Development of determination method for neutron resonance spin using polarized neutron beam

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K04950
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 31010:Nuclear engineering-related
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: Endo Shunsuke 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 原子力基礎工学研究センター, 研究職 (10851850)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 奥平 琢也 名古屋大学, 理学研究科, 助教 (40826129)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 円偏光ガンマ線 / 偏極中性子 / 複合核共鳴 / スピン / パルス中性子源

Outline of Final Research Achievements

Aiming to establish an efficient and accurate method for determining the total angular momentum (spin) of compound nuclear resonances formed by the absorption of neutrons by atomic nuclei, a technique was developed to measure the circular polarization of gamma rays produced from polarized neutron capture reactions. A new gamma-ray polarimeter was developed as the device for measuring circular polarization, and performance evaluation tests were conducted. The results of the performance evaluation tests confirmed that the device has a sensitivity of approximately 2% to circular polarization. Additionally, the circular polarization of gamma rays produced by polarized neutron capture reactions was successfully measured at J-PARC MLF ANNRI.

Free Research Field

核データ

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

複合核共鳴のスピンは原子核物理において反応を記述する基本的なパラメータであり、また原子力工学や天体核物理分野において重要なアイソマー生成分岐比にも関連するパラメータである。しかしながら測定が困難であり、核データ評価済ライブラリにはランダムに割り振られた不正確な値が収録されている場合が多い。このような現状を打開するため新たな手法の開発に取り組んだ。開発した円偏光測定装置は共鳴のスピンのみならず多数の励起状態のスピンの決定にも利用できる。今後はそのような測定を実施しデータの正確性の向上に資することが可能となる。