| Project/Area Number |
23K22528
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| Project/Area Number (Other) |
22H01257 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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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 |
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Principal Investigator |
Ishiyama Hironobu 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, チームリーダー (50321534)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
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| Keywords | 短寿命核ビーム / 高精度精密質量測定 / 原子核の魔法数 / 速い中性子捕獲過程 / 宇宙核物理 / 低速短寿命核ビーム / 精密質量測定 / r過程 / 質量測定 / 宇宙での元素合成過程 |
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| Outline of Research at the Start |
宇宙での元素合成過程において速い中性子捕獲過程(r過程)は、鉄より重い重元素の約半分を生成したと考えられていが、その起源天体と全貌は未だ未解明である。金や白金などの重元素を含むr過程第3ピークは、中性子魔法数N = 126をもつ中性子過剰核の閉殻構造に起因して生成されたと考えられているが、その周辺核の原子核特性値は依然として未測定であり、N = 126の中性子過剰核が閉殻構造を持つか否かさえ定かではない。本研究は、新たに開発したHeガスセルと多重反射型飛行時間測定装置を用いて高精度質量直接測定を行い、その系統性からr過程第3ピーク滞留核近傍まで閉殻構造が保持されているのかどうかを検証する。
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| Outline of Final Research Achievements |
The rapid neutron capture (r) process in the universe is thought to occur in an environment of extreme neutron excess and high temperature, producing about half of the elements heavier than iron, but this is still unknown. Therefore, nuclear property values (mass, half-life, etc.) of neutron-rich nuclei are essential, and we attempted to measure the mass with high precision around the neutron magic number 126, which is important for the r-process pathway. As a result, it was found that the uranium beam is insufficient to produce N = 126 nuclei, and the development of a lead beam was proposed to the RIKEN Nishina Center and is now in the development stage. On the other hand, we succeeded in measuring new masses of 50-60 short-lived nuclides with the newly developed apparatus, or in greatly improving the accuracy of the mass measurement.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
速い中性子捕獲過程の全容解明のため、中性子過剰核の系統的な高精度質量測定を開始することができた。本研究で開発した多重反射型飛行時間測定装置と高周波カーペット型ヘリウムガスキャッチャーは理研仁科センターRIBFの最下流に設置、上流で行われる主実験と並行して恒常的に質量測定が行われるようになり、RIBFの効率的な運用が可能となっている。核図表上質量未測定の短寿命核種のうち約200核種程度の高精度質量測定を今後5年間で行う予定であり、原子核の最も基礎的な量である質量を通して原子核物理学、宇宙核物理学での知見のさらなる向上が見込まれる。
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