クーロン分解反応による不安定Ni、Ge同位体の陽子捕獲反応断面積の決定

• Project/Area Number: 21740212
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 栂野 泰宏 独立行政法人理化学研究所, 櫻井RI物理研究室, 基礎科学特別研究員 (20517643)
• Project Period (FY): 2009 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2011: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2010: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2009: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: 天体核物理学 / 不安定原子核反応 / クーロン分解反応 / 爆発的水素燃焼過程

Research Abstract

陽子過剰な不安定ニッケル、ゲルマニウム同位体の陽子捕獲反応断面積決定に欠かせない陽子-重イオン同時測定用のストリップ電極付きシリコン半導体検出器の回路系の設計、開発を引き続き行った。原子番号が30前後の重イオンと陽子を同時測定する場合、発生する信号が最小で150keV、最大で200MeVと1000倍以上違うため、ストリップ電極間の信号干渉を小さくしないと陽子の信号が重イオンの信号による干渉によって見えなくなってしまう。
本年度はTexas A&M大学の加速器を用いてプロトタイプの回路系のテストを行った。核子あたり40MeVまで加速された^<40>Arの入射核破砕反応によって生成された質量数と原子番号の比A/Zが2の原子核を300μm厚のストリップシリコン付きシリコン半導体検出器に照射した。これらの原子核は検出器中で1～70MeVのエネルギー損失をした。このテスト実験からシリコン半導体検出器中のエネルギー損失が60MeV以上であると隣り合うストリップ間でのクロストークが発生する事が確認された。これは検出器中でのエネルギー損失が3倍程度あるニッケル、ゲルマニウム同位体の研究を行う場合において3本離れたストリップまでにクロストークが起こる事を意味しており、この程度のクロストークであれば陽子捕獲反応断面積決定実験を行う事は可能であることがわかった。またプロトタイプの回路系ではエネルギー閾値が高く、陽子起源の信号を検出するのには現状では不十分であることが1MeV程度のエネルギー損失があったイベントを解析することから分かった。

Research Products

• [Journal Article] Resonance states in 27P using Coulomb dissociation and their effect on the stellar reaction 26Si(p,γ)27P (2011)
  • Author(s): Y. Togano, S. Kubono, 他
  • Journal Title: Phys. Rev. C Volume: 84 Issue: 3 Pages: 35808-35808
  • DOI: 10.1103/physrevc.84.035808
  • URL: https://pure.teikyo.jp/en/publications/e00c4ab3-f3b1-4db9-8faa-5cdeb5b79d43
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Measurements of Proton Capture Cross Sections Relevant to rp Process with Coulomb dissociation (2011)
  • Author(s): Yasuhiro Togano
  • Journal Title: AIP Conference Proceedings Volume: 1269 Pages: 160-165
• [Presentation] Resonances in ^<27>P studied by Coulomb dissociation and implications to the stellar proton capture reaction on ^<26>Si (2011)
  • Author(s): Yasuhiro Togano
  • Organizer: Advances in Radioactive Isotope Science ARIS2011
  • Place of Presentation: Leuven, Belgium
  • Year and Date: 2011-06-02
• [Presentation] Astrophysical reaction rate of 30S(p,g)31Cl studied by Coulomb dissociation (2010)
  • Author(s): Yasuhiro Togano
  • Organizer: Nuclei in the Cosmos 2010
  • Place of Presentation: University of Heidelberg, Heidelberg, Germany
  • Year and Date: 2010-07-20
• [Presentation] Experimental Investigation of the stellar reaction ^<30>S(p,g)^<31>Cl via Coulomb dissociation (2010)
  • Author(s): Yasuhiro Togano
  • Organizer: International Nuclear Physics Conference 2010
  • Place of Presentation: University of British Colombia, Vancouver, Canada
  • Year and Date: 2010-07-05
• [Presentation] Investigation of the ^<30>S(p,γ)^<31>Cl reaction via Coulomb dissociation (2009)
  • Author(s): Yasuhiro Togano
  • Organizer: The joint Meeting of the Nuclear Physics Divisions of the APS and JPS
  • Place of Presentation: Hawaii island, Hawaii, USA
  • Year and Date: 2009-10-14