2018 Fiscal Year Research-status Report
Effects of fission to isotopic abundances on the r-process synthesis in star
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18K03631
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
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 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (50391264)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 原子核崩壊 / β崩壊 / 核分裂 / r過程元素合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、元素の起源の解明のために、爆発的天体現象における即中性子捕獲反応過程(r 過程)における、核分裂に関連した理論計算を行う。原子核の性質を主対象として注目し、これまで十分に検討されていなかった、中性子過剰超重核領域における反応過程及び崩壊過程について、特に核分裂を随伴した過程の計算を核図表上の大域的な計算を小浦-橘-宇野-山田(KTUY)原子核質量模型を用いて行い、この領域の原子核崩壊が r 過程元素合成にどのように影響するかを調べることを目的とする。
平成30年度は、β崩壊遅発核分裂の全体像を把握するため、崩壊幅が1と極限近似した場合のβ崩壊遅発核分裂計算を実施した。その結果、β崩壊遅発核分裂確率が大きくなる領域として（１）陽子数Z~95, N~170領域、（２）Z=110-120, N=190~230, （３）Z=110~135, N=240~280付近などと核図表において大きく３領域に分布していることを示し、今後の研究計画の推進において大きな見通しを得ることができた。また、β崩壊計算自身の解析を進め、Sn-132、Pb-208やFl-298といった陽子数・中性子数の異なる二重閉殻魔法数核近傍では、β崩壊の崩壊の型が通常主要と思われる許容遷移が強く抑制され、結果として禁止遷移が主要となり、β崩壊半減期が１桁程度長くなるという理論計算予測を得た。この禁止遷移に関する結果の報告は査読付き論文（Physical Review C）に掲載した。また、計算機として10コア相当のIntel Xenon PCを購入し、次年度に向けた計算環境の整備を行った。
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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
平成30年度は、β崩壊遅発核分裂の全体像を把握するため、崩壊幅が1と極限近似した場合のβ崩壊遅発核分裂計算を実施した。その結果、β崩壊遅発核分裂確率が大きくなる領域として（１）陽子数Z~95, N=170領域、（２）Z=110-120, N=190~230, （３）Z=110~135, N=240~280付近と核図表において大きく３領域に分布していることを示した。崩壊幅に関して検討する必要があるが、今後の研究計画の推進において大きな見通しを得ることができた。また、β崩壊計算自身の解析を進め、Sn-132、Pb-208やFl-298といった陽子数・中性子数の異なる二重閉殻魔法数核近傍では、β崩壊の崩壊の型が通常主要と思われる許容遷移が強く抑制され、禁止遷移が主要となり、結果としてβ崩壊半減期が１桁程度長くなるという理論計算予測を得た。この禁止遷移に関する結果の報告は査読付き論文（Physical Review C）に掲載した。また、計算機として10コア相当のIntel Xenon PCを購入し、次年度に向けた計算環境の整備を行うことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年以降は前年度購入した計算機を用い、核図表上の広い領域における基底状態の質量及び核分裂障壁の大規模計算を進める。並行してβ崩壊遅延核分裂及びβ崩壊遅発中性子放出の計算を実施する。原子核におけるβ崩壊または中性子捕獲反応で生じる励起状態の崩壊幅計算の検討を行う。特に崩壊幅で重要となる状態密度に関する研究を進める。崩壊幅に関しては励起状態からの(1)ガンマ崩壊、(2)遅発中性子放出、(3)遅延核分裂の競合過程を中心に検討を進める。時間発展コードの開発も並行して進め、r過程元素合成の動画の作成を行う。
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| Causes of Carryover |
平成30年度において計画していた出張について、研究の進捗状況により令和元年度に変更したことで旅費の執行額が当初計画に比べて低額となったため、次年度使用額が生じた。次年度使用額は令和元年度研究費と合わせて出張に係る旅費等に使用する。
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