2015 Fiscal Year Annual Research Report
直線偏光ガンマ線で生成された中性子非対称性測定による新しいプローブ
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15H03665
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| Research Institution | National Institute of Radiological Sciences |
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Principal Investigator |
早川 岳人 国立研究開発法人放射線医学総合研究所, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 上席研究員(定常) (70343944)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
静間 俊行 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究主幹 (50282299)
緒方 一介 大阪大学, 核物理研究センター, 准教授 (50346764)
宮本 修治 兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 教授 (90135757)
梶野 敏貴 国立天文台, 理論研究部, 准教授 (20169444)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ニュートリノ過程 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
原子核の磁気的双極子(M1)遷移強度は、超新星ニュートリノ元素合成過程におけるニュートリノ-原子核相互作用の評価のために重要な物理量である。しかし、理論予測に対して測定されたM1強度は非常に小さく、原子核物理学上の問題となっている。10-30MeVのエネルギー以上の領域では、E1 遷移による巨大双極子共鳴が強く存在するため、この領域のM1 強度を計測する有効な手段は未だにない。そのため、我々は直線偏光したレーザーコンプトン散乱γ線による（γ,n）反応で放出された中性子角度分布を計測し、高エネルギー励起領域のM1強度を実験的に求める手法を構築することを目的とする。
実験には、ニュースバルのレーザーコンプトン散乱ガンマ線を用いた。1GeVの電子に1μmの波長のレーザーを入射して、レーザーコンプトン散乱ガンマ線ビームを生成した。ガンマ線の最大エネルギーは約17MeVである。ほぼ100%直線偏光したγ線ビームを鉄等の試料に照射し、（γ、n）反応で発生する中性子を計測する。天然の鉄ターゲットを用いて実験を行い。試料にガンマ線が照射させると、（γ、n)反応が発生して中性子が放出される。中性子は、1m離した位置に設置したプラスティックシンチレーター検出器で計測した。飛行時間測定法でガンマ線と中性子を識別した。レーザーの直線偏光の面を、0度から90度に直線偏光面を変更して中性子の強度を計測したところ、検出器と直線偏光面の角度φに対して、I=a＋bcos(2φ）の式で良く再現できることが分かった。より大型のプラスティックシンチレーターによる試験を行い、使用可能であることを確認した。理論的に、超新星ニュートリノ元素合成の研究を進めた。また、大強度レーザーによる放射線生成について研究した。
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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
当初の目的であるFe-56を試料とした原子核実験については、既にニュースバルのレーザーコンプトン散乱ガンマ線を用いて測定を行った。理論的考察も進めた。実験技術については、さらに発展させるために基礎的な試験を行った。理論的には、核反応のスキームが構築している過程である。核構造に関するスキームは引き続き進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
実験技術としては、直線偏光の非対称性を計測する技術はほぼ確立した。さらに実験をすすめ、（γ,n)反応の実験データを得る。計測した非対称性からE1 遷移強度とM1 遷移強度の割合を導出するために必要な理論モデルの構築をすすめ、核反応に関するスキームはほぼ完成させる。また、原子核の励起状態について検討する。したがって、実験対象となる原子核ごとに計算する必要性について検討する。個々の中間状態について、原理的に情報を引き出すことが可能であるが、中重核では準位密度が高すぎるため、既存のレーザーコンプトン散乱ガンマ線のエネルギー幅では分離は現実には無理である。そのための対処方法を検討する。
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