2019 Fiscal Year Annual Research Report
Study of the nuclear structure of 25O through charge-exchange reactions with an active target
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18F18795
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
櫻井 博儀 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 室長 (70251395)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
MAUSS BENOIT 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2018-11-09 – 2021-03-31
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| Keywords | 不安定核 / 放射性同位体 / 核構造 / 荷電交換反応 / Time projection chamber / active target / アクティブ標的 / 魔法数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
原子核は、核子数が「魔法数」を満したとき安定化する。魔法数は核構造を統べる最も基本的な秩序である。近年の研究により、放射性同位体は地球上の長寿命核とは異なる魔法数に従うことがわかってきた。本研究では、新魔法数が作る新秩序を理解するために、新魔法数16に対応するギャップ・エネルギーを定量的に評価することを目指し、非束縛核25Oの共鳴状態を重陽子標的の荷電交換反応により探索する。荷電交換後の陽子を精度よく測定するために、Time Projection Chamber (TPC)という軌跡測定用ガス検出器を開発する。
18年度の研究から、TPCの電子増幅領域で発生した電離イオンが電子ドリフト領域に逆流することにより、電場が擾乱されていることがわかった。19年度は、この現象を抑えるために、電子増幅領域の電場配位の最適化を行った。増幅領域に電極を設置し、電離イオンの流れを妨げる逆電圧を印加した。テスト・ベンチにおいて、逆流率抑制の効果を評価した。19年11月に、理化学研究所RIビーム生成施設RIBにおいて、上記の改良を施したTPCを用いて実験を行った。本研究で使用する検出器は、重陽子ガスで動作する特殊なTPCである。軌跡測定用のガスを、同時に重陽子反応標的として用いることで、標的中での軌跡とエネルギー損失を逐次記録し、分解能の低下を防ぐ。この実験では、放射性同位体132Snの大強度（毎秒10万個）ビームをTPCに照射し、重陽子による弾性散乱と非弾性散乱を測定した。データを取得することに成功した。
有感領域を透過する高エネルギー重陽子を検出するために、シリコン半導体検出器を開発した。理化学研究所が所有するシリコン検出器をテストし、最適な検出器を選定した。シリコン検出器を設置するためのサポートとフィードスルーを開発した。
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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
18年度の研究により判明していた検出器の二つの改良点（１）電子増幅領域で生成された電離イオンによる電場の擾乱を抑えることと、（２）有感領域を透過する高エネルギー重陽子を検出することを、19年度の研究開発により解消することができた。また、改良型のTPCを用いて、RIBFにおいて、不安定核ビームの散乱データを取得することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は、19年度に取得した実験データの解析を行う。シリコン検出器を重イオンビームを用いて性能評価する。改良型のTPCを使用した荷電交換反応の測定をシミュレーションにより評価する。
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