学位 1
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博士(工学) （ 1994年 名古屋大学 ）
研究キーワード 3
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放射線計測
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不安定核
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崩壊核分光学
研究分野 2
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その他 / その他 / 理学@物理学@素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
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その他 / その他 / 原子力学
現在の研究課題とSDGs 2
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不安定核の核分光及び放射線計測
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放射線安全管理学
経歴 1
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日本原子力研究所研究員
1991年4月 - 1994年3月
国名：日本国
学歴 2
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名古屋大学 工学研究科 原子核工学
- 1991年
国名： 日本国
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名古屋大学 理学部 物理
1982年 - 1986年
国名： 日本国
所属学協会 5
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日本物理学会
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日本放射線安全管理学会 理事・会長
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大学等放射線施設協議会 理事・副会長
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日本アイソトープ協会 企画専門委員会委員
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日本原子力学会
論文 30
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Optimum detector arrangement of a Compton polarimeter using a clover detector for beta-delayed gamma rays 査読有り
Kojima Y., Imai K., Ohno S., Chaya R., Yamamoto K., Shibata M.
Nuclear Inst. and Methods in Physics Research A 990 巻 2021年2月
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Correction of coincidence summing effects for add-back mode measurements with a 4π clover detector using experimental total efficiency 査読有り
Takahiro Yamashita, Hiroki Kamada, Yasuaki Kojima, Michihiro Shibata
Applied Radiation and Isotopes 135 巻 頁： 131-134 2018年5月
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Evaluation of radiocesium concentrations in new leaves of wild plants two years after the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident 査読有り
Sugiura Y, Shibata M, Ogata Y, Ozawa H, Kanasashi T, Takenaka C.
Journal of Environmental Radioactivity 160 巻 頁： 8-24 2016年8月
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On the iteration of coincidence summing correction for determination of gamma-ray intensities. 査読有り
Yosuke Shima, Hiroaki Hayashi, Yasuaki Kojima , Ryouta Jyousyou, Michihiro Shibata
Applied Radiation and Isotopes 109 巻 頁： 535-538 2016年2月
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Observations of the Gamow-Teller resonance in the rare-earth nuclei above 146Gd populated in β decay 査読有り
E. Nacher, B. Rubio, A. Algora, D. Cano-Ott, J. L. Ta´ın, A. Gadea, J. Agramunt, M. Gierlik, M. Karny, Z. Janas, E. Roeckl, A. Blazhev, R. Collatz, J. Doring, M. Hellstrom, Z. Hu, R. Kirchner, Mukha, C. Plettner, M. Shibata, K. Rykaczewski, L. Batist, F. Moroz, V. Wittmann, and J. J. Valiente-Dobon
PHYSICAL REVIEW C 93 93 巻 頁： 014308 2016年1月
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β- Decay of 150Ce to Odd-Odd 150Pr 査読有り
Yasuaki Kojima, Kazuto Kosuga, Yosuke Shima, Akihiro Taniguchi, Hiroaki Hayashi, and Michihiro Shibata
