2019 Fiscal Year Annual Research Report
How is the rapid neutron capture process terminated ? -Pioneering research with delayed fission spectroscopies-
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18H03711
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平山 賀一 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, 研究機関講師 (30391733)
SCHURY P.H 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, 助教 (30462724)
渡邉 裕 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, 准教授 (50353363)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 核分裂障壁測定 / 早い中性子捕獲過程 / 原子核質量測定 / 超微細構造測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度より業者との検討を進めてきたGAGG結晶からのシンチ出力を読み出すためのたMPPC+前置増幅器一体型読み出しモジュールが完成した。部品調達やデータ収集系としてのGRIFFIN moduleの輸入などに手間がかかり、納入時期が遅れたため、年度末に全ての関連装置を揃えることができた。年度内での検出器全体の性能試験は行えなかったが、最終年度をかけて、データ収集系の整備とともに、進めていくことになる。
他方、製作・開発を進めて来たMRTOFが完成し、実験に投入することができた。本システムに組み込まれた従来の1/2の長さを持つ多重反射型飛行時間分析器本体は、これまでと同様の約２０万の質量分解能を有することが示された。また、一連の開発試験結果から、MRTOF前段のKISSビームを熱化させるためのヘリウムガスセルの性能で、多荷イオン引き出しの可能性を有すること、少なくとも１０％程度の引き出し効率があることが明らかとなった。
昨年末からのMRTOFによる原子核実験では、いくつかのKISS共同利用実験にも利用され、中性子過剰Os同位体の直接質量測定などに成果を上げた。また、副産物としてKISSの共鳴イオン化に用いているレーザー波長とMRTOFで確定された同位体のイオンカウンティングから、超微細構造測定を行うという、新たな実験手法が生まれた。これは崩壊放射線測定の難しい安定あるいは長寿命な同位体やアイソマーを含む同位体の核モーメント測定などへの応用が期待できる成果である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
GAGG読み出し装置については、部品調達などの影響もあって、長い製作期間となった。またGRIFFINデータ収集系の輸入元での回路更新にともなう輸入時期のずれ込みが発生したため、納入時期がほぼ年度末にまでずれ込んでしまったため、検出器を組み上げて、新たなデータ収集系での性能試験を行うことはできなかった。この点で、当初の計画よりよりも検出器系の開発が遅れていると言わざるを得ない。
他方で、KISSによる精密質量測定のためのMRTOF装置の製作・開発・性能試験は順調に進めることができた。当初のスケジュール通り、2019年度に完成した。さらに計画を早めて、年度の終わりに照射実験による短寿命同位体の質量を測定することができたほか、新たにMRTOFと組み合わせた超微細構造測定法を生み出すこともできた。
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| Strategy for Future Research Activity |
電子線などの荷電粒子に対するGAGG検出器の応答を明らかにすることが第一の目標である。その上で、光減衰長が比較的短いGAGGにおいて、どの程度の制度で、ベータ線最大エネルギーが決められるかを明らかにする。予測通りの性能が得られれば、GAGG検出器を組み込んだ、ベータ線ー核分裂片同時測定システムの設計を始める。
並行して、本研究で用いる予定のウランビームによる、ウランやキュリウム標的による多核子移行反応の中性子過剰重元素同位体生成の有効性を明らかにするため、生成物の同定を含む照射実験を遂行する。また、この際に終了が多ければ、MRTOFによる上記同位体の質量初測定を目指したい。
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| Remarks |
元素選択型質量分離装置KISSや多重反射型飛行時間測定式質量分析器MRTOFの説明および、本研究内容も含めて、これらの実験装置による基礎科学の研究課題などが紹介されている。
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