新しいアクティブ標的を用いた中性子過剰原子核の構造研究

• Project/Area Number: 14J00949
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Condensed matter physics I
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 古野 達也 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2016: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2015: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 不安定原子核 / アルファクラスター構造 / アルファ非弾性散乱 / アクティブ標的 / 不安定核 / クラスター構造 / マイクロピクセルチェンバー / 中性子過剰核

Outline of Annual Research Achievements

2016年11月に大阪大学核物理研究センターENビームラインにおいて、炭素10ビームを用いて3日間のテスト測定を実施した。実験の目的は、ENコースにおける炭素10ビームの純度および強度を確認すること、またMAIKoアクティブ標的を用いて実際に炭素10アルファ非弾性散乱事象を取得し、検出器の分解能を評価することである。実験では、核子当たり100 MeVの炭素12ビームを450 mg/cm2のベリリウム標的に照射し、核破砕反応により、核子当たり75 MeVの炭素10ビームを生成した。ENコースの2次粒子分離装置を使用した結果、純度100%, 強度100 kcpsの炭素10ビームを得ることが出来た。これは実験への要求を満たすものである。
アクティブ標的にヘリウム96%、 二酸化炭素4%のガスを500 hPaの圧力で封入し、そこへ炭素10ビームを入射させて、散乱事象の測定を行なった。
測定中はMAIKoアクティブ標的や、2016年度に新たに開発した低圧MWDC検出器が安定に動作した。また、検出器内部で散乱が起こり、反跳アルファ粒子がTPC検出器内部で止まった事象を捉えることに成功した。アルファ粒子の飛跡を解析した結果、検出した反跳アルファ粒子のエネルギーは1 MeV程度であり、これまで検出が困難であった低エネルギー反跳粒子の検出に成功した。
上記の結果は、アクティブ標的を用いることで、不安定原子核に対して前方角度での質量欠損分光が可能となることを示すものである。
現在は取得したデータの解析を行い、炭素10の励起エネルギー分解能を評価している。また、2017年10月には8日間の本測定を実施する予定である。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] NSCL, Michigan State University(米国)
• [Int'l Joint Research] Peking University/Shanghai Institute of Applied Physics/Institute of Modern Physics(中国)
• [Journal Article] Time-Reversal Measurement of the p-Wave Cross Section of the 7Be(n; alpha) Reaction for the Cosmological Li Problem (2017)
  • Author(s): T. Kawabata, et al.
  • Journal Title: Physical Review Letters Volume: 118 Issue: 5 Pages: 052701-052701
  • DOI: 10.1103/physrevlett.118.052701
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The First Measurement of Cross Section for the 7Be(n, α)4He Reaction at the Cosmological Energy (2017)
  • Author(s): T. Takeda, T. Furuno et al.
  • Journal Title: JPS Conference Proceedings Volume: 14 Pages: 010103-010103
  • DOI: 10.7566/jpscp.14.010103
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Are there nuclear structure effects on the isoscalar giant monopole resonance and nuclear incompressibility near A ~90? (2016)
  • Author(s): Y. K. Gupta, T. Furuno, T. Kawabata, M. Tsumura, et al.
  • Journal Title: Physics Letters B Volume: 760 Pages: 482-485
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2016.07.021
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Change of nuclear configurations in the neutrinoless double-beta decay of 130Te going to 130Xe and 136Xe going to 136Ba (2016)
  • Author(s): J. P. Entwisle, T. Furuno, T. Kawabata, M. Tsumura, et al.
  • Journal Title: Physical Review C Volume: 93 Issue: 6 Pages: 064312-064312
  • DOI: 10.1103/physrevc.93.064312
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Experimental study of the knockout reaction mechanism using O-14 at 60 MeV/nucleon (2016)
  • Author(s): Y. L. Sun, T. Furuno, T. Kawabata, et al.
  • Journal Title: Physical Review C Volume: 93 Issue: 4 Pages: 044607-044607
  • DOI: 10.1103/physrevc.93.044607
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Comparing the Performance of PIN and Avalanche Photodiodes for Radiation Detection (2016)
  • Author(s): N. Shibauchi, T. Furuno et al.
  • Journal Title: ELCAS Journal Volume: 1 Pages: 32-35
