Development of a new active target to investigate the nucleosynthesis in the universe

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K22351
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0203:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Furuno Tatsuya 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (30876363)
• Project Period (FY): 2020-09-11 – 2023-03-31
• Keywords: 元素合成 / トリプルアルファ反応 / アクティブ標的 / タイムプロジェクションチェンバー / フレキシブル基板

Outline of Final Research Achievements

This project aims to upgrade the existing radiation detector in order to conduct experiments to determine the synthesis rate of the carbon nucleus in the high-density environment of the universe. In this study, a prototype of a new radiation detector using flexible substrate technology was developed. The performance of the prototype device was evaluated using an alpha source. While the signal due to the alpha source was successfully measured, signal cross-talk was observed. We plan to make improvements to overcome the signal cross-talk in the future.

Free Research Field

原子核物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発したTPC検出器を用いることで、宇宙における炭素原子核の合成過程トリプルアルファ反応の反応速を決定することができる。炭素原子核は宇宙における様々な元素合成過程の材料となるので、重元素合成量を決定する上で本研究は極めて重要である。
また、TPC検出器は放射線の飛跡を捉えることができる装置であるため、原子核反応を測定する基礎研究だけでなく、様々な社会応用が期待される。例えば、我々のTPC検出器とシンチレータを組み合わせてコンプトンカメラとして使用することで、ガンマ線のイメージングを行うことができる。ガンマ線のイメージングは環境放射線の計測や放射線による癌治療において近年注目されている。