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新たなレーザー分光法を用いた中性子過剰核32Naおよび32Mgの構造解明

研究課題

研究課題/領域番号 17J02034
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(実験)
研究機関大阪大学

研究代表者

金谷 晋之介  大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード不安定核 / レーザー分光 / 原子核構造 / 中性子非束縛状態 / 不安定原子核 / レーザー分光法 / 超微細構造
研究実績の概要

本研究の目的は、32Na基底状態と32Mg励起状態のスピン・パリティを含む詳細な構造を調べることである。32Naや32Mgの周辺の質量領域に位置する原子核は、従来の理解では球形であると予想されていたが、研究が進むに連れて基底状態や励起状態で変形していることが明らかになりつつあり、注目を集めている。この現象の原因を解明するには、中性子数の増加に伴う系統的な核構造研究を進める必要があるが、目的核の生成量は極めて少ない。本研究では、全く新しい視点から高効率な測定手法を確立する。
昨年度は、32Na基底状態の構造を調べるための超高感度レーザー分光システムを開発した。今年度は、32Mg励起状態、中でも中性子非束縛状態の構造を調べるための中性子検出器の開発を行った。32Mg励起状態を調べるには32Naのベータ崩壊を用いるが、その際、ベータ崩壊後に32Mgの中性子非束縛状態となって中性子を放出する分岐比が24%と大きい。ガンマ線やベータ線の測定だけでは決定不可能な中性子非束縛状態の準位構造を調べるには、ベータ遅発中性子の高精度かつ高効率測定は非常に重要である。問題点は低エネルギー領域(<1MeV)で検出信号が極めて微弱であるために検出効率が著しく低下する点であった。検出信号を高効率で得るため、小型でシンチレーション光の集光部の形状や反射材を最適化したプラスチック・シンチレータを中性子検出器として6台新たに開発し、ベータ遅発中性子線源として17Nを用いたテスト実験を行った結果、380keVの低エネルギー中性子に対して従来比約5倍の検出効率を得ることに成功した。また、詳細な中性子検出モンテカルロ・シミュレーションを行った結果、これまでの中性子測定で見過ごされてきた周囲の中性子散乱体による測定結果への影響を明らかにするなど、ようやく本測定を行う準備が整った。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] TRIUMF(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] TRIUMF(カナダ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Structure of Mg31: Shape coexistence revealed by β-γ spectroscopy with spin-polarized Na312019

    • 著者名/発表者名
      Nishibata H.、Kanaya S.、Shimoda T.、Odahara A.、Morimoto S.、Yagi A.、Kanaoka H.、Pearson M. R.、Levy C. D. P.、Kimura M.、Tsunoda N.、Otsuka T.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 99 号: 2 ページ: 024322-024322

    • DOI

      10.1103/physrevc.99.024322

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] In-beam γ-ray spectroscopy studies of medium-spin states in the odd-odd nucleus Re1862017

    • 著者名/発表者名
      Matters D. A. et. al
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 96 号: 1

    • DOI

      10.1103/physrevc.96.014318

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] In-gas-cell laser spectroscopy of the magnetic dipole moment of the N~126 isotope 199Pt2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Hirayama, M. Mukai, Y. X. Watanabe, M. Ahmed, S. C. Jeong, H. S. Jung, Y. Kakiguchi, S. Kanaya, S. Kimura, J. Y. Moon, T. Nakatsukasa, M. Oyaizu, J. H. Park, P. Schury, A. Taniguchi, M. Wada, K. Washiyama, H. Watanabe, and H. Miyatake
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 96 号: 1 ページ: 014307-014307

    • DOI

      10.1103/physrevc.96.014307

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Isomer Spectroscopy of Neutron-rich 165,167Tb2017

    • 著者名/発表者名
      Gurgi L.A. et al.
    • 雑誌名

      Acta Phys. Pol. B

      巻: 48 号: 3 ページ: 601-608

    • DOI

      10.5506/aphyspolb.48.601

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 中性子過剰核31Mgの中性子非束縛状態における変形共存探索2017

    • 著者名/発表者名
      金谷晋之介,下田正,小田原厚子,西畑洸希,森本翔太,八木彩祐未,金岡裕志,河村嵩之,M. Pearson,C. D. P. Levy
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Spectroscopy of neutron unbound states in 31Mg and shape coexistence in low excitation energy region”2017

    • 著者名/発表者名
      S. Kanaya, T. Shimoda, A. Odahara, H. Nishibata, S. Morimoto, A. Yagi, H. Kanaoka, T. Kawamura, M. Pearson, C.D.P. Levy
    • 学会等名
      Ito International Research Center (IIRC) Symposium “Perspectives of the Physics of Nuclear Structure”
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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