2012 Fiscal Year Annual Research Report
天体エネルギーにおける炭素-ヘリウム融合反応全断面積の直接測定
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24340056
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
相良 建至 九州大学, 理学研究院, 教授 (00128026)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺西 高 九州大学, 理学研究院, 准教授 (10323495)
藤田 訓裕 九州大学, 理学研究院, 助教 (60532364)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 天体核反応 / ヘリウム燃焼 / 極低バックグランド / イオンチェンバー / 加速減速運転 / 窓無し気体標的 |
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| Research Abstract |
星で起こる水素燃焼→ヘリウム燃焼→炭素酸素燃焼→重元素合成の中で、ヘリウム燃焼の主反応である4He+12C→160+γの反応率が未だに測定されていない。九大加速器で4He+12C→160+γ反応率をEcm=2.4MeV→0.7MeVで測り、星でのEcm=0.3MeVでの反応率を正確に推定する。反応率は2.4→0.7MeVで5桁、0.7→0.3MeVで更に5桁減少するので、非常に難しい実験であり約45年の世界競争を経ても実現されていない。
既に我々は2.4→1.5MeVでの測定を終え世界トップを走っている。本研究では1.2→0.7MeVで測定する。
初年度のH24年度には、1.2MeVでの測定を目指した。(1)ビーム増強では、九大独自の加速減速法式を改良し(Maria修論)2005年福岡西方沖地震後修正した加速管アラインメントを再修正したが、期待した10倍増ではなく3倍増に留まった。H25年度に究明する。(2)バックグランド(BG)除去では、イオンチェンバーを〓E-〓E-E方式に改造して160(本物)-12C(BG)識別能力を高めた。(3)しかし、160(BG)が標的容器の酸化皮膜から発生している事が判った。160(本物)と160(BG)は分離不可能なので発生を抑えるしかない。酸化皮膜を金で覆う改造(メッキや内張り)を試みているがまだ解決に至っていない。(4)1.0MeV以下での測定に備えて、ToF装置作りを開始した。まずは、0.1μm厚さの膜(formvar)を試作している。
九大タンデムは建設開始から40年が経ち維持費なく、真空ポンプの劣化が激しい。H24の予算の半分以上はクライオポンプ、ターボ分子ポンプ、油回転ポンプの更新に使った。本研究に不可欠な設備であるが、本来は基盤設備として整備されているべきものである。研究基盤が弱小な大学の実態はこのようであり、全国的研究所とは比較にならない。結果的に、ToF装置開発のためのMCP購入はできなかった。
次のH25年度にEcm=1.0MeV測定をする計画立案や設計は進めた。ただ、世界的なヘリウム不足(入荷不可能)が今後の大問題である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
最低限のEcm=1.2MeV実験には目途がついた。しかし、真空排気ポンプ系の老朽化による出費で新装置であるToFの開発が遅れた。また予期せぬ世界的ヘリウム不足で、実験が十分にできなかった。その分、今後の実験にための装置設計などを行った。H25年度には、予定の水準に達すると期待している。
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| Strategy for Future Research Activity |
加速減速法改造によるビーム増強、バックグランド減少のためにToF装置開発、RMS大口径化を行い、Ecm=1.0MeV,0.85MeV,0.7MeVへの実験計画を進める。
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