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新しい核壊変様式・二陽子放出の機構解明ー二陽子放出核の直接質量測定

研究課題

研究課題/領域番号 20H01910
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
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
研究機関国立研究開発法人理化学研究所 (2023-2024)
東京大学 (2020-2022)

研究代表者

道正 新一郎  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, チームリーダー (80392140)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2020年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
キーワード実験核物理 / 不安定核 / 二陽子放出 / 核質量測定
研究開始時の研究の概要

本研究では、二陽子放出現象の機構解明を目指している。二陽子放出現象は、α、β、γ壊変に続き、2002年に発見された新たな壊変様式である。この現象は非束縛二陽子系のトンネル効果を伴うため、その理解には弱く束縛した二陽子の相関を評価することが不可欠である。原子核質量は核子相関の結合エネルギーを反映するので、二陽子放出核45Fe, 48Niを含めた、まだ質量が測定されていない陽子過剰原子核の質量測定を系統的に行い、その結果から原子核内の二陽子相関の性質を明らかにすることを目指す。

研究成果の概要

本研究は、二陽子放出現象の機構解明をめざし、その検討に本質的なニッケル同位体までの陽子ドリップライン周辺核の質量データを取得することを目的としている。上記の核領域を対象とした質量測定実験を理化学研究所仁科加速器科学研究センター RIBF施設において、BigRIPS-OEDO-SHARAQビームラインを使用して実施した。実験の結果、ドリップライン核であり二陽子放出核でもある45Fe,48Niの質量をはじめて取得できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

原子核の稀少崩壊様式である二陽子放出現象と陽子数・中性子数の変化に伴う原子核構造をつなぐ核質量を系統データとして得られた。不安定原子核の崩壊には、陽子放出、アルファ放出、核分裂など、放出粒子が核内からトンネル効果を介して崩壊するチャンネルがいくつか見られる。本研究研究は、原子核内構造の変化を通して二陽子という非束縛粒子の放出の理解を推進し、新たな原子核描像を生み出すことに繋がってゆく。

報告書

(5件)
  • 2024 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2025 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 13件、 査読あり 17件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 11件、 招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] CENS, IBS(韓国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] CENS, IBS(韓国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] CENS, IBS(韓国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Performance of a precise isochronous magnetic field over a wide momentum range in the Rare-RI Ring2025

    • 著者名/発表者名
      Abe Y.、Yamaguchi Y.、Wakasugi M.、Baba H.、Fujinawa T.、Ge Z.、Goto A.、Michimasa S.、Miura H.、Moriguchi T.、Nagae D.、Naimi S.、Ohnishi J.、Omika S.、Ota S. et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 1072 ページ: 170083-170083

    • DOI

      10.1016/j.nima.2024.170083

    • 関連する報告書
      2023 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] Production Cross-Sections of Residual Nuclides from 93Zr + p at 27 MeV/nucleon2024

    • 著者名/発表者名
      Hwang Jongwon、Chillery Thomas、Dozono Masanori、Imai Nobuaki、Michimasa Shin’ichiro、Sumikama Toshiyuki、Chiga Nobuyuki et al.
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2024 号: 9

    • DOI

      10.1093/ptep/ptae139

    • 関連する報告書
      2023 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] Precise Spectroscopy of the 3n and 3p Systems via the 3H(t,3He)3n and 3He(3He,t)3p Reactions at Intermediate Energies2024

    • 著者名/発表者名
      Miki K.、Kameya K.、Sakai D.、Urayama R.、Imai N.、Ishikawa S.、Michimasa S.、Ota S.、Sasano M.、Takeda H.、Uesaka T.、Haba H.、Hara M.、Hatano Y. et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 133 号: 1 ページ: 014310-014310

    • DOI

      10.1103/physrevlett.133.012501

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Isochronous mass spectrometry at the RIKEN Rare-RI Ring facility2024

    • 著者名/発表者名
      Nagae D.、Omika S.、Abe Y.、Yamaguchi Y.、Suzaki F.、Wakayama K.、Tadano N.、Igosawa R.、Inomata K.、 Arakawa H.、Nishimuro K.、Fujii T.、Michimasa S. et al.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 110 号: 1 ページ: 014310-014310

