| Project/Area Number |
23K13132
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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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 | Kyushu University |
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Principal Investigator |
庭瀬 暁隆 九州大学, 理学研究院, 助教 (50934006)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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| Keywords | Si検出器 / 飛行時間検出器 / α崩壊 / 超重元素 / MRTOF-MS / MRTOF質量分光器 / 精密質量測定 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は、箱型に設置したSi検出器とアニューラ型MCP検出器によって構成された新しい飛行時間検出器、"箱型α-TOF"を開発し、理研GARIS-IIに結合されているMRTOF質量分光器への導入を行い、超重元素同位体の精密質量とそれに続いたα崩壊連鎖の相関測定を実現することである。本研究では、箱型α-TOFのオフライン・オンライン試験後に、106番元素シーボーギウム同位体259Sgの精密質量と、それに続いたα崩壊連鎖の相関測定を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，飛行時間とα崩壊連鎖の相関測定を目指して，箱型α-TOF検出器の開発を実施。オフライン・オンラインでの性能評価を経たのちに，原子番号104番を超えるような超重元素の精密質量測定実験へ導入させ，質量と崩壊連鎖の相関測定を実施することを目的としている。
本年度は検出器を構成する底面用Si検出器やアニューラ型MCPを用意し，またオフラインテストに使用するテストベンチの整備を行い，検出器のテスト環境を整えた。実験で使用するプリアンプチップCremat CR110を手配し，評価基板を用いて側面用検出器S-3590を用いて検出器群のテストを実施した。併せてイオン光学シミュレーションソフトSIMIONと3D CAD設計ソフトSolid worksを組み合わせることで検出器系の配置とイオン光学系の検討をした。これらの途中成果については，国内外で実施された幾つかの国際会議・研究会にて報告を行なった。
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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
検出器を構成する底面用Si検出器やアニューラ型MCPおよび側面検出器の剪定した。底面検出器は1mm厚の透過型Si検出器を2枚重ねたMicron社のMSX-03を剪定，アニューラ型MCPはLPD-25をそれぞれ剪定した。側面検出器は従来型のα-TOF検出器で使用している浜松ホトニクス社のS-3590を剪定した。
九州大学内の実験室にオフラインテストに使用するテストベンチを設置・整備を行い，検出器のテスト環境を整えた。実験で使用するプリアンプチップCremat CR110を手配し，評価基板を用いて側面用検出器S-3590を用いて241Am線源を用いた検出器評価を実施した。半値全幅値で20keVを切る実験環境の構築に成功し，今後の検出器テストを実施できる環境が整った。
併せてイオン光学シミュレーションソフトSIMIONと3D CAD設計ソフトSolid worksを組み合わせることで検出器系の配置とイオン光学系の検討をした。これらの途中成果については，国内外で実施された幾つかの国際会議・研究会にて報告を行なった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の直近の方針として，本年度までに検討していた検出器系をオフラインテストベンチに構築し，線源を用いた性能評価試験を実施したい。241Am線源を用いてα線およびタイミング信号の検出効率を評価し，最適な配置を実験的に確認する。またBusch型のMCP-TOF検出器と組み合わせて，TOF-崩壊の相関測定を，九州大学加速器ビーム・応用科学センターのタンデム加速器を用いて実施する予定である。
テストベンチおよび九大タンデム加速器での性能評価が終了した後に検出器系を理化学研究所の加速器施設へ移動させ，多重反射型飛行時間測定式質量分光器MRTOF-MSへと導入し，融合反応によって生成される短寿命核を用いた，精密質量とα崩壊連鎖の相関測定を実施していく予定である。
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