2020 Fiscal Year Annual Research Report
Nucleo-synthesis study explored via a novel method to determine the neutron capture reaction cross section
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19H01903
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
今井 伸明 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (80373273)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大田 晋輔 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (60548840)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 不安定核 / 元素合成 / 中性子捕獲反応 / 核構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
宇宙を構成する重元素は、超新星爆発や中性子連星合体等の爆発的天体環境下での連鎖的な核反応によって合成されたと考えられているが、その起源天体は未だ明らかにされていない。本研究では、宇宙の元素組成比の第2ピーク構造を形成する質量数130近傍の短寿命放射性同位体の核反応率を調べることで、核反応が生じた状態での中性子密度や温度に制限を与えることを目的とする。
2020年度の実績は大きく分けて以下の3つである。
1. 2019年度に行えなかった反跳粒子検出器のコミッショニング実験を九州大学タンデム加速器から供給される重陽子ビームを炭素標的に照射して行った。反跳粒子検出器は1層目がシリコン半導体、2層目がCsI検出器であるが、その相関から粒子識別が行えることを確認した。またエネルギー分解能が、個別のオフラインテストで得られた値とほぼ変わらず、クロストークなどによる性能劣化は見られないことも確認した。また1000チャンネルを超える系であるため、事象頻度によるデッドタイムの評価は本番実験に不可欠である。重陽子ビームの強度を変えて、事象数毎のデッドタイムを測定し、数100Hzまでは0%に近いデッドタイムで測定できることが分かった。
2. 2019年度のRIBFの実験課題採択委員会で本研究テーマが採択されたので、本番実験に備えて、汎用の電子回路であるコンスタントフラクション波形弁別器や、ビームライン検出器用の高速応答用多チャンネル前置増幅器等、不足している消耗品をそろえた。
3. 本研究で用いる、新しい中性子捕獲反応率導出法を初めて用いて測定した、長寿命核廃棄物79Seの中性子捕獲反応率に関する投稿論文にまとめた。
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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
2019年度に行う予定であった反跳粒子検出器のコミッショニングはコロナ禍のために延期が重なったが、無事に2021年3月に行うことができた。合わせて、もう一つの問題は不安定核ビーム減速収束装置OEDOの高周波電場発生装置からのノイズによる、エネルギースペクトルの分解能の悪化であった。しかし、実際にビームラインに設置しα線による高周波電場を付けた状態でのオフラインテストを行い、分解能が変わらないことを確認し、本番の実験の準備ができた。
本研究で用いる新しい中性子捕獲反応率導出法を初めて用いて測定した、長寿命核廃棄物79Seの中性子捕獲反応率に関する投稿論文にまとめたことも本研究全体のビジビリティをあげることになる。
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| Strategy for Future Research Activity |
反跳粒子検出器には2種類のCsI検出器を用いており、一つは本研究費で製作したものだが、もう1種類は中国の共同研究者から借りている。2021年春に本実験が出来ない場合は、新規に製作する。
反応重イオンを識別する、イオンチェンバーは、電子移動度を最優先にした状態にしており、エネルギー分解能が最適とはいえない。オフラインテストなどを通して、最適化することを行う。
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