    • DOI

      10.1103/physrevc.110.014310

    • 関連する報告書
      2023 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] Mass measurements of neutron-rich A~90 nuclei constrain element abundances2024

    • 著者名/発表者名
      Xian W.、Chen S.、Nikas S.、Rosenbusch M.、Wada M.、Ishiyama H.、Hou D.、Iimura S.、Nishimura S.、Schury P.、Takamine A.、Yan S.、et al.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 109 号: 3 ページ: 035804-035804

    • DOI

      10.1103/physrevc.109.035804

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Neutron capture reaction cross-section of 79Se through the 79Se(d,p) reaction in inverse kinematics2024

    • 著者名/発表者名
      Imai, N., et al.
    • 雑誌名

      Phys. Lett. B

      巻: 850 ページ: 138470-138470

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2024.138470

    • 関連する報告書
      2023 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] First direct mass measurement for neutron-rich 112Mo with the new ZD-MRTOF mass spectrograph system2023

    • 著者名/発表者名
      Hou D. S.、Takamine A.、Rosenbusch M.、Xian W. D.、Iimura S.、Chen S. D.、Wada M.、Ishiyama H.、Schury P.、Niu Z. M.、Liang H. Z.、Yan S. X.、Doornenbal P.、Hirayama Y.、Ito Y.、Kimura S.、Kojima T. M.、Korten W.、Lee J.、Liu J. J.、Liu Z.、Michimasa S.、Miyatake H.、Moon J. Y.、Naimi S.、Nishimura S. et al.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 108 号: 5 ページ: 054312-054312

    • DOI

      10.1103/physrevc.108.054312

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of a fast-response Parallel-Plate Avalanche Counter with strip-readout for heavy-ion beams2023

    • 著者名/発表者名
      Hanai Shutaro、Ota Shinsuke、Kojima Reiko、Masuoka Shoichiro、Dozono Masanori、Imai Nobuaki、Michimasa Shin’ichiro、Shimoura Susumu、Zenihiro Juzo、Inaba Kento、Hijikata Yuto、Longhi Ru、Nakajima Ryo
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2023 号: 12 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1093/ptep/ptad140

    • 関連する報告書
      2023 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] Studying the impact of deuteron non-elastic breakup on 93Zr + d reaction cross sections measured at 28 MeV/nucleon2023

    • 著者名/発表者名
      Chillery, Thomas et al.
    • 雑誌名

      Progr. Theor. Exp. Phys.

      巻: 2023_121 号: 12

    • DOI

      10.1093/ptep/ptad139

    • 関連する報告書
      2023 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] Enlarged deformation region in neutron-rich Zr isotopes promoted by the second intruder orbit2023

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi W.、Inakura T.、Michimasa S.、Tanaka M.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 107 号: 4 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1103/physrevc.107.l041304

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study of the N = 32 and N = 34 Shell Gap for Ti and V by the First High-Precision Multireflection Time-of-Flight Mass Measurements at BigRIPS-SLOWRI2023

    • 著者名/発表者名
      Iimura S.、Rosenbusch M.、Takamine A.、Tsunoda Y.、Wada M.、Chen S.、Hou D.S.、Xian W.、Ishiyama H.、Yan S.、Schury P.、Crawford H.、Doornenbal P.、Hirayama Y.、Ito Y.、Kimura S.、Koiwai T.、Kojima T.M.、Koura H.、Lee J.、Liu J.、Michimasa S.、Miyatake H.、Moon J.Y.、Naimi S.、Nishimura S. et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 130 号: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1103/physrevlett.130.012501

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The new MRTOF mass spectrograph following the ZeroDegree spectrometer at RIKEN’s RIBF facility2023

    • 著者名/発表者名
      Rosenbusch M.、Wada M.、Chen S.、Takamine A.、Iimura S.、Hou D.、Xian W.、Yan S.、Schury P.、Hirayama Y.、Ito Y.、Ishiyama H.、Kimura S.、Kojima T.、Lee J.、Liu J.、Michimasa S.、Miyatake H.、Moon J.Y.、Mukai M.、Naimi S.、Nishimura S.、Niwase T.、Sonoda T.、Watanabe Y.X.、Wollnik H.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 1047 ページ: 167824-167824

    • DOI

      10.1016/j.nima.2022.167824

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Large enhancement of total reaction cross sections at the edge of the island of inversion in Ti, Cr, and Fe isotopes2022

