation methods and results is reported..
79. Development of nuclear transmutation methods for converting LLFP into stable or short-lived nuclides, 15; Level densities of LLFPs and nuclei around LLFPs calculated based on the microscopic structure calculation
To establish a reasonable nuclear transmutation technology for long-lived fission products (LLFPs), it is important to improve precision of the nuclear data needed for the simulation of the nuclear transmutation. The level density is essential for the nuclear reaction calculation using the statistical model, and it has significant influence on the precision of the nuclear data evaluation. Although a phenomenological model such as Fermi Gas model is used in a usual nuclear data evaluation, it is considered that using a microscopic theory that has predictive power superior to a phenomenological model brings better precision for the nuclear data. In this study, to improve precision of the nuclear data of LLFPs and nuclei around LLFPs, the level densities needed for the nuclear data evaluation of those nuclei were derived based on the microscopic nuclear data calculation. In this derivation, we improved the calculation method to describe prcisely the effect of the deformation change with nuclear excitation. To analyze precision of the nuclear reaction calculation, we compared the cross sections of various reaction channel systematically with the experimental data of stable nuclei..
80. 湊 太志, JENDL核分裂収率データの現状と展望, IAEA 1st Research Coordination Meeting of the CRP on Updating Fission Product Yield Data for Applications, 原子力機構核データ研究グループで公開されているJENDL/FPY-2011の開発過程および、その公開以降に明らかになった収率データの問題点について紹介する。また、令和3年度に公開される予定のJENDL5核分裂収率データの概要について報告する。さらに核データ研究グループの知見を基に、IAEAのCRPを通して、どのような新しい核分裂収率評価が可能か議論をする。.
81. 湊 太志, JENDL/FPD-2011とJENDL/FPY-2011を用いた遅発中性子の感度研究, 22nd ASRC International Workshop on Nuclear Fission and Exotic Nuclei, U-235, -238とPu-239の遅発中性子を、JENDL FP Decay Data File 2011とJENDL FP Fission Yields Data File 2011を用いて総和計算を行い、評価した。特に、核分裂収率に対する遅発中性子の感度について調査した。この結果、I-137やRb-94、Br-90などいくつかの特定の核種の核分裂収率の精度が遅発中性子に重要な影響を与えていることが分かった。一方で、遅発中性子に高い核分裂収率感度を与える核種は、U-235, -238, Pu-239で必ずしも共通ではなく、ある特定の核種が際だって重要になる場合があることも分かった。この結果は、優先して測定されるべき核種の求められる精度の参考値を実験グループに与え、また将来のJENDL核分裂収率ファイルや崩壊データファイルの作成にも役立つことが期待される。.
82. Nuclear data evaluation for JENDL-5, 5; Decay data sublibrary.
83. Calculation of nuclear level density using the microscopic statistical model with Hartree-Fock-Bogoliubov theory
The nuclear level density is essential for nuclear reaction calculations using the statistical model and pre-equilibrium models. Phenomenological Fermi gas models have been used widely for calculations of the nuclear level density, however, reliability of them depend on the parameter adjustment to reproduce the experimental informations of the s-wave neutron resonance spacing D0, and therefore, calculations using more microscopic models are desirable for unstable nuclei that have no available experimental information. The microscopic statistical models and combinatorial models based on Hartree-Fock theory are models that can reproduce the experimental D0 with precisions comparable to the phenomenological models. However, these calculations are strongly dependent on the strength of the pairing interaction, and its uncertainty affect to the precision of the calculations. Therefore, in this work, we improved the treatment of the pairing interaction in the nuclear structure calculation, and analyzed how the pairing interaction affect to the precision of the nuclear level density calculation..
84. 古立 直也, 湊 太志, 岩本 修, Hartree-Fock-Bogoliubov理論を用いて計算した核準位密度の相互作用依存性, 6th Workshop on Nuclear Level Density and Gamma Strength, 安定核の核準位密度(NLD)計算にはフェルミガスタイプの現象論模型が広く使われるが、不安定核に対して信頼性のあるNLDを得るためには微視的な手法の開発が重要となる。NLDの微視的な計算手法の一つとして、Hartree-Fock-Bogoliubov(HFB)理論を用いた核構造計算に基づいた手法がある。基本的にHFB計算において核子間有効相互作用が唯一のインプットであるため、我々は計算のNLDがどのように有効相互作用に依存するかを特に対相関力に注意して調査し、微視的手法の信頼性の議論をする。以前の我々の研究で用いたSkM*力に加えて、本研究のHFB計算ではSLy4, SkP, UNEDF1力を用いた。HFB計算に基づいたNLDを導出するための手法として統計模型を用いた。計算されたNLDから導出されるs波中性子共鳴間隔を実験と比較した結果、SkPとUNEDF1を用いた結果がSkM*, SLy4を用いた結果に比較して実験とよく一致することを見出した。.
85. Theoretical predictions of beta decay half-lives of neutron-rich nuclei within HFB+QRPA approach.
86. Medical radioisotope production with accelerator neutrons by 50 MeV deuterons.
87. Towards the future; Explore science from nuclear data.
88. Towards the future; Explore science from nuclear data.
89. About the future that current nuclear physists should go toward.
90. 湊 太志, 内藤 智也*, $eta$崩壊とミュオン捕獲に続く粒子放出の研究, Shapes and Symmetries in Nuclei: from Experiment to Theory (SSNET'22 Conference).
91. Production amount of $^{99}$Mo by $^{nat}$C(d,n) reaction.
92. 湊 太志, Bei C.*, $^{78}$Niと$^{132}$Sn付近の核種のベータ崩壊半減期, International Symposium Forefronts of Researches in Exotic Nuclear Structures (Niigata 2010), ベータ崩壊の微視的なメカニズムは、以前として解明されていない核物理の課題の一つである。そのためにわれわれは自己無撞着な準粒子乱雑位相近似法(pnQRPA法)を用いて、不安定核のベータ崩壊メカニズムの解明と半減期の予測を行っている。低エネルギーのガモフ・テラー遷移がおもにベータ崩壊に強く寄与していることが知られているが、一般的に低エネルギーのガモフ・テラー遷移をpnQRPA法で再現することは難しい。しかし、陽子と中性子が結合するアイソスピン$T=0$の対相関効果を残留相互作用に考慮することによって、pnQRPA法は不安定な核種のベータ崩壊半減期を再現することにこれまで成功してきた。だが依然として、対相関が効かない魔法数をもった核種である$^{78}$Niや$^{132}$Snのベータ崩壊半減期を再現することに成功していない。このことはまだ実験的に調べられていない不安定核のベータ崩壊半減期の理論予測に不確定性を与えている。この原因を明らかにするために一粒子準位の構造や、ガモフ・テラー遷移のエネルギーについて考察し、従来の理論モデルの問題点について議論する。.