2011 Fiscal Year Annual Research Report
超新星爆発起源の宇宙物理シナリオに対する原子核実験からの定量化と発展
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11J07528
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
太田 周也 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 特別研究員(PD)
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| Keywords | 天体核物理 / 核子移行反応 / s-過程 / 重イオン核反応 |
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| Research Abstract |
質量数60-100の核種の大半は、大質量星(太陽質量の10倍以上の質量を持つ星)中の遅い中性子捕獲反応であるWeak s過程で生成されたと考えられている。Weak s過程は、恒星中のHe燃焼過程で起こり、^22Ne(α,n)^<25>Mgで生成された中性子によって発生すると考えられている。一方で競合過程として^<22>Ne(α,γ)^<26>Mg反応も起こる事からα粒子と^<22>Neが消費され、恒星内部の中性子量については不明確である。^<22>Ne(α,n)^<25>Mgと^<22>Ne(α,γ)^<26>Mgの分岐比を正確に決定する事が、weak s過程による重元素生成量の決定につながる。特に、weak s過程での中性子供給に重要な役割を果たす、^<26>Mgの励起エネルギーE_x～11.3MeVでの共鳴反応は、実験グループによってE_xの値が異なり、議論となっている。本研究は、この共鳴のE_x決定と、^<22>Ne(α,n)^<25>Mg/^<22>Ne(α,γ)^<26>Mgの分岐比の決定に焦点を当てている。
実験は、^6Li(^<22>Ne,^<26>Mg)d反応によるα粒子移行反応を利用して行った。^4Heと^<22>Neを用いた直接測定では、ビームのエネルギーに対しクーロン障壁が大きすぎる為、実験が困難である為である。^<22>Neビームを日本原子力研究開発機構(原子力機構)のタンデム加速器で110MeVに加速し、Li_2CO_3標的に照射した。本実験を遂行するには、(1)実験室系で前方～3°で出射するMgを検出する為、ビームを直径1mm程度に絞り込み、弾性散乱の寄与を防ぐ事と、(2)検出器が^<26>Mgと^<25>Mg、及びp,d,tに対する十分な弁別能を持つ事、が要求される。
今年度の実験結果からは、Taのダブルスリットを用いる事で、ビーム直径1mmを実現できる事を確認した。一方、dのエネルギー分解能が十分な精度で得られない事がわかり、課題となった。この為、次回実験では、エネルギー分解能の改善を目標としている。また、統計精度を上げる事も目指している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
東日本大震災の影響により、上半期に原子力機構のタンデム加速器が利用できなかった為、実験開始が予定より遅れた。しかしながら、下半期に行った実験では、製作した測定系のテストを行う事ができ、次回実験を行う為に参考となるデータをとる事が出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は、まず^<26>Mgの共鳴エネルギー準位を明らかにする為、Si検出器のエネルギー分解能の改良を目指す。続いて、最終目的である^<26>Mgと^<25>Mgを弁別するための測定系を完成させる事を目指す。現在、これらの同位体弁別の為に、Si検出器と、原子力機構にある反跳核質量分離装置を候補としており、これまでの実験データを見比べたうえ、さらなるテスト実験等も視野に入れながら、使用する測定系の決定し、本実験に入る。また、J-PARCの大強度中性子ビームを用い、^<88>Srの直接中性子捕獲反応過程の研究も開始する予定である。
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