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi W.、Inakura T.、Michimasa S.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 105 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1103/physrevc.105.014316

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First Application of Mass Measurements with the Rare-RI Ring Reveals the Solar r-Process Abundance Trend at A=22 and A=1232022

    • 著者名/発表者名
      H. F. Li, S. Naimi et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 128 号: 15 ページ: 152701-1

    • DOI

      10.1103/physrevlett.128.152701

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mapping of a New Deformation Region around 62Ti2020

    • 著者名/発表者名
      S. Michimasa, M. Kobayashi, Y. Kiyokawa et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 125 号: 12 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1103/physrevlett.125.122501

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance of the OEDO beamline2020

    • 著者名/発表者名
      J.W. Hwang, S. Michimasa, K. Yamada et al.
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 1643 号: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1643/1/012035

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental studies of the two-step scheme with an intense radioactive 132Sn beam for next-generation production of very neutron-rich nuclei2020

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki K. Yoshida, S.Michimasa et al.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 102 号: 6 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1103/physrevc.102.064615

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Direct mass measurements of fp-shell nuclei in the vicinity of proton-dripline2025

    • 著者名/発表者名
      花井周太郎、道正新一郎
    • 学会等名
      International symposium - Single-particle and collective motions from nuclear many-body correlation (PCM2025)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mass measurements of fp-shell nulcei in the vicinity of proton-dripline2024

    • 著者名/発表者名
      花井周太郎、道正新一郎
    • 学会等名
      Nuclear Structure2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct mass measurements of exotic nuclei on the boundary of the proton dripline2024

    • 著者名/発表者名
      花井周太郎、道正新一郎
    • 学会等名
      SUNFLOWER and OEDO-SHARAQ Workshop
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Half-life measurement of the 107-keV isomeric state in 45Cr2024

    • 著者名/発表者名
      網谷芽衣、中村佑生、西村太樹、道正新一郎、横山輪
    • 学会等名
      RCNP-CENuM-OMEG-Symposium on Nuclear Structure, Reaction, and Astrophysics:NuSRAP2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gamma-ray measurement for isomeric decays in proton-rich pf-shell nuclei at SHARAQ spectrometer2024

    • 著者名/発表者名
      中村佑生、網谷芽衣、西村太樹、道正新一郎、横山輪
    • 学会等名
      RCNP-CENuM-OMEG-Symposium on Nuclear Structure, Reaction, and Astrophysics:NuSRAP2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] OEDO-SHARAQ system: Its multifaceted performance and recent experimental achievements2023

    • 著者名/発表者名
      道正新一郎
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Advances in Radioactive Isotope Science (ARIS 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Half-life measurement of the 107-keV isomeric state in 45Cr2023

    • 著者名/発表者名
      網谷芽衣、中村佑生、西村太樹、道正新一郎、横山輪
    • 学会等名
      第6回日米物理学会合同核物理分科会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of the isomer tagging system for mass measurements at OEDO-SHARAQ2023

    • 著者名/発表者名
      中村佑生、網谷芽衣、西村太樹、道正新一郎、横山輪
    • 学会等名
      第6回日米物理学会合同核物理分科会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mass measurements of exotic nuclei at OEDO-SHARAQ2023

    • 著者名/発表者名
      道正新一郎
    • 学会等名
      The International Symposium on Nuclear Spectroscopy for Extreme Quantum Systems (NUSPEQ2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] OEDO-SHARAQ system: multifaceted performances in low-energy RI production and high-resolution spectroscopy2022

    • 著者名/発表者名
      道正新一郎
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Electromagnetic Isotope Separators and Related Topics (EMIS XIX)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Direct mass measurements around neutron-rich Ca region at SHARAQ2022

    • 著者名/発表者名
      道正新一郎
    • 学会等名
      Physics of RI: Recent and Perspectives, RIKEN Nishina Center, Japan.
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 中性子過剰62Ti核および近傍核の質量測定2021

    • 著者名/発表者名
      道正新一郎
    • 学会等名
      日本物理学会76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] チタン同位体でおこる新たな安定化現象を発見

    • URL

      https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2020/7035/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 質量から探る原子核の秩序と存在限界

    • URL

      https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/story/newsletter/page/7201/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2026-01-16  

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