インビームγ線核分光による中性子捕獲断面積導出法の開発

• 研究課題/領域番号: 19740154
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 (2009); 独立行政法人日本原子力研究開発機構 (2007-2008)
• 研究代表者: 牧井 宏之 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 研究員 (20425573)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 3,430千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 330千円); 2009年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2008年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2007年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: 実験核物理 / 中性子捕獲断面積 / インビームγ線核分光 / surrogate法 / インビームγ線分光 / 中性子捕獲反応 / 恒星内元素合成 / 核変換技術 / Si△E-E検出器 / 代理反応 / SiΔE-E検出器 / NaI(T1)検出器

研究概要

不安定核の中性子捕獲断面積は恒星内での元素合成を理解する上で重要な物理量であるが、試料の入手性や強い放射能による雑音等の問題から、全ての核種で必要な精度を達成できているわけではない。本研究課題では中性子ビームを用いた直接測定の問題点を回避して中性子捕獲断面積を導出するための手法(代理反応法)の開発を目指し、新たな測定システムの構築を行った。構築したシステムを用いて代理反応で生成した原子核からのγ線の観測に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] In-beamγ-ray spectroscopy of^<248,250,252>Cf by neutron-transfer reactions using a Cf target (2010)
  • 著者名/発表者名: R.Takahashi, T.Ishii, M.Asai, D.Nagae, H.Makii, K.Tsukada, A.Toyoshima, Y.Ishii, M.Matsuda, A.Makishima, T.Shizuma, T.Kohno, M.Ogawa
  • 雑誌名: Physical Review C 81 ページ: 57303-57303
  • 査読あり
• [雑誌論文] E1 and E2 cross sections of the^<12>C(α,γ^0)^<16> O reaction using pulsedαbeams (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Makii, Y.Nagai, T.Shima, M.Segawa, K.Mishima, H.Ueda, M.Igashira, T.Ohsaki
  • 雑誌名: Physical Review C 80 ページ: 65802-65802
  • 査読あり
• [雑誌論文] E1 and E2 cross sections of the ^<12>C(α,γ_0)^<16>O reaction using pulsed α beams (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Makii, 他7名
  • 雑誌名: Physical Review C 80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurementt of E1 and E2 cross sections of ^<12>C(α,γ)^<16>O using pulsed α beams (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Makii, 他6名
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings Conf.Proc. 1120 ページ: 284-287
• [雑誌論文] A 3-quasiparticle isomer in neutron-rich ^<183>Ta (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Shizuma, et al.
  • 雑誌名: European Physical Journal A 39 ページ: 263-266
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of high-j quasiparticle states in^<249> Cm by in-beam γ-ray spectroscopy using heavy-ion transfer reactions (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Ishii, H.Makii, M.Asai, K.Tsukada, A.Toyoshima, M.Matsuda, A.Makishima, S.Shigemastsu, J.Kaneko, T.Shizuma, H.Toume, I.Hossain, T.Kohno, M.Ogawa
  • 雑誌名: Physical Review C 78 ページ: 54309-54309
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of high-j quasipartide states in ^<249>Cm by in-beam γ-ray spectroscopy using heavy-ion transfer reactions (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ishii, et al.
  • 雑誌名: Physical Review C 78
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-quasiparticle bands in neutron-rich ^<187>W (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Shizuma, et al.
  • 雑誌名: Physical Review C 77
  • 査読あり
• [雑誌論文] Z dependence of the N=152 deformed shell gap: In-beam γ-ray spectroscopy of neutron-rich^<245,246>Pu (2007)
  • 著者名/発表者名: H.Makii, T.Ishii, M.Asai, A.Toyoshima, M.Matsuda, A.Makishima, J.Kaneko, H.Toume, S.Ichikawa, S.Shigematsu, T.Kohno, M.Ogawa
  • 雑誌名: Physical Review C 76 ページ: 61301-61301
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutron-induced reactions using a γ-ray detector in^<12>C(α,γ)^<16>O reaction study (2007)
  • 著者名/発表者名: H.Makii, Y.Nagai, K.Mishima, M.Segawa, T.Shima, M.Igashira
  • 雑誌名: Physical Review C 76 ページ: 22801-22801
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ground-state bands of neutron-rich^<236>Th and^<242>U nuclei and implication of spherical shell closure at N=164 (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Ishii, H.Makii, M.Asai, H.Koura, S.Shigematsu, K.Tsukada, A.Toyoshima, M.Matsuda, A.Makishima, J.Kaneko, H.Toume, I.Hossain, T.Shizuma, S.Ichikawa, T.Kohno, M.Ogawa
  • 雑誌名: Physical Review C 76 ページ: 11303-11303
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutron-induced reactions using a γray detector in a ^<12>C(α,γ)^<16>O reaction study (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Makii, et. al.