84 巻 頁： 054201 [8 Pages] 2015年5月
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Determination of full-energy peak efficiency at the center position of a through-hole-type clover detector between 0.05 MeV and 3.2 MeV by source measurements and Monte Carlo simulations 査読有り
Yosuke Shima, Hiroaki Hayashi, Yasuaki Kojima, Michihiro Shibata
Applied Radiation and Isotopes 91 巻 頁： 97-103 2014年9月
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Half-life Measurements of Excited Levels in Fission Products around Mass Number 150. 査読有り
Y. Kojima, Y. Shima, H. Hayashi, A. Taniguchi, and M. Shibata
Nuclear Data Sheets 120 巻 頁： 52-55 2014年6月
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Measurements of High-energy Excited States and γ-rays of Fission Products with a 4π Clover Detector. 査読有り
Y. Shima, Y. Kojima, H. Hayashi, A. Taniguchi, M. Shibata
Nuclear Data Shieets 120 巻 頁： 30-32 2014年6月
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Performance of a total absorption clover detector for Qβ measurements of neutron-rich nuclei far from the β-stability line 査読有り
H. Hayashi, M. Shibata, M. Asai, A. Osa, T. K. Sato, M. Koizumi, A. Kimura, M. Oshima
Nuclear Inst. and Methods in Physics Research A 747 巻 頁： 41-51 2014年5月
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Relative intensities of prompt γ-rays from the 35Cl(n,γ)36Cl reaction with thermal neutrons as secondary γ-ray intensity standards 査読有り
Michihiro Shibata, Akinori Tojo, Itaru Miyazaki, Masataka Furuta, Hiroaki Hayashi, Yasuaki Kojima, Yosuke Shima, AkihiroTaniguchi
Applied Radiation and Isotopes 73 巻 頁： 60-67 2013年3月
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Ground-state configuration of the N = 157 nucleus 259No 査読有り
M. Asai, K. Tsukada, M. Sakama, H. Haba, T. Ichikawa, Y. Ishii, A. Toyoshima, T. Ishii, I. Nishinaka, Y. Nagame, Y. Kasamatsu, M. Shibata, Y. Kojima, and H. Hayashi
PHYSICAL REVIEW C 87 巻 頁： 014332-1~6 2013年
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Emission probabilities of some intense prompt γ rays of 24Na, 28Al, 52V, 56Mn, 60Co, 142Pr, 187W and 198Au with thermal neutron capture determined using γ rays following β decay 査読有り
Michihiro SHIBATA, Itaru MIYAZAKI, Hiroaki HAYASHI, Akinori TOJO, Masataka FURUTA, Yasuaki KOJIMA, Akihiro TANIGUCHI, Kiyoshi KAWADE
Annals of Nuclear Energy 43 巻 頁： 106-113 2012年2月
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A spectrometer for lifetime determination by β-γ-γ delayed coincidence technique at KUR-ISOL 査読有り
Y. Kojima, H. Hayashi, M. Shibata, S. Endo, K. Shizuma, A. Taniguchi
Nuclear Inst. and Methods in Physics Research A A659 巻 頁： 193-197 2011年12月
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Systematics for (n,2n) excitation functions in the neutron energy between 13.4 and 14.9 MeV 招待有り 査読有り
Hiroaki Hayashi, Hitoshi Sakane, Michihiro Shibata, Kiyoshi Kawade, Yoshimi Kasugai, Yujiro Ikeda, Toshiyuki Iida
Annals of Nuclear Energy 38 巻 頁： 637-646 2011年1月
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Practical Qβ Analysis Method Based on the Fermi-Kurie Plot for Spectra Measured with Total Absorption BGO Detector 査読有り
