2022 Fiscal Year Research-status Report
革新的低ノイズβ崩壊実験手法による遅発中性子放出機構の解明
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22K14053
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
横山 輪 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任助教 (80940147)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 不安定原子核 / ベータ崩壊 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
宇宙において鉄より重い元素がどのようにして作られたかという疑問は長年未解決の問題である。この問題解決のカギとなるr過程で生成される中性子過剰原子核は複数のβ遅発中性子を放出するが、複数中性子の放出確率を計算するためには、複数中性子が一つずつ段階的に放出されるのか、あるいは相関を持った放出が起こり得るのか、また中性子崩壊の際にどのような準位選択性があるのかといった、プロセスに関する根本的な理解が必要である。本研究では、世界最高強度の不安定核ビーム生成施設である理化学研究所のRIBFにおいて、全く新しい手法を開発することにより低バックグラウンドで遅発中性子スペクトルの測定し、中性子放出機構を詳しく解明する。
本年度は開発したビームを打ち込むためのインプラント検出器の開発と、これまでに測定されているβ遅発中性子のデータの解析から中性子放出プロセスの理解に必要な実験についての検討を行った。
インプラント検出器については、すでにβ-インプラント検出器として実績のあるYSOよりもβ線の飛程が短くなりさらなるバックグラウンドの低減につながると考えられるGAGGを用いるとしていたが、本研究の過程で同等のβ線静止能と低バックグラウンド性を持ち、より波長特性に優れた139La-GPSの開発を行っている。濃縮139Laを用いたシンチレータは新たな試みであり、開発によりLaを含む検出器の応用範囲も広がると期待される。
β遅発中性子のデータの解析の結果は現在論文の投稿準備中である。
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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
これまでの遅発中性子測定データのさらなる解析を進めたことで、中性子測定の重要性がより明確になった。現在論文の投稿準備中である。また、インプラント検出器について、本科研費で参加したシンチレータ研究会にて東北大学金属材料研究所の黒澤俊介氏の提案で新たに139La-GPSを用いた検出器を開発することにした。これにより、必要なインプラント検出器の性能が得られる目処が立った他、応用可能な新しいシンチレータ物質の開発も成果として得られる期待が高まった。一方で計画の変更により多少の遅れが生じたため、シンチレータの費用は次年度に繰り越した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、引き続きインプラント検出器の開発を行い、性能評価まで行う。完成後は新たなシンチレーション素材となる139La-GPSを用いた検出器について論文執筆も行うことを目標にする。また、本年度の実験解析結果を元に、OEDOビームラインを用いた打ち込み分散オプティクスについての開発を進め、本実験のプロポーザルを行う。
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| Causes of Carryover |
インプラント検出器について、当初予定していた素材(GAGG)とは別に新たなシンチレーション検出器を開発することにしたため、本年度は光検出器部分のみの購入となり、シンチレータ部分の費用は次年度に繰り越しとした。
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