  • 雑誌名: Physical Review C 76
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence for a K^π=1/2^+ isomer in neutron-rich ^<185>Ta (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Shizuma, et. al.
  • 雑誌名: European Physical Journal A 34 ページ: 1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Z dependence of the N=152 deformed shell gap: In-beam γ-ray spectroscopy of neutron-rich^<245,246>Pu (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Makii, et. al.
  • 雑誌名: Physical Review C 76
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-beam γ-ray spectroscopy of the neutron-rich nuclei ^<240>U, ^<246>Pu, and ^<250>Cm produced by(^<18>O, ^<16>O)reaction (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Ishii, et. al.
  • 雑誌名: Physics of Atomic Nuclei 70 ページ: 1457-1461
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ground-state bands of neutron-rich ^<236?Th and ^<242>U nuclei and implication of spherical shell closure at N=164 (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Ishii, et. al.
  • 雑誌名: Physical Review C 76
  • 査読あり
• [学会発表] 代理反応による不安定核の中性子捕獲断面積測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 牧井宏之
  • 学会等名: 宇宙連絡協議会主催第3回研究戦略ワークショップ「J-PARC中性子ビームラインでの宇宙核物理研究及び関連する研究
  • 発表場所: 上野
  • 年月日: 2010-11-05
• [学会発表] 核子移行反応で生成されるアクチノイド原子核の核分裂片質量数分布 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西尾勝久、西中一朗、光岡真一、牧井宏之、古高和禎, 若林泰夫, 高橋竜太, 石井哲朗, 千葉敏、廣瀬健太郎, 大槻勤
  • 学会等名: 日本原子力学会2010年秋の大会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] ^<238>U(^<18>O,^<16>O)反応による複合核^<240>Uの核分裂確率の測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西尾勝久、西中一朗、牧井宏之、光岡真一、古高和禎, 若林泰夫, 高橋竜太, 浅井雅人、石井哲朗, 千葉敏、廣瀬健太郎, 大槻勤
  • 学会等名: 日本原子力学会2010年春の年会
  • 発表場所: 水戸
• [学会発表] E1 and E2 cross sections of the^<12>C(α,γ)^<16>O reaction at E_eff~1.2 MeV using pulsedαbeams (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Makii, H.Ueda, Y.Temma, Y.Nagai, T.Shima, S.Fujimoto, M.Segawa, K.Mishima, J.Nishiyama, M.Igashira
  • 学会等名: 10th.International Symposium on Origin of Matter and Evolution of the Galaxies(OMEG10)
  • 発表場所: Osaka
• [学会発表] E1 and E2 cross sections of the ^<12>C(α,γ)^<16>O reaction at E_<eff>～1.2 MeV using pulsed alpha beams (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Makii, 他9名
  • 学会等名: The 10th.International Symposium on Origin of Matter and Evolution of the Galaxies(OMEG10)
  • 発表場所: 大阪大学
• [学会発表] ^<238>U(^<18>O,^<16>O)反応による複合核240U^*の核分裂確率の測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西尾勝久, 他11名
  • 学会等名: 日本原子力学会2010年春の年会
  • 発表場所: 茨城大学
• [学会発表] 高強度アルファパルスビームによる^<12>C(α,γ)^<16>O反応断面積測定の可能性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 牧井宏之
  • 学会等名: 停止・低速不安定核ビームを用いた核分光研究会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2008-12-25
• [学会発表] ^<12>C(α,γ)^<16>O反応におけるE1及びE2断面積測定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 牧井宏之
  • 学会等名: 国立天文台研究会「rプロセス元素合成の統合的理解-量子ビームで探る宇宙進化の理解を目指して-
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2008-03-14
• [学会発表] ^<12>C(α,γ)^<16>O反応におけるE1及びE2断面積測定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 牧井 宏之
  • 学会等名: 国立天文台研究会「rプロセス元素合成の統合的理解-量子ビームで探る宇宙進化の理解を目指して-」
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2008-03-14
• [学会発表] E1and E2 cross sections of the12C(a,g)16Oreaction at E_eff~1.4 MeV using pulsedαbeams (2007)
  • 著者名/発表者名: H.Makii, Y.Nagai, K.Mishima, M.Segawa, T.Shima, H.Ueda, M.Igashira
  • 学会等名: 10th.International Symposium on Origin of Matter and Evolution of the Galaxies(OMEG07)
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-12-05
• [学会発表] E1 and E2 cross sections of the ^<12>C(α,γ)^<16>O reaction at E_cm〜1.4MeV using pulsed α beams (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Makii, et. al
  • 学会等名: 10th International Symposium on Origin of Matter and Evolution of Galaxies
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-12-05
• [学会発表] 原子力機構における代理反応測定計画 (2007)
  • 著者名/発表者名: 牧井宏之
  • 学会等名: 2007年度核データ研究会
  • 発表場所: 東海
  • 年月日: 2007-11-30
• [学会発表] 原子力機構における代理反応測定計画 (2007)
  • 著者名/発表者名: 牧井 宏之
  • 学会等名: 2007年度核データ研究会
  • 発表場所: テクノ交流館リコッティ(東海村)
  • 年月日: 2007-11-30