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Determining the Spin of 60Ni by Measuring the Angular Correlation of Gamma Rays (2016)
  • Author(s): H. Ikoma, T. Furuno et al.
  • Journal Title: ELCAS Journal Volume: 1 Pages: 36-40
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A Demonstrative PET and SPECT Scan Experiment (2016)
  • Author(s): K. Tokuchi, T. Furuno et al.
  • Journal Title: ELCAS Journal Volume: 1 Pages: 41-47
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] First measurement of isoscalar giant resonances in a stored-beam experiment (2016)
  • Author(s): J. C. Zamora, T. Furuno et al.
  • Journal Title: Physics Letters B Volume: 763 Pages: 16-19
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2016.10.015
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Development of MAIKo: the active target with μ-PIC for RI beam experiments (2014)
  • Author(s): T. Furuno et al.
  • Journal Title: Journal of Physics: Conference Series Volume: 569 Pages: 012042-012042
  • DOI: 10.1088/1742-6596/569/1/012042
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] MAIKoアクティブ標的を用いた10Cの質量欠損分光 (2017)
  • Author(s): 古野達也
  • Organizer: 日本物理学会第 72 回年次大会
  • Place of Presentation: 大阪大学
  • Year and Date: 2017-03-17
• [Presentation] MAIKoアクティブ標的を用いた不安定核実験 (2016)
  • Author(s): 古野達也
  • Organizer: 第13回MPGD研究会
  • Place of Presentation: 神戸大学
  • Year and Date: 2016-12-09
• [Presentation] Active target MAIKo to investigate cluster structures in unstable nuclei (2016)
  • Author(s): Tatsuya Furuno
  • Organizer: 11th International conference on clustering aspects of nuclear structures and dynamics
  • Place of Presentation: Naples, Italy
  • Year and Date: 2016-05-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] MAIKoアクティブ標的における飛跡構築アルゴリズム (2016)
  • Author(s): 古野達也
  • Organizer: 日本物理学会第71回年次大会
  • Place of Presentation: 東北学院大学
  • Year and Date: 2016-03-19
• [Presentation] MAIKo active target to investigate cluster structures in unstable nuclei (2016)
  • Author(s): Tatsuya Furuno
  • Organizer: Workshop on clustering aspects of nuclear physics
  • Place of Presentation: Kyoto University
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] μ-PICを用いたアクティブ標的(MAIKo)のテスト実験結果 (2015)
  • Author(s): 古野達也
  • Organizer: 第12回MPGD研究会
  • Place of Presentation: 広島大学
  • Year and Date: 2015-12-04
• [Presentation] MAIKoアクティブ標的で探るαクラスター構造 (2015)
  • Author(s): 古野達也
  • Organizer: アイソスカラー型単極遷移で探る原子核励起状態とクラスター構造
  • Place of Presentation: 大阪大学核物理研究センター
  • Year and Date: 2015-07-16
• [Presentation] MAIKo active target for RI beam experiments (2015)
  • Author(s): 古野達也
  • Organizer: 2015 Active Targets and TPC for Nuclear Physics Experiments Workshop
  • Place of Presentation: Michigan State University
  • Year and Date: 2015-05-18
• [Presentation] Development of MAIKo: the active target with μ-PIC for RI beam experiments (2014)
  • Author(s): T. Furuno
  • Organizer: Fourth Joint Meeting of the Nuclear Physics Divisions of the American Physical Society and The Physical Society of Japan (HAWAII 2014)
  • Place of Presentation: Hilton Waikoloa Village, ハワイ
  • Year and Date: 2014-10-07 – 2014-10-11
• [Presentation] Development of MAIKo: the active target with μ-PIC for RI beam experiments (2014)
  • Author(s): T. Furuno
  • Organizer: 3rd International Workshop on State of the Art in Nuclear Cluster Physics (SOTANCP3)
  • Place of Presentation: 関東学院大学, 横浜
  • Year and Date: 2014-05-26 – 2014-05-30