Hiroaki Hayashi, Yasuaki Kojima, Michihiro Shibata, Kiyoshi Kawade
Nuclear Inst. and Methods in Physics Research A A613 巻 頁： 79-89 2010年1月
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Qβ-measurements with a total absorption detector composed of through-hole HPGe detector and anti-Compton BGO detector 査読有り
Hiroaki Hayashi, Michihiro Shibata, Itaru Miyazaki, Osamu Suematsu, Yasuaki Kojima, Kiyoshi Kawade, Akihiro Taniguchi
Nuclear Inst. and Methods in Physics Research A A606 巻 頁： 484-489 2009年7月
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Measurements of activation cross sections of (n,p) and (n,α) reactions in the energy range of 3.5 to 5.9 MeV using a deuterium gas target. 査読有り
Masataka Furuta, Toshiaki Shimizu, Hiroaki Hayashi, Itaru Miyazaki, Hiroshi Yamamoto, Michihiro Shibata, Kiyoshi Kawade
Annals of Nuclear Energy 35 巻 頁： 1652–1662 2008年9月
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Precise Intensity Measurements in the 14N(n,γ)15N Reaction as a Gamma-Ray Standard up to 11 MeV 査読有り
I. Miyazaki, H. Sakane, H. Takayama, M. Kasaishi, A. Tojo, M. Furuta, H. Hayashi, O. Suematsu, H. Narasaki, T.Shimizu, M. Shibata, K. Kawade, A. Taniguchi and H. Harada
J. Nucl. Sci. and Tech. 45 巻 ( 6 ) 頁： 481-486 2008年
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Qβ Measurements of 158,159Pm, 159,161Sm, 160-165Eu, 163Gd and 166Tb using a Total Absorption BGO Detector. 査読有り
H. Hayashi, Y. Akita, O. Suematsu, M. Shibata, M. Asai, T. K. Sato, S-I. Ichikawa, I Nishinaka, Y. Nagame, A. Osa, K. Tsukada, T. Ishii, Y. Kojima, A. Taniguchi,
Eur. Phys. J. A 34 巻 ( 4 ) 頁： 363-370 2007年12月
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Observation of M3 Isomeric Transition from 156mPm through the β--Decay of 156Nd. 査読有り
Michihiro Shibata, Osamu Suematsu, Yasuaki Kojima, Kiyoshi Kawade, Akihiro Taniguchi and Yoichi Kawase,
Eur. Phys. J. A 31 巻 頁： 171-176 2007年2月
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Experimental apparatus at KUR-ISOL to identify isomeric transitions from fission products and decay spectroscopy of 151Ce. 査読有り
Y. Kojima , M. Shibata, A. Taniguchi, Y. Kawase, R. Doi, A. Nagao and K. Shizuma,
Nuclear Inst. and Methods in Physics Research A A564 巻 頁： 275-282 2006年
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α-decay 238Cm and the new isotope 237Cm. 査読有り
M. Asai, K. Tsukada, S. Ichikawa, M. Sakama, H. Haba, I. Nishinaka, Y. Nagame, S. Goto, Y. Kojima, Y. Oura, and M. Shibata
Phys. Rev. C 73 巻 頁： 067301-1 -4 2006年
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Measurement of (n,n') reaction cross-sections of 79Br,90Zr,197Au and 207Pb with pulsed d-D neutrons. 査読有り
Toshiaki Shimizu, Itaru Miyazaki, Kazumasa Arakita, Michihiro Shibata, Kiyoshi Kawade, Jun-ichi Hori, Takeo Nishitani,
Annals of Nuclear Energy 32 巻 頁： 949-963 2005年6月
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Proton-neutron configurations in 236g,mAm and its EC-decay daughter 236Pu. 査読有り
M. Asai, M. Sakama, K. Tsukada, S. Ichikawa, H. Haba, I. Nishinaka, Y. Nagame, S. Goto, Y. Kojima, Y. Oura, H. Nakahara, M. Shibata and K. Kawade,
