2016 Fiscal Year Annual Research Report
Direct mass measurements of super heavy elements using a novel low-energy RI-beam production method
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24224008
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
和田 道治 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (50240560)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森本 幸司 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, チームリーダー (00332247)
加治 大哉 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 仁科センター研究員 (00391912)
小浦 寛之 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 先端基礎研究センター, 研究主幹 (50391264)
羽場 宏光 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, チームリーダー (60360624)
園田 哲 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 仁科センター研究員 (60525583)
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| Project Period (FY) |
2012-05-31 – 2017-03-31
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| Keywords | 直接質量測定 / 超重元素 / 中性子分離エネルギー / 原子質量 / MRTOF質量分光器 / 高周波イオンガイド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２８年度は、GARIS施設での実質３回のマシンタイムにおいて、MRTOF質量分光器を用い、陽子過剰中重核から超ウラン元素まで８０核種強の質量測定に成功した。
Zn-Sr領域の融合反応生成物の測定においては、多くの同重体を同時に測定できたため、ペニングトラップによって高確度・高精度測定された同重核を参照につかうことができた。その結果65Gaの質量は3.5x10-8の精度（2.2keV/c^2）で測定できMRTOF質量分析器の最高記録となった。測定した15核種はよく既知の値と一致していたが、76Ge, 81Brにおいては4σの差異があった。このようなβ崩壊や反応のQ値から間接的に求めた古い文献値は、安定核であっても直接質量再測定する必要性を示した。
Po-Th領域の測定においても幾つかの古い間接測定の誤りを見出したとともに、冷却したガスセルでは２価のイオン状態が優勢である（Frというアルカリ金属においても）という実験的に重要な発見があった。ビーム輸送の向上と合わせて全効率を1-2%まで改善できた。また219Raという半減期10msの同位体の質量測定のも成功した。
これらの成果を受けて、超重元素領域の測定に向かい、246,248,249Es, 250,251Fm, 249-252Md, 254No同位体の測定に成功し、そのうち５核種は初めて実験的に質量を決定した。とりわけMd同位体はβ崩壊核種のためα崩壊連鎖のQ値による間接質量測定からも閉ざされていたため、今回の測定によって間接的に253Lrから261Bh、及び253Lrから266Mtまでの計７核種の質量を決定することができた。この値は、幾つかの理論モデルによる予測と比較することにより、モデルの評価ができると同時に、Md, Lr同位体の２中性子分離エネルギーの導出からN=152の変形閉殻についての議論も可能になった。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(13 results)
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[Journal Article] First online multi reflection time-of-flight mass measurements of isobaric chains produced by fusion-evaporation reactions: Toward identification of superheavy elements via mass spectroscopy2017
Author(s)
P.Schury, M.Wada, Y.Ito, D.Kaji, F.Arai, M.MacCormick, I.Murray, H.Haba, S.Jeong, S.Kimura, H.Koura, H.Miyatake, K.Morimoto, K.Morita, A.Ozawa, M. Reponen, P-A.Soederstroem, A.Takamine, T.Tanaka, H.Wollnik
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Journal Title
Physical Review C
Volume: 95
Pages: 011305
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Status of the low-energy super-heavy element facility at RIKEN2016
Author(s)
P.Schury, M. Wada, Y.Ito, F.Arai, D.Kaji, S.Kimura, K.Morimoto, H.Haba, S.Jeong, H.Koura, H.Miyatake, K.Morita, M.Reponen, A.Ozawa, T.Sonoda, A.Takamine, H.Wollnik
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Journal Title
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B
Volume: 376
Pages: 425-428
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] About possible ambiguities from alpha spectroscopy and direct mass measurements of neutron-deficient actinium and radium isotopes2017
Author(s)
M.Rosenbusch, P.Shury, M.Wada, Y.Ito, D.Kaji, M.MacCormicj, I.Murray, H.Haba, S.Kimura, H.Koura, H.Miyatake, J.Y.Moon, K.Morimoto, K.Morita, T.Niwase, A.Ozawa, M.Reponen, A.Takamine, T.Tanaka, H.Wollnik
Organizer
Advances in Radioactive Isotope Science 2017
Place of Presentation
Keystone, Cololado
Year and Date
2017-05-28 – 2017-06-02
Int'l Joint Research
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[Presentation] First direct mass measurements on Mendelevium with an MRTOF mass spectrograph2017
Author(s)
Y.Ito, M.Wada, P.Schury, M.Rosenbusch, D.Kaji, K.Morimoto, Y.Hirayama, H.haba, S.Kimura, H.Koura, H.Miyatake, K.Morita, M.Mukai, I.Murray, JY.Moon, M.MacCormick, T.Niwase, K.Okada, A.Ozawa, M.Reponen, T.Tanaka, A.Takamine, H.Wollnik, S.Yamaki, Y.Watanabe
Organizer
Advances in Radioactive Isotope Science 2017
Place of Presentation
Keystone, Cololado
Year and Date
2017-05-28 – 2017-06-02
Int'l Joint Research
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