Determination of neutron capture reaction rate with new method for nucleosynthesis at neutron star merger
| Project/Area Number |
21H01114
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research (2022-2023)
Rikkyo University (2021) |
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Principal Investigator |
栂野 泰宏 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 協力研究員 (20517643)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 隆司 東京工業大学, 理学院, 教授 (50272456)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2021: ¥15,470,000 (Direct Cost: ¥11,900,000、Indirect Cost: ¥3,570,000)
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| Keywords | 実験核物理 / 中性子過剰核 / 中性子捕獲反応 / 元素合成 / 不安定核 / 実験物理学 / 実験各物理 |
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| Outline of Research at the Start |
鉄を超える重い元素の起源は未だ謎に包まれている。本研究ではそのような重い元素の合成に重要な中性子過剰な放射性同位体の中性子捕獲反応率のデータを新たな手法を用いて測定し、重い元素の起源の解明を目指す。放射性同位体の中性子捕獲反応の測定は本来非常に難しいが、本研究では陽子を原子核から抜き出す陽子ノックアウト反応を用いた励起エネルギー測定とガンマ線測定を組み合わせることによって高効率で中性子捕獲反応率を測定を可能とする。この新手法を可能とするため、既存のガンマ線検出器の回路システムを刷新する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
中性子星合体で起こる元素合成の解明には中性子過剰な不安定原子核(中性子過剰核)の中性子捕獲反応率の実験的決定が欠かせない。しかしこの反応率を直接測定することは困難を極めるため、これまでほとんど決定されて来なかった。この反応率の不定性が重元素起源解明のボトルネックの1つとなっており、その実験的決定が急務である。本研究では中性子過剰核の中性子捕獲反応率を、陽子準弾性散乱反応という別の反応を用いて間接的に決定する新間接的手法を確立し、本来測定が困難な中性子捕獲反応率を高効率で決定することを目指す。
新手法を用いた中性子捕獲反応率決定では、本研究で構築した140個のCsIシンチレータ検出器で構成される新検出器システムと、陽子飛程検出器を組み合わて陽子とガンマ線それぞれの運動量を測定する必要がある。
今年度は本研究で完成させた新検出器システムを陽子飛程検出器のプロトタイプと組み合わせて、初めて中性子過剰核の陽子準弾性散乱反応の測定を行った。核子あたり約200MeVの中性子過剰核11Liと10Beを陽子標的に照射し、その反応で発生した高エネルギー散乱陽子とガンマ線を測定した。新検出器システムで既知の陽子のエネルギーピークを観測し、さらに既知励起状態に対応する脱励起ガンマ線も測定することができた。これは陽子とガンマ線の運動量の同時測定が実際に可能であることを示しており、新間接的手法の検証に不可欠な測定が本研究で新たに建設した新検出器システムで可能になることを証明するものである。新間接的手法の検証実験は陽子飛程検出器のフルセットアップが完成する2025年に行う予定である。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(60 results)
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[Journal Article] Onset of collectivity for argon isotopes close to N=322024
Author(s)
Linh B. D.、Corsi A.、Gillibert A.、Obertelli A.、Doornenbal P.、Barbieri C.、Duguet T.、G?mez-Ramos M.、Holt J. D.、Hu B. S.、Miyagi T.、Moro A. M.、Navratil P.、Ogata K.、P?ru S.、Phuc N. T. T.、Shimizu N.、Soma V.、Utsuno Y. et al.
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Journal Title
Physical Review C
Volume: 109
Issue: 3
Pages: 0343211-15
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Level structures of 56,58Ca cast doubt on a doubly magic 60Ca2023
Author(s)
S. Chen, F. Browne, P. Doornenbal, J. Lee, A. Obertelli, Y. Tsunoda, T. Otsuka, Y. Chazono, G. Hagen, J. D. Holt, G. R. Jansen, K. Ogata, N. Shimizu, Y. Utsuno, K. Yoshida et al.
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Journal Title
Physics Letters B
Volume: 843
Pages: 138025-138025
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Shape coexistence in 66Se2023
Author(s)
Z. Elekes, V. Panin, T.R. Rodrテュguez, K. Sieja, D.S. Ahn, A. Al-Adili, H. Baba, A.I. Stefanescu, K.J. Cook, N. Fukuda, J. Gao, J. Gibelin, K.I. Hahn, S.W. Huang, T. Isobe, D. Kim, T. Kobayashi, Y. Kondo, et al.
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Journal Title
Physics Letters B
Volume: 844
Pages: 1230721-6
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Border of the island of inversion: Unbound states in 29Ne2022
Author(s)
Holl M.、Lindberg S.、Heinz A.、Kondo Y.、Nakamura T.、Tostevin J. A.、Wang H.、Nilsson T.、Achouri N. L.、Al Falou H.、Atar L.、Aumann T.、Baba H.、Boretzky K.、Caesar C.、Calvet D.、Chae H.、Chiga N.、Corsi A.、Crawford H. L.、他
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Journal Title
Physical Review C
Volume: 105
Issue: 3
Pages: 0343011-11
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] First spectroscopic study of 63V at the N=40 island of inversion2021
Author(s)
Juhasz M. M.、Elekes Z.、Sohler D.、Sieja K.、Yoshida K.、Ogata K.、Doornenbal P.、Obertelli A.、Baba H.、Browne F.、Calvet D.、Chateau F.、Chen S.、Chiga N.、Corsi A.、Cortes M. L.、Delbart A.、Gheller J.-M.、Giganon A.、Gillibert A.、Kondo Y, 他
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Journal Title
Physical Review C
Volume: 103
Issue: 6
Pages: 0643081-9
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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