Eur. Phys. J. A 23 巻 頁： 395-400 2005年3月
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Preparation of a liquid nitrogen target for measurement of γ-rays in the 14N(n,γ)15N as an intensity standard in energy regions up to 11 MeV.
H. Sakane, H. Obayashi, A. Tojo, M. Shibata, K. Kawade and A. Taniguchi,
Appl. Rad. Isotopes 63 巻 頁： 131-135 2005年
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Experimental identification of spin-parities and single-particle configurations in 257No and its α-decay daughter 253Fm. 査読有り
Phys. Rev. Lett. 95 巻 頁： 102502-1 -4 2005年
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β-decay half-lives of new neutron-rich rare-earth isotopes 159Pm,162Sm, and 166Gd. 査読有り
S. Ichikawa, M. Asai, K. Tsukada, H. Haba, Y. Nagame, M. Shibata, M. Sakama, and Y. Kojima
Phys. Rev. C 71 巻 頁： 067302-1 -4 2005年
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First observation of isomeric transition from 148mPr and parity assignment for excited states of 148Pr. 査読有り
Y. Kojima, A. Taniguchi, M. Shibata, E. Oyama, T. Nishimura, K. Shizuma and Y. Kawase:
Eur. Phys. J. A 19 巻 頁： 77-81 2004年1月
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An improved pneumatic sample transport system for measurement of activation cross sections with d-D neutrons in the energy range between 2.1 and 3.1 MeV. 査読有り
T. Shimizu, H. Sakane, S. Furuichi, M. Shibata, K. Kawade, and H. Takeuchi,
Nuclear Inst. and Methods in Physics Research A A527 巻 頁： 543-553 2004年
書籍等出版物 3
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放射線と安全につきあう－利用の基礎と実際－
西澤邦秀、柴田理尋 編（ 担当： 共編者(共編著者)）
名古屋大学出版会 2017年5月 （ ISBN:978-4-8158-0875-4 ）
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大学等における放射線安全管理の実際 2016年 改訂版
中島 覚他（ 担当： 共著）
アドスリー 2016年8月 （ ISBN:978-4-904419-67-0 ）
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放射線安全取扱の基礎
西澤邦秀、飯田孝夫 編（ 担当： 共著）
名古屋大学出版会 2004年3月 （ ISBN:978-4-8158-0731-3 ）
講演・口頭発表等 1
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20th International Conference on Radionuclide Metrology and its Applications 国際会議
Yosuke SHIMA, Hiroaki HAYASHI, Yasuaki KOJIMA, Ryouta JYOUSYOU and Michihiro SHIBATA
ON THE ITERATION OF COINCIDENCE SUMMING CORRECTION FOR DETERMINATION OF GAMMA-RAY INTENSITIES
共同研究・競争的資金等の研究課題 1
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原子力システム研究開発事業「高強度パルス中性子源を用いた革新的原子炉用核データの研究開発」
2006年 - 2009年
資金種別：競争的資金
科研費 3
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バックグラウンド低減とタイムスタンプ測定による微量核分裂生成物の崩壊特性の研究
研究課題/研究課題番号：19K05327 2019年4月 - 2022年3月
柴田 理尋
担当区分：研究代表者
配分額：4290000円 （ 直接経費：3300000円 、 間接経費：990000円 ）
質量数150近傍の中性子過剰核は、球形核から変形核への遷移領域に位置する。この領域の奇－奇核では、陽子と中性子の相互作用が複雑になることから、実験及び理論研究ともにほとんど行われていない。それらの高精度な崩壊核データを取得するために、目的核種を235Uの核分裂生成物から高強度・高効率で分離できる京大原子炉附置オンライン同位体分離装置を用いて、高効率半導体検出器、バックグラウンド抑制用検出器および高速データ収集系を組み合わせて崩壊に伴う放射線を測定する。核異性体の存在が期待される奇－奇核をはじめ、この領域の崩壊核データを決定し、核構造を研究する。
収率の小さい質量数150以上のU-235の核分裂生成物の崩壊核データは、詳しく調べられていない。京大原子炉に附置したオンライン同位体分離装置は、数秒程度の短半減期の核分裂生成物を効率よく分離することができる装置であり、これを用いて崩壊核データを測定することは、中性子過剰核の核構造の研究および崩壊熱の評価の向上に資する。実施者が所有する貫通孔型クローバー検出器は高立体角・高効率で崩壊γ線を測定することができるGe検出器であり、それにタイムスタンプ式データ収集系を購入し、組み合わせて、時間情報を含むリストモードデータを収集することによって質量数150近傍の崩壊データを取得した。
