Evaluation of astrophysical fusion reaction rates using a microscopic nuclear model
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22K03610
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | Kagawa National College of Technology |
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Principal Investigator |
谷口 億宇 香川高等専門学校, 情報工学科, 准教授 (60529064)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 核融合反応率 / 微視的原子核模型 |
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| Outline of Research at the Start |
核融合反応は、天体現象のエネルギー源で、その反応率や崩壊様式は宇宙の化学組成に大きく影響する。しかし、特に低温での核融合反応率の直接反応による実験的な研究は厚いクーロン障壁のため困難であり、不定性が大きい。本研究では、天体現象に重要な核融合反応率を、微視的原子核模型計算で詳細に解明する。特に爆発的な天体現象に重要である 12C+12C, 16O+16O,12C+16O 核融合反応率や崩壊様式を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
低温での12C+12C核融合反応率を微視的に評価した。12C+12C核融合反応率は、12C+12C分子共鳴状態が大きく寄与することが分かった。いくつかの相互作用での計算結果を比較することで、反応率は共鳴エネルギーの影響が大きいことが分かった。12C+12C核融合に寄与する共鳴状態の発現に、α+20Neやp+23Naなどの崩壊チャネルとの結合が重要である。12C+12C分子共鳴状態は崩壊チャネルと強く結合して断片化する。そのうち12C+12C閾値直上に分布した共鳴状態が、低温での核融合反応率を増大させる。
低温での12C+12C核融合反応率を評価したことは、X線スーパーバースト（XRSB）などの天体現象の理解につながる。XRSBは中性子星で起きる爆発的天体現象で、12C+12C核融合反応が引き金になるとされている。そのため、XRSBの理解には信頼性の高い12C+12C核融合反応率が必要である。しかし、中性子星の低温環境を加速器実験で再現することは難しく、反応率に不定性が大きく残っている。本研究で理論的に導出した反応率を天体現象のシミュレーションに適用することで、今後、XRSBの理解が進むと期待される。
反応率に有効相互作用依存性があったが、それは微視的模型の不定性でもある。実験で核融合に寄与する低エネルギー共鳴状態の性質を解明することで、より信頼性の高い反応率が得られると期待される。非弾性散乱による低エネルギー共鳴状態の性質の解明を検討している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
12C+12C核融合反応率を微視的に評価することができた。国際研究会での招待講演を含む、いくつもの研究会で成果発表した。論文は現在準備中である。また、核融合反応に重要な共鳴状態を非弾性散乱で調べる研究につながるなどの発展をしている。
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| Strategy for Future Research Activity |
核融合に寄与する共鳴状態の性質を理解するため、実験研究者との協力を進める。
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Report
(1 results)
Research Products
(11 results)
