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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Study on Thorium-229 low-lying isomeric state

Research Project

Project/Area Number 15H03661
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

吉村 浩司  岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (50272464)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords実験核物理 / トリウム / 放射光X線 / 核共鳴散乱 / 高時間分解能 / 周波数標準 / 原子核時計 / APD
Outline of Annual Research Achievements

本年度は,高時間分解能X線観測システムの改良,高密度新標的の開発,X線集光システムの改良を行い,Th-229回転励起準位(29.2 keV)の核共鳴散乱信号探索を行った。
(1)高時間分解能X線観測システムの改良: 核共鳴散乱の信号の検出に用いる検出器として,光センサーメーカーと共同で開発した9ch のアレイ状のAPD検出器を用いた。従来の6chのものに比べ,集積度,検出器アクセプタンスを向上させるとともに,バックグランドを低く抑えられた。
(2)高密度新標的の開発: Th-229標的には、東北大学金属材料研究所附属量子エネルギー材料科学国際研究センター(金研大洗センター),大阪大学,および理化学研究所の共同研究者との共同研究で開発したものを用いた。直径10mm厚さ0.1mmのベリリウム基板上に電着法でφ0.5 mmのスポットサイズに集積した標的を作成した。これにより従来の標的φ1.5mmに対して,面積比にして9倍の向上を達成した。
(3) X線集光システムの改良: X線集光に関してはビームラインに新しく屈折レンズが導入され,29.2 keVのビームを縦50μm, 横200μm へ集光することが可能となり,従来のキャピラリを用いた集光に比べ,集光効率が格段に改善した。(4)Th-229の回転励起準位の探索: Th-229の回転励起状態として予想されるエネルギー範囲で,50 meVステップでエネルギーを変化させながら核共鳴散乱の信号を探索した。今回初めて,信号の検出が可能なレベルにまで到達し,Th-229の核共鳴散乱の信号の探索が十分に可能であることを確認することができた。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (8 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] TU WIEN(オーストリア)

    • Country Name
      AUSTRIA
    • Counterpart Institution
      TU WIEN
  • [Journal Article] Nuclear resonant scattering experiment with fast time response: Photonuclear excitation of Hg2012018

    • Author(s)
      Yoshimi A.、Hara H.、Hiraki T.、Kasamatsu Y.、Kitao S.、Kobayashi Y.、Konashi K.、Masuda R.、Masuda T.、Miyamoto Y.、Okai K.、Okubo S.、Ozaki R.、Sasao N.、Sato O.、Seto M.、Schumm T.、Shigekawa Y.、Stellmer S.、Suzuki K.、Uetake S.、Watanabe M.、Yamaguchi A.、Yasuda Y.、Yoda Y.、Yoshimura K.、Yoshimura M.
    • Journal Title

      Physical Review C

      Volume: 97 Pages: 024607-1~6

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevC.97.024607

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fast x-ray detector system with simultaneous measurement of timing and energy for a single photon2017

    • Author(s)
      Masuda T.、Okubo S.、Hara H.、Hiraki T.、Kitao S.、Miyamoto Y.、Okai K.、Ozaki R.、Sasao N.、Seto M.、Uetake S.、Yamaguchi A.、Yoda Y.、Yoshimi A.、Yoshimura K.
    • Journal Title

      Review of Scientific Instruments

      Volume: 88 Pages: 063105~063105

    • DOI

      https://doi.org/10.1063/1.4989405

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Nuclear resonant scattering with high-brilliance X-ray for 229-Th isomer studies2018

    • Author(s)
      吉見彰洋
    • Organizer
      11th International workshop on Fundamental Physics Using Atoms
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] トリウム229原子核の極低エネルギー励起状態探索実験2018

    • Author(s)
      増田孝彦
    • Organizer
      日本物理学会年次大会
  • [Presentation] Search for thorium-229 low-lying isomer using intense X-ray light source --- toward nuclear excitation using coherent laser light ---2017

    • Author(s)
      吉村浩司
    • Organizer
      Gordon Research Conferences
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Si-APD array detector for a single X-ray photon detection with high timing resolution, energy resolution, and high rate capability2017

    • Author(s)
      増田孝彦
    • Organizer
      IEEE Nuclear science symposium andMedical imaging conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 核時計遷移分光のための 229Th 第二励起状態の半減期測定2017

    • Author(s)
      鈴木健太
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会

URL: 

Published: 2018-12-17  

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