2017 Fiscal Year Annual Research Report
Lifetime measurements of highly charged radioactive ions in storage rings
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17H01123
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
山口 貴之 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10375595)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 由高 国立研究開発法人理化学研究所, その他, 研究員 (40415328)
長江 大輔 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 協力研究員 (60455285)
洲嵜 ふみ 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 特別研究員 (70779727)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 実験核物理 / 蓄積リング / 多価イオン / RIビーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、理研RIBFの蓄積リング（稀少RIリング）に２つの改良を加え、多価イオン状態の不安定核の寿命を、飛行中に測定できるようにすることである。
一つ目は、広帯域の共鳴ショットキーピックアップである。H29年度は共鳴ショットキーの3次元電磁場シミュレーションを行い、稀少RIリングに設置可能なものを設計した。周波数を広い領域で可変にすることで、従来のショットキーピックアップと相補的に使うこととした。
二つ目は、蓄積リング内にファイバーシンチレーション検出器を設置することである。H29年度はファイバーシンチレータを利用した小型の入射ビームライン位置検出器を開発した。放医研において数回のビーム試験を経て、位置分解能2-3mmの検出器を完成させた。
また、寿命測定ではBigRIPS上流で単一粒子を選別する必要があるため、オンラインで使用できる高速なエネルギー損失検出器を開発した。放医研の重イオンビームを用いて、崩壊時間の速い無機シンチレーター（YAP(Ce), BaF2, CsI(Pure)）の時間特性とエネルギー分解能を調べた。その結果、どれも25ps程度の非常に良い時間分解能を得た。エネルギー分解能についてはCsI(Pure)が最もよく、実用になりそうである。 さらにショットキーピックアップで粒子の周回周波数を探す際に、補助検出器として、薄膜と2次電子を利用した飛行時間検出器を開発した。H29年度は高速な光電子増倍管H2431を用いて、2次電子の時間分解能を系統的に測定した結果、最高で50ps程度の分解能を得た。実機を製作中である。
また、H29年度は稀少RIリングのビームコミッショニングも行った。その結果、初めて不安定核78Geの長時間蓄積（~6s）に成功した。寿命測定に向けて着実に準備が整えられつつある。
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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
完成はしていないが、検出器の開発がまずまず予定通り進んでいる。平行してバイプロダクト的であるが、寿命測定に有益な高速エネルギー損失検出器やデルタ線による飛行時間検出器の開発で良好な結果が得られつつある。
特筆すべきは、稀少RIリングのビームコミッショニングを行い、不安定核78Geに対して、6秒という長時間蓄積に成功した。これによって寿命測定がすぐにでも可能な状態になったと言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
H30年度はH29年度の検出器開発を完了させる。特に稀少RIリングにファイバーシンチレーション位置検出器を導入し、秋に予定されている質量実験において予備的な結果を期待している。
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Research Products
(10 results)
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[Journal Article] Application of isochronous mass spectrometry for the study of angular momentum population in projectile fragmentation reactions2017
Author(s)
X. L. Tu, A. Kelic-Heil, Yu. A. Litvinov, Zs. Podolyak, Y. H. Zhang, W. J. Huang, H. S. Xu, K. Blaum, F. Bosch, R. J. Chen, et al.
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Journal Title
Phys. Rev. C
Volume: 95
Pages: 014610
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] High-precision QEC values of super allowed 0+ -> 0+ b-emitters 46Cr, 50Fe, and 54Ni2017
Author(s)
P. Zhang, X. Xu, P. Shuai, R.J. Chen, X.L. Yan, Y.H. Zhang, M. Wang, Yu.A. Litvinov, K. Blaum, H.S. Xu, et al.
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Journal Title
Phys. Lett. B
Volume: 767
Pages: 20-24
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Nuclear-matter radius studies from 58Ni(α,α) experiments at the GSI Experimental Storage Ring with the EXL facility2017
Author(s)
J. C. Zamora, T. Aumann, S. Bagchi, S. Boenig, M. Csatlos, I. Dillmann, C. Dimopoulou, P. Egelhof, V. Eremin, T. Furuno, et al.
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Journal Title
Phys. Rev. C
Volume: 96
Pages: 034617
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Half-life measurement of short-lived 94mRu44+ using isochronous mass spectrometry2017
Author(s)
Q. Zeng, M. Wang, X. H. Zhou, Y. H. Zhang, X. L. Tu, X. C. Chen, X. Xu, Yu. A. Litvinov, H. S. Xu, K. Blaum,
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Journal Title
Phys. Rev. C
Volume: 96
Pages: 031303
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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