対象とした核種は、Sr-95、Pr-153、Pr-154であり、それをオンライン同位体分離して、その壊変に伴うβおよびγ線を測定した。核異性体が報告されているSr-95については、クローバー検出器によってβ-γ時間差測定法によって、μ秒の寿命測定を行った。この方法では、予簿実験から、検出器の全計数率が結果の精度に影響すると考えられていたため、5kcps以下、5～10kcps、10kcps以上の3つの条件で測定し、計数率が高いと結果が短めになると言うことが明らかとなった。Pr-153、154については、測定中にデータ収集系が不安定となり、十分な統計量は得られなかったが、既に報告されている核異性体の結果を支持する結果および過去の文献に加えて新たなγ線と同時計数関係が確認できた。
一方、収率の低い核種を測る際には、娘核や実験室内のバックグラウンドが問題となる。その影響を低減させるためにクローバー検出器の貫通孔内に設置するプラスチックシンチレーターを用いたβ線検出器の開発も並行して進めた。
Sr-95、Pr-153、Pr-154を対象として、京都大学原子炉附置オンライン同位体分離装置（KUR-ISOL)を用いて測定した。Sr-95は、励起準位の半減期をβ-γ時間差法で決めるための検証となる核種である。本手法は、収率が極めて低い核種に対して、高効率の検出器でのみ達成可能な手法であり、特に、予備実験の結果から、測定中の計数率が結果の精度に影響することが予想されたため、Sr-95を5kcps以下、5～10kcps、10kcps以上の3つの条件で測定した。娘核Y-95の核異性体の測定結果から、計数率が高いと結果が短めになることが明らかとなり、半減期測定では、計数率を5kcps程度までに抑える方が良いことがわかった。一方、データ収集系は高計数率にも対応するため、γ-γの同時事象測定には10kcps程度まで上げても測定器の分解能は劣化しないこともわかった。
Pr-153、154については、十分な統計量が得られてはいないが、Pr-153については、18個の励起準位と19本γ線を新たに確認し、予備的な崩壊図式が作成できた。また、191.7keVの核異性体準位の半減期を決定し1.13μ秒と決定した。この値は、文献値1.06μsと誤差の範囲で一致したことから、新しいデータ収集系はμ秒の核異性体の半減期測定に適用可能であることがわかった。Pr-154については、データ収集系が不安定であったために十分な統計量が得られなかったが、過去に報告されたγ線との同時計数の解析結果から、新たな7本の同時計数するγ線が確認された。
さらに、従来のフォトマルではなく、MPPCを用いた狭いスペースに設置可能なプラスチックシンチレーターβ線検出器の設計及び試作を行い、β線号信号を引き出し、スペクトル測定ができることを確認した。以上のことから、ほぼ当初の予定通り、研究が進展していると判断した。
今年度も京大原子炉の共同利用申請が採択されているので、Pr-153、Pr-154の崩壊核分光実験を行い、統計精度を上げる予定である。前回、ノイズ等の原因が明らかとなったので、その対策を採ることによって実質的に10倍近い測定時間が得られると予想している。それによってより詳細な崩壊図式の作成が可能である。また、核異性体の半減期も決定できる期待される。並行して作成中のクローバー検出器の貫通孔装着用のβ検出器を併用すると、バックグラウンドの影響を1/10程度まで削減できると考えている。
プラスチックシンチレーターに光電子増倍管ではなくMPPCを使うことによって、狭い領域に適したβ線検出器を作成している。このβ線検出器は100%近い立体角を持つので、ビーム強度を上げることによって実験室内のバックグラウンドが上昇しても、その影響を抑えることができる。Pr-153、154は共に、過去に1件しか報告がない核種で有り、その報告は京大原子炉からであるが、当時に比べ、オンライン同位体分離装置の強度は向上しているので、効率の良い検出器と高速データ収集系を組み合わせることで、より精度の高いデータが取得できると考えている。引き続き、MPPCに適したシンチレーター形状を選定してβ検出器の基礎特性をオフラインで測定し、オンライン実験に適用する。 -
エネルギーサムγ線分光法による原子核の高エネルギー励起準位の解明
2009年 - 2011年
科学研究費補助金 基盤研究(C)
担当区分：研究代表者
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d-Dガスターゲット開発による５～７MeV中性子の放射化断面積の測定
2003年 - 2004年
科学研究費補助金 基盤研究(C)
柴田 理尋
担当区分：研究代表者
担当経験のある科目 (本学) 15
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量子力学A
2021
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応用力学演習
2021
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応用核物理学
2020
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中性子・原子核科学輪講
2020
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エネルギー理工学セミナーB
2020
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エネルギー理工学セミナーA
2020
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応用力学演習
2019
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中性子・原子核科学輪講
2019
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量子力学A
2019
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応用核物理学
2018
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中性子・原子核科学輪講
2018
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量子力学A
2018
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応用力学演習
2018
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量子力学A
2017
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中性子・原子核科学輪講
2017
担当経験のある科目 (本学以外) 1
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獣医放射線学
2009年4月 - 2010年3月 （岐阜大学）