| 研究課題/領域番号 |
19H01903
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
今井 伸明 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (80373273)
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| 研究分担者 |
大田 晋輔 大阪大学, 核物理研究センター, 准教授 (60548840)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2019年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
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| キーワード | 中性子捕獲反応 / r過程元素合成 / 放射性同位体ビーム / シリコン半導体検出器 / CsI(Tl)荷電粒子検出器 / 不安定核 / 元素合成 / 核構造 / 元素合成起源 / 核反応 / 重元素起源 / 重元素の起源 / 早い元素合成 / 低エネルギー化不安定核ビーム / 一中性子移行反応 / 早い元素合成過程 / 低エネルギー不安定核ビーム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
宇宙での元素の起源解明を目指し、元素合成過程計算において最も不定性が大きい中性子捕獲反応断面積の内、元素合成過程の分岐点に位置する131Inの中性子捕獲反応断面積を測定する。実験手法は、申請者らが長寿命核廃棄物の中性子捕獲断面積測定のために開発した、世界でも独自性があるものである。したがって、本申請で整備する実験のセットアップは、主目的とする宇宙での元素合成過程解明だけでなく、核廃棄物の消滅処理にも役立つ。また、136Xeへの中性子捕獲反応断面積を測定し、二重β崩壊探索稀事象実験のバックグラウンド源を数%の誤差で定量的に評価する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、r過程元素分布で第2ピーク構造をなす質量数130近傍に位置する130Snの中性子捕獲反応率を、新たに開発した間接的決定法を用いて評価することを目指し、理化学研究所RIBF内に設置したOEDO装置で130Sn(d,p)反応を逆運動学で測定した。研究にあたって、重心系のエネルギー分解能を500 keVから150 keVまで改善する反跳粒子検出器を開発し、九州大学のタンデム加速器施設でコミッショニング実験を行った。RIBFでは、核分裂により130Snビームを生成するためビームを識別することが不可欠である。本申請では1MHz近くの重イオンを識別する新たなSR-PPACを開発した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
鉄よりも重い元素の起源天体は現代物理の大きな問題の一つである。r過程と呼ばれる、爆発的燃焼仮定では、中性子過剰な原子核での中性子捕獲反応とβ崩壊でウランを超えた超重元素領域まで元素合成が進むと考えられている。宇宙でのr過程由来元素量は観測で分かっているため、本研究で決定される中性子捕獲反応率を用いて、r過程時の中性子密度や温度の情報を導出し、元素の起源天体の条件により制限をかけることを可能にする。
同手法は、放射性核廃棄物の核変換率の決定にも貢献することができる。
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