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元素合成に関わる超低エネルギー原子核反応の直接測定

研究課題

研究課題/領域番号 16684006
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

西村 俊二  独立行政法人理化学研究所, 櫻井RI物理研究室, 先任研究員 (90272137)

研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
28,600千円 (直接経費: 22,000千円、間接経費: 6,600千円)
2005年度: 12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)
2004年度: 15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
キーワード不安定核 / 元素合成 / 低エネルギー原子核反応
研究概要

超新星爆発または中性子星の合体において、急速な元素合成(r過程)が進んだと考えられる。R過程の必要条件である中性子高密度状態に重大な影響を与える反応経路^8Li(α,n)^<11>Bのテスト実験および測定装置の開発を行う。
まず、本実験の要となる2層構造を特長とする極薄半導体検出器(1μm^t、500μm^t)の性能評価を行った。この半導体検出器は、大きな静電容量(2nF)を持つ。半導体サポート基盤、シールドケーブルの製作、シールドボックスの補強、回路調整によりノイズ対策を施した。α線源およびタンデム加速器を利用した低エネルギー原子核ビーム(^<11>B,^8Li)を利用し、粒子識別に関する性能評価を行った。その結果、我々の目標とする超低エネルギー原子核の測定に有効であることを確認できた[1]。
2005年4月、不安定核ビーム^8Liを生成させ、この極薄半導体検出器を利用した最初の原子核反応実験を実施した。^8Li(α,n)^<11>B反応における生成粒子(^<11>B)の直接測定を行うために、9台の極薄半導体検出器を^4Heガス標的中に配置した。さらに、ガス圧を100 Torrと低圧にし、超低エネルギー領域(Ecm=0.5MeV)に対応させた。実験の結果、これまで問題とされた低エネルギー生成粒子(^<11>B)を直接かつ容易に検出する事に成功した[2]。今後、高統計・高精度の実験を実現させるためには、極薄半導体検出器の弱点となる有効面積(40%)を改善する必要がある。新たに極薄半導体の開発を行い、有効面積率を90%に改善させ、立体角を4倍にすることに成功した。高検出効率のγ線検出器、中性子検出器の導入により、高精度実験を可能とする。
[1]S.Nishimura, et al., ANNUAL REPORT 2004, UTTAC-73 (2005) 6-7.
Application of ultrathin silicon detector in low energy nuclear reaction measurement.
[2]S.Nishinura, et al., Accelerator Progress Report 39 (2006) accepted.

報告書

(2件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (12件)

  • [雑誌論文] A new approach for cross section measurements at low energies using a monolithic silicon telescope2005

    • 著者名/発表者名
      M.Kurata-Nishimura, et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Physics A 758

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Study of Low Energy Nuclear Reaction Measurements using Monolithic Silicon Telescope at CRIB2005

    • 著者名/発表者名
      S.Nishimura, et al.
    • 雑誌名

      Annual Report 2004 CNS-REP-66

      ページ: 9-10

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Centrality and transverse momentum dependence of collective flow in 158AgeV Pb+Pb collisions measured via inclusive photons2005

    • 著者名/発表者名
      M.M.Aggarwal et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Physics A 762

      ページ: 129-146

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Formation of dense partonic matter in relativistic nucleus-nucleus collisions at RHIC : Experimental evaluation by the PHENIX Collaboration2005

    • 著者名/発表者名
      K.Adcox et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Physics A 757

      ページ: 184-283

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Study of proton resonances in ^<26>Si and ^<27>P by using the ^<25>Al and ^<26>Si radioactive ion beams2005

    • 著者名/発表者名
      J.Y.Moon et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Physic A 758

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Study of Stellar Reactions in Explosive Hydrogen Burning with CRIB2005

    • 著者名/発表者名
      S.Kubono et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Physics A 758

      ページ: 733-736

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] HALF-LIFE MEASUREMENT OF NEUTRON-RICH NUCLEI AND FUTURE AT RIBF2005

    • 著者名/発表者名
      S.NISHIMURA, et al.
    • 雑誌名

      Origin of Matter Evolution of Galaxies (World Scientific Publishing Co.Pte.Ltd.)

      ページ: 304-315

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Application of ultrathin silicon detector in low energy, nuclear reaction measurement2005

    • 著者名/発表者名
      S.Nishimura, et al.
    • 雑誌名

      RIKEN Accelerator Progress Report 38

      ページ: 133-135

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] New approach to low energy reaction measurements using monolithic silicon telescope2005

    • 著者名/発表者名
      M.Nishimura, S.Nishimura, et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Physics A (Nuclei in the Cosmos VIII) (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Feasibility study of monolithic SSD for measurement of low energy nuclear reaction with GEANT4 simulation2004

    • 著者名/発表者名
      M.Nishimura, S.Nishimura, et al.
    • 雑誌名

      RIKEN Accelerator Progress Report 37

      ページ: 183-184

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Interferometry of Direct Photons in Central ^<208>Pb+^<208>Pb Collisions at 158A GeV2004

    • 著者名/発表者名
      M.M.Aggarwal et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 93

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Single identified hadron spectra from √<S_<NN>>=130 GeV Au+Au collisions2004

    • 著者名/発表者名
      K.Adcox, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review C 69

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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