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逆コンプトンガンマ線による天体核物理の研究

研究課題

研究課題/領域番号 13640303
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関甲南大学

研究代表者

宇都宮 弘章  甲南大学, 理工学部, 教授 (00241167)

研究分担者 大垣 英明  京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教授 (10335226)
秋宗 秀俊  甲南大学, 理工学部, 助教授 (60319829)
山県 民穂  甲南大学, 理工学部, 教授 (50068144)
豊川 弘之  産業技術総合研究所, 光技術部門, 研究員
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
700千円 (直接経費: 700千円)
2003年度: 200千円 (直接経費: 200千円)
2002年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
キーワード光核反応 / 天体核物理学 / 元素の起源 / 核合成 / pプロセス / sプロセス / ビッグバン / レーザー逆コンプトン散乱 / レーザー逆コンプトンガンマ線 / ビッグバン元素合成 / 宇宙時計 / ビッグバンD合成 / 超新星^<180>Ta合成 / 最稀少同位元素^<180>Ta / 光中性子反応断面積 / 超新星爆発
研究概要

産業技術総合研究所で生成される準単色レーザー逆コンプトンガンマ線を用いて、次の原子核について光核分解反応を測定した。1)^9Be(II型超新星爆発時の核合成)、2)^<181>Ta(pプロセス核合成)、3)D:(ビッグバン核合成)、4)^<186>W:(sプロセス核合成)。
次の結果が得られた。
1)^9Be:光中性子反応断面積を反応しきい値から6.1MeVまで測定した。^9Be核の1/2^+,5/2^-,5/2^+準位に対する換算電磁遷移確率を決定した。αα(n,γ)^9Be反応に対する核反応率を評価した。
2)^<181>Ta:光中性子反応断面積を反応しきい値から12MeVまで測定した。最稀少同位体であり、かつ、天然に存在する唯一の核異性体である^<180>Taの起源に関して、大質量星のII型超新星爆発中に酸素/ネオン外層で起こるpプロセス核合成を議論した。QRPAモデルに基づくガンマ線強度関数とハウザー・フェッシュバック統計モデル計算を行なった。
3)D:光中性子反応断面積を反応しきい値から4.6MeVまで測定した。ビッグバン核合成で重要なエネルギー領域においてp(n,γ)D反応の核反応率を、誤差6%の範囲で決定した。核反応率の理論評価に対して実験的根拠を与えた。
4)^<186>W:光中性子反応断面積を反応しきい値から10.8MeVまで測定した。不安定核^<185>W(半減期75日)の30keVでの中性子捕獲断面積を、ハウザー・フェッシュバックモデルを用いて評価した。sプロセスモデルで許される中性子密度パラメタに制限を与えた。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (43件)

