2021 Fiscal Year Annual Research Report
三重水素標的と大強度三重水素ビームによる中性子多体系の探究
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20H01924
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
三木 謙二郎 東北大学, 理学研究科, 助教 (80727090)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
波多野 雄治 富山大学, 学術研究部理学系, 教授 (80218487)
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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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 中性子多体系 / 三重水素 / RI標的 / 不安定原子核 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、高密度三重水素標的を開発するとともに、それと大強度三重水素ビームとの間での原子核反応測定を行うことで、高アイソスピン系における根本的なデータを取得することを目的としている。
本年度は特に理化学研究所RIビームファクトリー施設でのビームタイム遂行を重点的に実施した。必要となる検出器、真空装置を配備した上で、実際に実験を実現することができた。実験の概要は以下の通りである、200MeV/uまで加速したヘリウム４原子核をベリリウム９標的に照射し、生成された核種の中から、170MeV/uの三重水素ビームを破砕片分離装置BigRIPSにより単離した。得られた二次ビーム強度は50MHzであり史上最高の強度である。このビームを我々が2020年度に開発した高密度三重水素標的に照射し、標的から核反応によって散乱される粒子を磁気分析装置SHARAQによって運動量分析した。特にヘリウム３原子核を観測し、質量欠損法を用いることで、三中性子系の励起エネルギーを決定した。具体的には散乱角度0-3度、励起エネルギー＜20MeVの範囲に渡って3H(t,3He)3n反応のスペクトルを取得することに成功した。また同じ実験の中で1H(t,3He)1n反応、2H(t,3He)2n反応のスペクトルも取得することで、一中性子系、二中性子系、三中性子系を同じ土台で議論できる首尾一貫した実験データを提供することを可能とした。実験終了後、直ちにデータ解析に取り掛かっているところである。
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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
2020年度にはCOVID-19問題が発生し三重水素標的の開発スケジュール等に大きな影響があったが、適宜作業手順を工夫することで対処することができた。実際に予定通り本年度に理化学研究所でのビームタイムを遂行することができており、順調に研究が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に理化学研究所で取得した実験データの解析を推進する。中性子多体系反応についての微分断面積を決定し、理論計算との比較も交えて高アイソスピン系の理解を深める。また、実験装置のさらなる改良を進める。特に、三重水素標的については、引き続き製作方法や再利用方法の検討・開発を推進する。
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