2015 Fiscal Year Annual Research Report
天体温度での炭素－ヘリウム核融合反応断面積の直接測定
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25800153
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
藤田 訓裕 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (60532364)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 実験核物理 / 天体核反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
太陽質量の8倍以上の恒星がヘリウム燃焼期の後半に起こる炭素-ヘリウム核融合反応について、天体温度での反応速度(反応断面積)を求めるための研究を行った。この反応速度は後に恒星が超新星爆発を起こすか、それとも白色矮星に進化するかを決定する重要な反応である。本研究では反応断面積を反応エネルギー2.4MeVから0.7MeVまで高い順に実験的に測定し、天体温度(反応エネルギー0.3MeV)の反応速度を外挿によって決定する事を目標とする。
実験は九州大学原子核実験室のタンデム加速器を用いた。加速した炭素ビームをヘリウム標的に衝突させ、生成した酸素を質量分析器を用いてバックグラウンドとの分離を行った後、焦点面に設置した放射線検出器を用いて測定した。
反応エネルギー0.7MeVでの測定には1.大強度ビーム, 2.厚いヘリウムガス標的, 3.高い分離能力を持ったバックグラウンド除去装置の3つが必要不可欠である。1についてはタンデム加速器を改良し加速・減速収束運転法を用いる事、また前段バンチャーを導入する事で目標を達成できた。2については吹込み型ガス標的を改良し、大口径でありながら十分な厚さを確保する事が出来た。3についてはイオンチェンバーの他にマイクロチャネルプレートを用いた飛行時間測定器を開発し、シリコン半導体検出器と組み合わせる事で十分な能力を達成する事が出来た。
これらの装置を用いて2013, 2014年度に反応エネルギー1.5MeV, 1.2MeV及び1.0MeVで実験を行った。2015年には得られたデータの解析と測定器の校正データの取得を行った。その結果、反応エネルギー1.5MeVと1.2MeVでは反応断面積の値を得る事に成功した。これは本研究の測定手法を用いた中では世界初のデータとなる。
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Research Products
(1 results)
