2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study of the origin of heavy elements using an innovative mass spectrograph
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17H06090
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
和田 道治 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (50240560)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森本 幸司 国立研究開発法人理化学研究所, その他, 研究員 (00332247)
加治 大哉 国立研究開発法人理化学研究所, その他, 研究員 (00391912)
宮武 宇也 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (50190799)
小浦 寛之 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 先端基礎研究センター, 研究主幹 (50391264)
羽場 宏光 国立研究開発法人理化学研究所, その他, 研究員 (60360624)
西村 俊二 国立研究開発法人理化学研究所, その他, 研究員 (90272137)
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| Project Period (FY) |
2017-04-25 – 2022-03-31
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| Keywords | 質量測定 / 超重元素 / MRTOF質量分光器 / 短寿命原子核 / イオントラップ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２９年度、まず本研究を実施する上で欠くことができない加速器施設の課題採択委員会の承認と特別の支持を得た事は重要な一歩である。RIビームファクトリのGARIS, KISS, BigRIPS+SLOWRIの４ヶ所の施設に高周波カーペットガスセルとMRTOF質量分光器を設置して網羅的質量測定を進める建設計画と、GARISおよびKISSにおける３件の具体的質量測定実験計画が承認された。なかでも本計画の旗艦実験であるニホニウム同位体の質量測定計画はSグレードで特別の優先度を伴う45日の加速器運転日数が認められた。また、準備段階の研究（科研費基盤研究（S)）の期間に超ウラン元素などの質量測定実験したデータを解析して４篇の重要な論文を出版して本研究の確実な道標を示し、１件のプレスリリースを出し本研究の意義についてのアウトリーチに努めた。
具体的な実験装置の準備としては、以下の項目を実行した。
１）RILAC施設にあったGARIS-IIがリングサイクロトロン施設に移動したのに合わせて、ガスセル及びMRTOF装置の移設を行い、排気系を増強した。また新GARIS-IIの焦点面検出器を増強した。２）KISS装置におけるビーム冷却イオントラップ装置とMRTOF質量分光器を整備し、オフラインでの試験を開始すると同時に、KISS装置のRIビーム生成強度を上げるための新しい励起レーザーを導入した。３）BigRIPS+SLOWRIにおいて必要な高エネルギーRIビームの高速高効率減速・冷却・捕集するための新しい構造の雨樋式高周波カーペットの開発を開始した。４）崩壊研究のための新しいデータ収集系の準備を開始した。
これらの開発の基、次年度以降に複数の質量分光器を平行に稼働させて網羅的測定を実行する予定である。
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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
加速器施設の新超重元素探索実験計画のための加速器運転の制限から、想定した時期より早く装置の移転が必要になったり、マシンタイムの割当が当面無かった事ため、実験開始時期に遅延が生じてはいるが、全体計画の進行上は想定内の事であり、現段階では短期的な結果よりも個々の装置の開発に注力して進めている状況である。
計画全体について加速器施設の課題採択委員会から強力な支持を得たこと、準備段階の研究の実験結果の解析を進めて論文を出版し業界から高い評価と注目を得られていることも、計画の成功を裏付ける重要なエビデンスである。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通りに４ヶ所のRIビーム施設に並行して質量測定が進められるように装置を整備し、着実に網羅的測定が実施できるように準備を進める予定である。旗艦実験であるニホニウム同位体の質量測定は、加速器施設の施設missionとされる新元素探索実験との両立に制限があり、実施時期に多少の遅れが出ることは甘受しなければならない。一方、その実験に必要なCa48ビームのための試料が高騰して入手が難しくなっており、別途予算措置を各方面にあたって解決したい。
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[Journal Article] New mass anchor points for neutron-deficient heavy nuclei from direct mass measurements of radium and actinium isotopes2018
Author(s)
Rosenbusch M., Ito Y., Schury P., Wada M., Kaji D., Morimoto K., Haba H., Kimura S., Koura H., MacCormick M., Miyatake H., Moon J.Y., Morita K., Murray I., Niwase T., Ozawa A., Reponen M., Takamine A., Tanaka T., Wollnik H.
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Journal Title
Physical Review C
Volume: 印刷中
Pages: -
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Observation of doubly-charged ions of francium isotopes extracted from a gas cell2017
Author(s)
Schury P.、Wada M.、Ito Y.、Kaji D.、Haba H.、Hirayama Y.、Kimura S.、Koura H.、MacCormick M.、Miyatake H.、Moon J.Y.、Morimoto K.、Morita K.、Murray I.、Ozawa A.、Rosenbusch M.、Reponen M.、Takamine A.、Tanaka T.、Watanabe Y.X.、Wollnik H.
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Journal Title
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms
Volume: 407
Pages: 160～165
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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