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2015 Fiscal Year Annual Research Report

アイソマービーム製造技術の確立による励起状態からのGT遷移測定

Research Project

Project/Area Number 15H03672
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

酒井 英行  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器センター, 部長 (90030030)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords実験核物理 / アイソマービーム / 荷電交換核反応 / ガモフテラー遷移
Outline of Annual Research Achievements

高温高密度状態にある星の内部や(超)新星爆発過程では、原子核の励起状態を経由する核反応やベータ崩壊は重要な寄与をする。しかしながら、励起状態核を標的とする核反応実験は従来不可能だと考えられ研究されたことがなく情報が全くなかった。アイソマーを含んだ不安定核ビームを利用すれば、励起状態を標的とする核反応を実現させられる。本研究では、基盤的技術である、励起状態アイソマーの弁別手法(アイソマータッギング)を開発するのが目的である。
アイソマー状態核の弁別が本研究の成否をきめる。弁別は、不安的核製造分離ビームライン(BigRIPS)における二次粒子の飛行時間測定により行う(TOF法)。そこでは超高速ビーム検出器とその測定回路系が本質的役割を果たす。そのために昨年度、早い回路系の整備と開発を行った。手持ちの小型多結晶ダイヤモンド検出器を用いて、理研RIBFからの二次RIビームでテスト実験を行った。その結果、例えば54Ca近傍核で、ダイヤモンドの固有時間分解能5ps(シグマ)、ダイヤモンド+TOF計測システムによる時間分解能12ps(シグマ)という結果を得た。これは28ps(FWHM)時間分解能(2台の検出器合計で40ps(FWHM))の達成を当初目論んでいたが、この結果はまさに当初目標を完璧に達成できたことを意味する。
結果は、2016年3月19日に仙台で開催された日本物理学会に於いて口頭発表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

アイソマー状態核の弁別が本研究の成否をきめる。弁別は、不安的核製造分離ビームライン(BigRIPS)における二次粒子の飛行時間測定により行う(TOF法)。そこでは超高速ビーム検出器とその測定回路系が本質的役割を果たす。そのために昨年度、早い回路系の整備と開発を行った。手持ちの小型多結晶ダイヤモンド検出器を用いて、理研RIBFからの二次RIビームでテスト実験を行った。その結果、例えば54Ca近傍核で、ダイヤモンドの固有時間分解能5ps(シグマ)、ダイヤモンド+TOF計測システムによる時間分解能12ps(シグマ)という結果を得た。これは28ps(FWHM)時間分解能(2台の検出器合計で40ps(FWHM))の達成を当初目論んでいたが、この結果はまさに当初目標を達成できたことを意味する。結果は、2016年3月19日に仙台で開催された日本物理学会に於いて口頭発表した。

Strategy for Future Research Activity

現在までの進捗状況で報告したように、昨年度購入した高速プリアンプ(CIVIDEC社製)を用いて測定回路系を整備し当初目標を上回る時間分解能を得た。いよいよ今年度は、単結晶ダイヤモンド検出器(5mm×5mm×0.2mm アドフューテック社製)を開発・購入し、最終形に近い検出器と測定系をテストし、来年度の本実験を目指す。
最終実験の前にアイソマー製造効率(アイソマー比Rと呼ぶ)を調べておくことが必要不可欠である。その目的のために、NIRS-HIMACからの重イオンビームを使いテストすることとした。昨年度共同利用実験に連携研究者の矢向を責任者としての申し込み採択された。今年度、このアイソマー比測定実験を遂行する予定である。

  • Research Products

    (1 results)

All 2016

All Presentation (1 results)

  • [Presentation] 多結晶ダイアモンド検出器の開発2016

    • Author(s)
      道正新一郎
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-19

URL: 

Published: 2017-01-06  

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