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極低エネルギー励起核Th-229の光励起への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 18K18759
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分15:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
研究機関東北大学

研究代表者

菊永 英寿  東北大学, 電子光理学研究センター, 准教授 (00435645)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワード核異性体 / トリウム / 核励起 / Th-229
研究成果の概要

質量数229 のトリウム(Th-229)にはこれまで知られている原子核の中で最も低い励起エネルギーを持った準安定状態(Th-229m)が存在する。そのエネルギーは7.8 eVと報告されており,他の原子核の励起エネルギーと比べても1000 分の1 程度となっている。本研究は電子線やレーザーを用いたTh-229の直接励起の可能性を模索している。今回は複数のU-233試料からTh-229を分離して,Th-229の励起研究に用いることができるか調べた。また,真空紫外領域の吸収スペクトルを測定できる測定装置を製作して,直接励起実験用の試料の作成を試みた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究には,数eVの励起エネルギーを持つ特異な原子核状態であるTh-229mの直接励起の観測を目指すという基礎科学的な意義がある。今回,新たに入手することができたTh-229試料は原子核時計を含むTh-229研究に用いられるだけで無く,娘核種に核医学分野で注目されるAc-225など有用RIを含むため,本研究以外にも利用価値は大きい。また,本研究で開発された真空紫外照射・測定装置は,固体試料の真空紫外領域の吸光を簡便に測定することができ,今後目指していくTh-229直接励起研究のための基礎データ取得に役立つ。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Estimation of radiative half-life of 229mTh by half-life measurement of other nuclear excited states in 229Th2021

    • 著者名/発表者名
      Shigekawa Y.、Yamaguchi A.、Suzuki K.、Haba H.、Hiraki T.、Kikunaga H.、Masuda T.、Nishimura S.、Sasao N.、Yoshimi A.、Yoshimura K.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 104 号: 2 ページ: 024306-024306

    • DOI

      10.1103/physrevc.104.024306

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energy of the Th229 Nuclear Clock Isomer Determined by Absolute γ-ray Energy Difference2019

    • 著者名/発表者名
      A. Yamaguchi, H. Muramatsu, T. Hayashi, N. Yuasa, K. Nakamura, M. Takimoto, H. Haba, K. Konashi, M. Watanabe, H. Kikunaga, K. Maehata, N.Y. Yamasaki, and K. Mitsuda
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW LETTERS

      巻: 123 号: 22 ページ: 222501-222501

    • DOI

      10.1103/physrevlett.123.222501

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 原子・原子核励起のための電子線照射装置の開発2019

    • 著者名/発表者名
      菊永英寿,南部健一
    • 学会等名
      日本放射化学会第63回討論会(2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] U-233線源の利用2019

    • 著者名/発表者名
      菊永英寿
    • 学会等名
      2019重元素核化学ワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2023-01-30  

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