An international collaborative research team, consisting of Tokyo Center for Nuclear Science (CNS) in the University of Tokyo, Kyoto University, and RIKEN Accelerator Science Research Center (RNC) in Japan, and Center for Exotic Nuclear Studies (CENS) in Institute for Basic Science (IBS) experimentally measured the neutron capture cross-section of the radioactive isotope selenium-79 (79Se, half-life = 327,000 years), one of the high-level nuclear fission products.
The 79Se ion beam (at 70% of the speed of light) produced at RI Beam Factory (RIBF) at RIKEN was decelerated to 20% of the speed of light using the ion beam deceleration and convergence device OEDO developed and operated by CNS. Subsequently, it was irradiated with neutrons to generate the excited state of 80Se through a single-neutron transfer reaction. The produced 80Se was directly observed using the SHARAQ spectrometer, determining the probability of returning from the excited state to the ground state of 80Se by emitting photons. This allowed the determination of the neutron capture reaction rate of 79Se. The novelty of this research lies in directly observing the transformed 80Se to determine the reaction rate, providing insights that could contribute to the foundational research of nuclear waste disposal and the understanding of the origin of elements in celestial bodies. The research findings have been published in Physics Letters B.
The original link (Graduate School of Science and Faculty of Science, the University of Tokyo)
Japanese: https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/10219/
English: https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00334.html
DOI: https://doi.org/10.1016/j.physletb.2024.138470
일본의 도쿄대학 핵과학연구센터(CNS), 교토대학, 이화학연구소(RIKEN) 가속기과학연구센터(RNC),기초과학연구원(IBS)의 희귀핵연구단(CENS) 등으로 이루어진 국제공동연구팀은 고준위 핵분열 생성물 중 하나인 방사성 동위원소 셀레늄-79(79Se, 반감기 약 32.7만년)의 중성자 포획 단면적을 실험적으로 측정하였다.
RIKEN의 RNC의 RI 빔 팩토리(RIBF)에서 만들어진 79Se 이온 빔(광속의 70%)을 CNS가 개발하여 운용 중인 중이온빔 감속 및 집속 장치 OEDO를 사용하여 광속의 20%로 감속 후 중양자에 조사하여, 단일 중성자 전이 반응을 통해 들뜬 상태의 80Se를 생성하였다. 생성된 80Se는 SHARAQ 스펙트로미터를 사용하여 직접 관측함으로써 들뜬 상태에서 광자를 방출하여 80Se의 바닥 상태로 돌아가는 확률을 결정하였다. 이를 통해 79Se의 중성자 포획 반응률을 결정할 수 있었다. 변환 후의 80Se를 직접 관측하여 반응률을 결정한 연구는 이번이 처음으로, 향후 방사성 폐기물 소멸 처리의 기초 연구나 우주에서의 원소의 기원 천체의 해명에 도움이 될 것으로 기대된다. 연구 성과는 Physics Letters B지에 게재되었다.
원문 링크 (도쿄대학 대학원 이학계연구과 ∙ 이학부)
일본어: https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/10219/
영어: https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00334.html
DOI: https://doi.org/10.1016/j.physletb.2024.138470
Center for Exotic Nuclear Studies