2017 Fiscal Year Research-status Report
アルミニウム-26のアイソマービーム生成と銀河ガンマ線の生成機構の解明
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16K05369
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山口 英斉 東京大学, 大学院理学系研究科, 講師 (30376529)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
早川 勢也 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任研究員 (00747743)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 宇宙核物理 / 不安定核 / 宇宙ガンマ線 / 核異性体 / 水素燃焼 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度には、CRIB装置においてAl-26アイソマービームを生成し、そのビームを使ってAl-26アイソマーの陽子共鳴散乱実験を世界で初めて遂行した。平成29年度は主に、その実験データの解析を進めることに注力した。
まず、ビーム中に含まれる核異性体(アイソマー)が、ビーム全体のうちどれだけの割合を占めるかを、十分な精度で決定するため、実験装置の詳細情報を取り込んだシミュレーションを実行した。陽子共鳴散乱実験中に、何度か標的の条件を変えて、アイソマー崩壊由来のγ線、β線の測定を行ったが、その測定データをシミュレーションと比較することで、信頼性のあるアイソマー比の決定を行った。γ線とβ線の解析で、若干異なる値が出たが、β線がアイソマー比を過小評価する可能性があることが、シミュレーションを使った解析により理解された。その結果、アイソマーはAl-26ビーム全体の40～60%であり、生成標的条件によって若干の変化があると判明した。
更に、共鳴散乱データの解析も進めており、限定的ながら、弾性散乱断面積のエネルギースペクトルを導出し、いくつかの共鳴の兆候があることを確認した。これらの共鳴は、超新星などの高温天体現象において、Al-26原子核の破壊反応を増幅する役割を果たすため、Al-26の生成量問題の解決に寄与する可能性がある。
また、これまでの成果に関して、NPA8, OMEG2017, ENAS9, ISPUN2017などの宇宙核物理関係の国際会議の場において、積極的に発表を行った。
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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
アイソマー比の決定は、この研究の先駆的な部分で、実験上の鍵であったが、想定していたよりも系統誤差が大きく、精度の良いアイソマー比を得るために、相当の解析・検討時間を必要とした。その甲斐あって、信頼度の高い解析を行うことに成功した。
引き続いて共鳴散乱データの解析に取り組んでおり、厚い標的法の複雑さにより、若干の時間が掛かる見込みであるが、大きな問題なく進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
共鳴散乱の解析を完了し、天体核反応の効果について定量的な評価を行うというのが当面の目標である。いくつかの共鳴が観測されていることは明らかなので、一旦解析が完了してしまえば、核反応評価に困難はない。その後、国際会議や論文等で、実験の成果を発表していきたい。
なお、アメリカのアルゴンヌ研究所でも、本研究と同様の着想によるAl-26アイソマービームを使った実験が行われ、2017年に先んじて論文出版されてしまったが、本研究の共鳴散乱測定は彼らの行っていないものであり、彼らの引き出せない有意義な情報を提示できる見込みがある。
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Research Products
(16 results)
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[Journal Article] First measurement of 30S + α resonant elastic scattering for the 30S(α, p) reaction rate2018
Author(s)
D. Kahl,H. Yamaguchi, S. Kubono, A.A. Chen, A. Parikh, D.N. Binh, J. Chen, S. Cherubini, N. N. Duy, T. Hashimoto S. Hayakawa, N. Iwasa H. S. Jung, S. Kato,Y. K. Kwon S. Nishimura, S. Ota, K. Setoodehnia, T. Teranishi, H. Tokieda, T. Yamada, C. C. Yun and L. Y. Zhang,
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Journal Title
Phys. Rev. C
Volume: 97
Pages: 015802 (16p)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Experimental Studies of Light-Ion Nuclear Reactions Using Low-Energy RI Beams2017
Author(s)
H. Yamaguchi, D. Kahl, S. Hayakawa, Y. Sakaguchi, K. Abe, H. Shimuzu, Y. Wakabayashi, T. Hashimoto, S. Cherubini, M. Gulino, C. Spitaleri, G. G. Rapisarda, M. La Cognata, L. Lamia, S. Romano, S. Kubono, N. Iwasa, T. Teranishi, T. Kawabata, Y. K. Kwon, D. N. Binh, L. H. Khiem, N. N. Duy, S. Kato, T. Komatsubara, et al.
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Journal Title
JPS Conf. Proc.
Volume: 14
Pages: 010503 (6p)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] 30S(α, p) Thermonuclear Reaction Rate from Experimental Level Structure of 34Ar2017
Author(s)
D. Kahl, A. A. Chen, S. Kubono, H. Yamaguchi, D. N. Binh, J. Chen, S. Cherubini, N. N. Duy, T. Hashimoto, S. Hayakawa, N. Iwasa, H. S. Jung, S. Kato, Y. K. Kwon, S. Nishimura, S. Ota, K. Setoodehnia, T. Teranishi, H. Tokieda, T. Yamada, C. C. Yun, and L. Y. Zhang,
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Journal Title
JPS Conf. Proc.
Volume: 14
Pages: 020510 (3p)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Study on α-cluster levels in non-4n nuclei using low-energy RI beams2017
Author(s)
H Yamaguchi, D Kahl, S Hayakawa, Y Sakaguchi, K Abe, T Nakao, T Suhara, N Iwasa, A Kim, D H Kim, S M Cha, M S Kwag, J H Lee, E J Lee, K Y Chae, Y Wakabayashi, N Imai, N Kitamura, P Lee, J Y Moon, K B Lee, C Akers, H S Jung, N N Duy, L H Khiem and C S Lee,
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Journal Title
Journal of Physics: Conference Series
Volume: 863
Pages: 012025 (5p)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Isomer beam elastic scattering: 26mAl(p, p) for astrophysics2017
Author(s)
D. Kahl, H. Shimizu, H. Yamaguchi, K. Abe, O. Beliuskina, S. M. Cha, K. Y. Chae, A. A. Chen, Z. Ge, S. Hayakawa, N. Imai, N. Iwasa, A. Kim, D. H. Kim, M. J. Kim, S. Kubono, M. S. Kwag, J. Liang, J. Y. Moon, S. Nishimura, S. Oka, S. Y. Park, A. Psaltis, T. Teranishi, Y. Ueno and L. Yang
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Journal Title
EPJ Web Conf.
Volume: 165
Pages: 01030 (4p)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Nuclear astrophysics projects at the low-energy RI beam separator CRIB2017
Author(s)
H. Yamaguchi, D. Kahl, S. Hayakawa, L. Yang, H. Shimizu, Y. Sakaguchi, K. Abe, T. Nakao, T. Suhara, N. Iwasa, A. Kim, D.H. Kim, S.M. Cha, M.S. Kwag, J.H. Lee, E.J. Lee, K.Y. Chae, Y. Wakabayashi, et al.
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Journal Title
EPJ Web Conf.
Volume: 165
Pages: 01056 (4p)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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