2019 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速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。
２年目の令和元年度は、前年度に導入したPCの環境の開発行い、多量計算が概ね行えるように整備した。並行してr過程元素合成計算に必要なβ崩壊計算コードの開発を行った。具体的にはβ崩壊遅発中性子放出割合を1粒子放出から10粒子放出まで（粒子数は今後最終的に調整）系統的に計算できるように、同時にβ崩壊遅延核分裂割合の計算を行えるようにした。崩壊幅計算に必要な準位密度は原子核の励起状態の変形度も考慮する形で導入し、上記の計算コードに組み入れた。
r過程の時間発展計算については、まずは天体環境を設定しない条件で初期値同位体量を仮定して見積もりを行なった。初年度に実施した、崩壊幅を1と極限近似した場合で実施したところ、中性子数N=82,126閉殻付近の中性子過剰側で収量が増え、それぞれの中性子より少し少ない核種で収量が大いに減っている計算結果を確認した。これは本計算に用いたKTUY質量模型の性質を反映しており、定性的には妥当な結果である。今後天体環境を考慮した初期値および環境パラメータを考慮して解析を進める
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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
２年目の令和元年度は、前年度に導入したPCの環境の開発行い、多量計算が概ね行えるように整備した。並行してr過程元素合成計算に必要なβ崩壊計算コードの開発を行った。具体的にはβ崩壊遅発中性子放出割合を1粒子放出から10粒子放出まで（粒子数は今後最終的に調整）系統的に計算できるように、同時にβ崩壊遅延核分裂割合の計算を行えるようにした。崩壊幅計算に必要な準位密度は原子核の励起状態の変形度も考慮する形で導入し、上記の計算コードに組み入れた。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度の令和２年度は中性子過剰超重核領域における反応過程及び崩壊過程、特にβ崩壊遅発中性子放出割合およびβ崩壊遅延核分裂割合の系統的計算を行う。
大規模計算実施にあたり、現在（2020年春以降）の新型コロナ関連による研究実施の障害（キャンパス内立ち入り制限など）が懸念されるが、どうにか対応して実施していきたい。
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| Causes of Carryover |
令和元年度において計画していた出張について、国際状況の影響（香港国際会議の令和元年度の秋の騒動による延期）および研究の進捗状況により令和２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２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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