2014 Fiscal Year Annual Research Report
蓄積された多価イオン状態の不安定核ベータ崩壊と宇宙元素合成の環境
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26287036
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
山口 貴之 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10375595)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 由高 独立行政法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 仁科センター研究員 (40415328)
長江 大輔 独立行政法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 協力研究員 (60455285)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 蓄積リング / 元素合成 / 多価イオン / ベータ崩壊 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多価イオン状態の不安定核ベータ崩壊は元素合成過程の理解に非常に重要である。星の高温高圧状態では、中性原子状態のベータ崩壊には見られない特異な現象が現れる。
本年度はドイツGSI研究所において、多価イオン状態の不安定核ベータ崩壊の寿命精密測定を行った。重イオンシンクロトロンSISにて約600MeV/uに加速された152Smをベリリウム標的に照射し、入射核破砕反応によって水素様電子状態の142Pmを生成した。142Pmは核破砕片分離装置FRSによって純化され、400MeV/uにて蓄積リングESRに入射された。蓄積リングの超高真空ビームパイプを約1分間周回させ、その間の電子捕獲崩壊を共鳴型ショットキーピックアップにて測定した。共鳴ショットキーピックアップは単一粒子にも感度がある。実験では1回の入射で約10個の142Pmを入射し、単一粒子の崩壊を精密測定した。ビームタイムは約2週間におよび大量のデータが得られている。目下データ解析中である。
また、理研の蓄積リングで同様の研究を進めるために、新しい蓄積リング用重イオン位置検出器を開発した。蓄積リング中でベータ崩壊するとき、一部の粒子はリングのアクセプタンスからはずれ周回できなくなる。そこで、リング内に位置検出器を導入して、多価イオン状態のベータ崩壊をとらえることができる。今回、新しい検出原理として、重イオンビームがシンチレータを通過したときに発生する光子の空間分布を利用して位置を得る方法を開発した。放医研にて原理検証実験を行い十分な性能を得た。次年度以降、検出器実機を製作する。
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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
予定どおりドイツGSI研究所において加速器実験を行い、精度の良いデータを得ることに成功した。
蓄積リング用の新しい位置検出器の原理検証が出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
H26年度ドイツGSI研究所の蓄積リングESRで得られた多価イオン状態142Pmの電子捕獲ベータ崩壊のデータを解析し、物理として纏め上げる。また平行して、理研の蓄積リング稀少RIリングのコミッショニングが予定されているため、検出器や電子回路の整備を進める。とくに多価イオン状態ベータ崩壊の実験を視野に入れ、新しい検出器の設計製作を進める。
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| Causes of Carryover |
理研蓄積リングの超高真空内で使用する検出器の開発を行っている。新しい検出器の原理検証が出来たが、実機の製作はH27年度に予定されているコミッショニングで蓄積リングの性能を評価した後、最適なものを設計製作する必要があるため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
理研蓄積リングに最適な検出器とするためシミュレーションを行った後、実機を製作する。平行して、測定系に必要な電子回路（NIM, CAMAC, VMEモジュール）を購入しプロトタイプ検出器を使って性能試験する。
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[Journal Article] Increased isomeric lifetime of hydrogen-like 192mOs2015
Author(s)
A. Akber, M. W. Reed, P. M. Walker, Yu. A. Litvinov, G. J. Lane, T. Kibedi, K. Blaum, F. Bosch, C. Brandau, J. J. Carroll, et al.
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Journal Title
Phys. Rev. C
Volume: 91
Pages: 031301/1-4
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Cherenkov light detection as a velocity selector for uranium fission products at intermediate energies2014
Author(s)
T. Yamaguchi, A. Enomoto, J. Kouno, S. Yamaki, S. Matsunaga, F. Suzaki, T. Suzuki, Y. Abe, D. Nagae, S. Okada, A. Ozawa, Y. Saito, K. Sawahata, A. Kitagawa, S. Sato,
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Journal Title
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A
Volume: 766
Pages: 123-125
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Charge and frequency resolved isochronous mass spectrometry in storage rings: First direct mass measurement of the short-lived neutron-deficient 51Co nuclide2014
Author(s)
P. Shuai, H. S. Xu, X. L. Tu, Y. H. Zhang, B. H. Sun, Yu. A. Litvinov, X. L. Yan, K. Blaum, M. Wang, X. H. Zhou, et al.
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Journal Title
Phys. Lett. B
Volume: 735
Pages: 327-331
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A timing detector with pulsed high-voltage power supply for mass measurements at CSRe2014
Author(s)
W. Zhang, X.L. Tu, M. Wang, Y.H. Zhang, H.S. Xu, Yu.A. Litvinov, K. Blaum, X.C. Chen, Z.G. Hu, W.J. Huang, et al.
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Journal Title
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A
Volume: 755
Pages: 38-43
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Time-of-flight detectors with improved timing performance for isochronous mass measurements at the CSRe2014
Author(s)
W. Zhang, X.L. Tu, M. Wang, Y.H. Zhang, H.S. Xu, Yu.A. Litvinov, K. Blaum, R.J. Chen, X.C. Chen, C.Y. Fu, et al.
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Journal Title
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A
Volume: 756
Pages: 1-5
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] First EXL experiment with stored radioactive beam: Proton scattering on 56Ni2014
Author(s)
M. von Schmid, S. Bagchi, S. Boenig, M. Csatlos, I. Dillmann, C. Dimopoulou, P. Egelhof, V. Eremin, T. Furuno, H. Geissel, et al.
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Journal Title
Eur. Phys. J. (Web of Conferences)
Volume: 66
Pages: 03093/1-4
DOI
Peer Reviewed
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