  • [文献書誌] H.Utsunomiya, Y.Yonezawa 他: "Photodisintegration of ^9Be with laser-induced Compton backscattered γ rays"Physical Review C. 63. 018801 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Utsunomiya, Y.Yonezawa 他: "Photodisintegration of ^9Be and the reaction rate for α(αn,γ)^9Be"Nuclear Physics A. 688. 340c-343c (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sumiyoshi, H.Utsunomiya 他: "Astrophysical reaction rate for α(αn,γ)^9Be by photodisintegration"Nuclear Physics A. 709. 467-486 (2002)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Ohgaki, H.Toyokawa: "Parity measurements with completely polarized photon beam"Nuclear Science and Technology Supplement. 2. 500-503 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Utsunomiya, H.Akimune 他: "Photoneutron cross sections for astrophysics"Nuclear Science and Technology Supplement. 2. 542-545 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Utsunomiya, H.Akimune 他: "Cross section measurements of the ^<181>Ta(γ,n)^<180>Ta reaction near neutron threshold and the p-process nucleosynthesis"Physical Review C. 67. 015807 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Utsunomiya, H.Akimune 他: "A new astrophysical γ probe and its applications"Nuclear Physics A. 718. 199c-206c (2003)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Y.Hara, H.Utsunomiya 他: "Photodisintegration of deuterium and big bang nucleosynthesis"Physical Review D. 68. 072001 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] P.Mohr, T.Shizuma, ・・・, H.Utsunomiya: "s-process branching at ^<185>W revised"Physical Review C. 69. 032801(R) (2004)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Utsunomiya, M.S.Smith, T.Kajino: "Nuclear reactions in hot and explosive burning : A summary"Tours Symposium on Nuclear Physics IV (eds. M.Arnould et al., AIP Conf. Proc.)(New York, AIP). 561. 159-164 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Utsunomiya, S.Goko 他: "Nuclear astrophysics experiments with laser-electron MeV photons"Int, Symp. Electromagnetic Interactions in Nuclear and Hadron Physics (eds. M.Fujiwara, T.Shima)(Singapore, World Scientific). 83-92 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Utsunomiya, S.Goko 他: "Nuclear astrophysics experiments with a laser-electron photon beam"4^<th> Italy-Japam Symp. Perspectives in Heavy Ion Physics (eds. K.Yoshida, S.Kubono, I.Tanihata, C.Signorini)(Singapore, World Scientific). 286-297 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Utsunomiya, H.Akimune 他: "The mass 9 system, ^9Be and ^9B : nuclear astrophysics and cluster physics"Int. Symp. Clustering Aspects of Quantum Many-Body Systems(eds. A.Ohnishi, N.Itagaki, Y.Kanada-Enyo, K.Kato)(Singapore, World Scientific). 151-158 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Utsunomiya, Y.Yonezawa, H.Akimune, T.Yamagata, M.Ohta, M.Fujishiro, H.Toyokawa, H.Ohgaki: "Photodisintegration of ^9Be with laser-induced Compton backscattered γ rays"Phys.Rev.. C63. 018801 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Utsunomiya,.Y.Yonezawa, H.Akimune, T.Yamagata, M.Ohta, H.Toyokawa, H.Ohgaki, K.Sumiyoshi: "Photodisintegration of ^9Be and the reaction rate for α(αn,γ)^9Be"Nucl.Phys.. A688. 340c-343c (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sumiyoshi, H.Utsunomiya, S.Goko, T.Kajino: "Astrophysical reaction rate for α(αn,γ)^9Be by Photodisintegration"Nucl.Phys.. A709. 467-486 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Ohgaki, H.Toyokawa: "Parity measurements with completely polarized photon beam"Nucl.Sci.Tech.. Su2. 500-503 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Utsunomiya, H.Akimune, S.Goko, T.Yamagata, M.Ohta, H.Ohgaki, H.Toyokawa, K.Sumiyoshi, Y.-W.Lui: "Photoneutron cross sections for astrophysics"Nucl.Sci.Tech.. Su2. 542-545 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Utsunomiya, H.Akimune, S.Goko, M.Ohta, H.Ueda, T.Yamagata, K.Yamasaki, H.Ohgaki, H.Toyokawa, Y.-W.Lui, T.Hayakawa, T.Shizuma, E.Khan, S.Goriely: "Cross section measurements of the ^<181>Ta(γ,n) ^<180>Ta reaction near neutron threshold and the p-process nucleosynthesis"Phys.Rev.. C67. 015807 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Utsunomiya, H.Akimune, S.Goko, T.Hayakawa, Y.-W.Lui, H.Ohgaki, M.Ohta, T.Shizuma, H.Toyokawa, T.Yamasaki: "A new astrophysical y probe and its applications"Nucl.Phys.. A718. 199c-206c (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Y.Hara, H.Utsunomiya, S.Goko, H.Akimune, T.Yamagata, M.Ohta, H.Toyokawa, K.Kudo, A.Uritani, Y.Shibata, Y.-W.Lui, H.Ohgaki: "Photodisintegration of deuterium and big bang nucleosynthesis"Phys.Rev.. D68. 072001 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mohr, T.Shizuma, H.Ueda, S.Goko, A.Makinaga, K.Y.Hara, T.Hayakawa, Y.