2017 Fiscal Year Research-status Report
直線偏光ガンマ線によるシザースモード磁気的双極子遷移の研究
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17K05482
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
静間 俊行 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 上席研究員(定常) (50282299)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮本 修治 兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 教授 (90135757)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 核共鳴蛍光散乱実験 / レーザーコンプトンガンマ線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、四重極変形核の励起エネルギー2.5～4MeVに現れるシザースモード準位からの磁気的双極子（M1）遷移に関して、準単色で直線偏光したレーザーコンプトンガンマ線を用いてTa-181原子核の核共鳴蛍光散乱実験を行い、遷移の多重極度を求める。さらに、透過型の核共鳴蛍光散乱実験から遷移強度を求め、多重極度の測定結果と組み合わせて、正確なシザースモードM1遷移の強度分布を決定する。本測定では、使用するレーザーコンプトンガンマ線ビームとTa-181ターゲットの直径が同程度（約６から８ｍｍ）であるため、ターゲット位置の微調整が可能な標的架台が必要である。そこで、リニアステージを用いて、ターゲット位置を１０ミクロンの精度で微調整が可能な標的架台を製作した。また、レーザーコンプトンガンマ線ビームの散乱に起因するバックグラウンドガンマ線を軽減するための鉛遮蔽の設計を行った。さらに、モンテカルロシミュレーションコード（ＥＧＳ５）を用いて、レーザーコンプトンガンマ線のエネルギー分布の評価を行った。シミュレーション計算では、クライン・仁科の公式を用いて散乱断面積を求め、衝突位置での電子ビームの規格化エミッタンスとして、ｘ方向が35nrad・m、ｙ方向が30nrad・m、ｘ方向サイズを30μm、ｙ方向サイズを13μmとして、レーザーコンプトンガンマ線の初期値を決定した。本シミュレーション計算の結果、エネルギー1300MeVの電子ビームと波長10.59μmのレーザー光によるコンプトン散乱では、衝突点から約9mの位置に直径5mmの鉛コリメーターを設置することにより、最大エネルギー3.028MeVで、エネルギー半値幅570keVのレーザーコンプトンガンマ線を生成できることが分かった。
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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
当初の予定通り、核共鳴蛍光散乱実験で使用する架台の準備を進め、また、シミュレーション計算により、データ解析で必要となるガンマ線ビームのエネルギー分布を評価しており、計画は順調に進んでいると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
30年度以降、ニュースバル放射光施設において、核共鳴蛍光散乱実験を行う予定である。入射ガンマ線のフラックス測定、エネルギースペクトル測定データを取集し、強度分布を調べる。また、入射ガンマ線の偏光面と共鳴散乱ガンマ線の放出角の相関を調べ、遷移の多重極度を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
ガンマ線ビーム生成の際に使用する導入ポート用の真空窓に損傷のためガンマ線ビームを使用することができず、施設使用料や機器輸送費が発生しなかったため、次年度使用額が生じた。今年度以降に、施設使用や機器輸送のために用いる。
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