2021 Fiscal Year Research-status Report
新奇手法による中性子過剰核の構造研究：”逆転の島”境界原子核の完全理解に向けて
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20K14492
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
西畑 洸希 九州大学, 理学研究院, 助教 (00782004)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 不安定原子核 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
長年の研究で得られた安定核付近の原子核構造に対する知見は、中性子数が陽子数に比べて極端に多い(中性子過剰な)不安定原子核に対してどこまで通用するのか、またそれらの構造はどのように異なっているのかということは、現在の原子核物理学における重要課題のうちの一つと位置付けられている。特に、中性子数20付近の中性子過剰原子核については魔法数付近にも関わらず基底状態で変形しているなど安定核と異なる構造が実験的に示唆されている。本研究ではスピン偏極したMg原子核のベータ崩壊を用いるという独自の手法で中性子過剰なAl原子核の構造にアプローチする。
本年度は、昨年度に引き続きTRIUMF研究所にてスピン偏極31Mgを用いて行った31Alについての解析を進めた。最終的に31Alの7つの励起状態についてスピンを確定し、詳細な準位構造を決定することができた。現在、最新の核模型計算と比較を行い、投稿論文の準備を進めている。
上記と並行して、ガンマ線測定システムの高効率化および33Alの日束縛状態測定に向けたベータ遅延中性子検出器の開発も行った。ガンマ線測定システムについては新たにデジタルシグナルプロセッサを導入し、収集効率の向上を測った。このシステムについては現在開発中である。また、中性子検出器については、中性子検出器のプロトタイプを作成し、国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構におけるHIMACにて生成した17Nを用いて、その性能評価実験を行った。その結果、従来用いていた中性子検出器に比べ、1 MeV以下の低エネルギー中性子の検出効率向上が確認できた。
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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
31Alについて解析が進み、7つの励起状態のスピンの決定を含むなど詳細な31Alの準位構造を決定することができた。また、得られた準位構造と核模型計算との比較することで、さらに31Alの構造解析の進展が期待できる。加えて、33Alの構造解明実験に向けたガンマ線および中性子測定のためのデータ収集システムや検出器開発も行い、現在開発途中ではあるがガンマ収集効率や中性子検出効率を向上させることができた。以上の結果から、本研究は概ね順調に進んでいると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は、31Alについて現在までで得られている実験結果と核模型計算などの理論計算との比較を行い、31Alの構造解析を進める。得られた結果について国際会議等で公表するとともに、投稿論文としてまとめる。また、今年度に引き続き、デジタルシグナルプロセッサを用いたデータ収集システムの開発を行う。中性子検出器においても、中性子/ガンマ線分別が可能なシンチレータの導入し、S/Nの向上を目指した改良を計画中である。加えて、現在Mgビームの偏極度向上に向けて、測定システムの中心に配置している永久磁石の改良を行ったため、それに合わせたサポートフレームの製作を進める予定である。COVID-19の状況次第ではあるが、TRIUMF研究所に滞在し33Alの構造解明実験のための検出器セットアップの準備および実験を実施する予定である。
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