2018 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of shell-evolution mechanism in neutron-rich nuclei by precise nuclear magnetic moment measurement of short-lived excited states
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17H02893
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
井手口 栄治 大阪大学, 核物理研究センター, 准教授 (80360494)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 殻構造 / 不安定核 / 魔法数 / 磁気モーメント / 非弾性散乱 / ガンマ線核分光 / 荷電粒子検出器 / ゲルマニウム検出器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は中性子過剰核における殻構造変容の起源を解明する事を目的としている。そのために殻構造の微視的構造を直接反映する物理量である不安定核の磁気モーメント測定法を開発し、ガンマ線検出器や新たに開発する実験装置を用いて多様な原子核で核分光実験を実施し、系統的な研究から変容メカニズム解明を目指すものである。
本年度は実験に不可欠な装置開発、検出器の整備を進め、インド・タタ基礎研究所（TIFR）や原子力機構、理化学研究所での実験の検討を行い、実験を実施した。
1．プランジャー装置開発：本研究では磁気モーメント測定で原子核反応による高磁場発生のためRecoil in Vacuum(RIV)法を利用するが、高磁場中の歳差運動からのガンマ線の角度相関を時間の関数として得るために標的とその下流に配置する荷電リセットフォイル間の距離を高精度で変えられるプランジャー装置の開発を進めている。昨年度に引き続きTIFRのグループと共同でプランジャー装置開発を行った。本年度は昨年度製作したプランジャー装置開発を用いたテスト実験を実施した。
2．散乱粒子検出器開発：標的での非弾性散乱後に放出されるガンマ線を測定する際のビームの散乱角度に応じたドップラーシフトを補正して高分解能ガンマ線測定を実現させるため散乱粒子を高い位置精度で検出する必要がある。同心円状の両面電極分割穴あき型シリコン検出器による散乱粒子検出器系の開発を進め、これを使った実験で位置精度については十分な性能が得られたものの、検出器の漏れ電流増加により高強度ビームの使用が困難となったため、高強度のビームに耐える新たな検出器開発が必要となった。そこで、今年度はマルチアノードPMTを用いた荷電粒子検出器の設計、製作を行った。
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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
H30年度の研究実施計画として実験に必要な装置の開発に関して以下の項目を計画していたが、概ね予定通り進めることが出来た。
１．プランジャー装置開発：TIFRグループと共同で設計・製作した、標的－荷電リセットフォイルの位置を高精度で変えられるプランジャー装置のテスト実験を実施する事が出来た。その結果、予定通りの性能を得ることができた。
2．散乱粒子検出器開発：大強度ビーム使用に備えてマルチアノードPMTによる散乱粒子検出器開発の設計、製作を行った。来年度に検出器の性能評価を行うためのテスト実験の検討を行った。
3．ガンマ線検出器系の整備：実験に使用するGe検出器の保守・メンテナンスを進める事ができた。米国・中国の研究者と定期的なコンタクトを取り、CAGRA国際共同プロジェクトでの実験スケジュールについて議論・検討を進めた。
４．データ収集系の整備：米国の共同研究者とデジタイザーデータ収集について議論を進めた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は以下の項目にあげた標的装置、散乱粒子検出器の開発を進め実験準備を行う。また国内外の加速器施設を利用したテスト実験、本実験を行う。これにより中性子殻構造変容メカニズムを解明するための実験データを取得し、データ解析を進めて成果発表につなげる。
１.標的装置開発：製作したプランジャー装置を用いてインド・TIFRのグループと共同で実験を行う。この実験でフォイルの熱変形に対する位置フィードバック機構のテストも行い、必要に応じた改良を施す。
２.散乱粒子検出器開発：荷電粒子検出器の開発を進め、TIFR、原子力機構タンデム加速器施設、阪大RCNPサイクロトロン施設での実験を行う予定。
３.ガンマ線検出器系の整備：日米中の共同研究者と緊密な連絡を取り合い、CAGRA国際共同プロジェクトを進めてCAGRAクローバーGe検出器アレイを構築する。検出器の保守・メンテナンスも引き続き行う。
４.データ収集系の高速化：荷電粒子検出器からの高速データ取得のためデジタルデータ収集系を準備し、実験に使用する。高計数率で測定する際に発生する信号ベースラインの変動を補正して高分解能を維持するため、信号波形データ解析による補正を可能とするための新たなファームウェアを実装して使用する。
これらの実験準備を進めた上で、まず安定核を対象にRecoil in Vacuum(RIV)法の実証実験を行う予定。その結果をもとに不安定核へ応用し、系統的データを取得して殻構造変容メカニズム解明を目指す。
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[Presentation] Study of deformed structure in mass 40 region using CAGRA gamma-ray spectrometer2018
Author(s)
E.Ideguchi, Y.D. Fang, M.P. Carpenter, R. Yokoyama, S. Michimasa, T. Koike, H.J. Ong, Y. Ayyad, S. Noji, N. Aoi, D.T. Tran, A. Inoue, C. Iwamoto, T.H. Hoang, P. Chan, T. Suzuki, A. Tamii, Y. Yamamoto, R. Yanagihara, A. Odahara, S. Kanaya, H. Nishibata, H. Kanaoka, S. Zhu, CAGRA collaboration
Organizer
5th Joint Meeting of the APS Division of Nuclear Physics and the Physical Society of Japan
Int'l Joint Research
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[Presentation] CAGRA Project at RCNP, Osaka University2018
Author(s)
Eiji Ideguchi
Organizer
5th Joint Meeting of the APS Division of Nuclear Physics and the Physical Society of Japan, Gamma-ray Spectroscopy in Japan and North America: Recent Highlight and Future Opportunities
Int'l Joint Research / Invited
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