-W.Lui, H.Ohgaki, H.Utsunomiya: "s-process branching at ^<185>W revised"Phys.Rev.. C69. 032801(R) (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Utsunomiya, M.S.Smith, T.Kajino: "Nuclear reactions in hot and explosive burning : A summary"Tours Symposium on Nuclear Physics IV(eds. M.Arnould et al.) AIP Conf.Proc.(New York : AIP). 561. 159-164 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Utsunomiya, S.Goko, H.Akimune, K.Yamasaki, T.Yamagata, M.Ohta, H.Ohgaki, H.Toyokawa, Y.-W.Lui, T.Hayakawa, T.Shizuma, K.Sumiyoshi, T.Kajino: "Nuclear astrophysics experiments with laser-electron MeV photons"Int.SymElectromagnetic Interactions in Nuclear and Hadron Physics(eds. M.Fujiwara and T.Shima)(Singapore, World Scientific). 83-92 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Utsunomiya, S.Goko, H.Akimune, K.Yamasaki, T.Yamagata, M.Ohta, H.Ohgaki, H.Toyokawa, Y.-W.Lui, T.Hayakawa, T.Shizuma, H.Ohkuma, S.Okajima, K.Sumiyoshi, T.Kajino: "Nuclear astrophysics experiments with a laser-electron photon beam"4^<th> Italy-Japam SymPerspectives in Heavy Ion Physics(eds. K.Yoshida, S.Kubono, I.Tanihata, and C.Signerini)(Singapore, World Scientific). 286-297 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Utsunomiya, H.Akimune, K.Yamasaki, S.Goko, T.Yamagata, M.Ohta, M.Fujiwara, H.Fujimura, T Kawabata, K.Hara, M.Yosoi, T.Ishikawa, H.Ohgaki, H.Toyokawa: "The mass 9 system, ^9Be and ^9B : nuclear astrophysics and cluster physics"Int.Sym Clustering Aspects of Quantum Many-Body Systems(eds. A.Ohnishi, N.Itagaki, Y.Kanada-Enyo, and K. Kato)(Singapore, World Scientific). 151-158 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Y.Hara et al.: "Photodisintegration of deuterium and big bang nucleosynthesis"Physical Review D. 68. 072001 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Utsunomiya et al.: "A new astrophysical γprobe and its applications"Nuclear Physics A. 718. 199c-206c (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Shima et al.: "Photodisintegration cross section of ^3He and ^4He at low energies"Nuclear Physics A. 718. 23c-26c (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ohgaki et al.: "Design studies of IR-FEL system at IAE, Kyoto University"Nucl.Instrum.Methods in Phys.Res.A. 507. 150-153 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Toyokawa et al.: "GAMMA-RAY COMPUTERIZED TOMOGRAPHY USING 10 MEV LASER-COMPTON PHOTON BEAM"Proceedings of the 2003 Particle Accelerator Conference. 713-715 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Utsunomiya: "Cross section measurements of the ^<181>Ta(γ,n) ^<180>Ta reaction near neutron threshold and the p-process nucleosynthesis"Phys. Rev. C. 67. 015807-1-015807-9 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Sumiyoshi: "Astrophysical reaction rate for α(αn,γ) ^9Be by Photodisintegration"Nucl. Phys. A. 709. 467-486 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Utsunomiya: "Photoneutron Cross Section for Nuclear Astrophysics"J. Nucl. Science and Technology, Suppl.. 2. 542-545 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ohgaki: "Parity Measurements with Completely Polarized Photon Beam"J. Nucl. Science and Technology, Suppl.. 2. 500-502 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Toyokawa: "Gamma-ray imaging with the Compton-backscattered laser photons"IEEE Trans. on Nucl. Science. 49. 182-187 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Toyokawa: "High-energy photon radiography system using laser-Compton scattering for inspection of bulk materials"Review do Scientific Instruments. 73. 3358-3362 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tokimoto: "Coulomb breakup of ^7Li for nuclear astrophysics"Physical Review C. 63. 035801-1-20 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Utsunomiya: "Photodisintegration of ^9Be with laser-induced Compton backscattered γ rays"Physical Review C. 63. 018801-1-4 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Akimune: "Evidence for a 3.8 MeV state in ^9B"Physical Review C. 64. 041305(R)-1-4 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Akimoto: "Non-uniform ^3He polarization formed by multiple collisions of fast ^3He^+ ion with polarized Rb vapor in strong magnetic field"Nuclear Instruments and Methods. B173. 370-382 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Nakayama: "Dipole excitation of α-cluster in ^6Li and ^7Li"Physical Review Letters. 87. 122502-1-4 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yonehara: "Relaxation mechanism of optically pumped Rb vapor of high density in strong magnetic fields"Nuclear Instruments and Methods. B184. 391-405 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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