| 研究課題/領域番号 |
20K14475
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
吉田 数貴 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究職 (00825937)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | アルファノックアウト反応 / アルファクラスター / クラスターノックアウト反応 / 原子核反応 / ノックアウト反応 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
原子核には、アルファクラスター構造という特異な構造が存在する。たとえば、20Neは10個の陽子と10個の中性子から成るが、これが陽子2個、中性子2個から成るアルファ粒子と、残りの酸素16に空間的に別れ、それぞれがある程度離れて束縛しているような構造である。本研究では原子核に陽子をぶつけてアルファ粒子が叩き出される反応を理論的に研究する。非常に単純化した説明では、このような反応の起きやすさは原子核がどの程度アルファクラスター構造を持っているかで決まる。本研究では理論計算と実験結果と比較からクラスター構造がどの原子核でどの程度成立しているかを網羅的に明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
これまで重点的に行われてきた軽い核でのアルファ粒子形成およびその原子核からのアルファノックアウト反応研究に加え、本研究では重い原子核でのアルファ粒子形成に着目し、ポロニウムのような重く、アルファ崩壊する原子核からのアルファノックアウト反応を理論的に研究し、アルファノックアウト反応断面積とアルファ崩壊課程を決定づける量であるアルファ換算幅との関連を明らかにした。本年度は、アルファノックアウト反応を用いた系統的なアルファ粒子形成の理解に向け、軽い原子核から重い原子核まで、さまざまな原子核からのアルファノックアウト反応を理論的に解析し、ノックアウト反応断面積の系統性を調査した。本成果は J. Phys. Soc. Jpn. 92, 094201 (2023) に学術論文として出版済みである。また、関連する研究として、重陽子を用いたノックアウト反応の理論を発展させた。陽子による重陽子ノックアウト反応では、ポテンシャルによる陽子・重陽子の屈折効果は核内での陽子・重陽子準弾性散乱に大きな影響を与え、陽子による重陽子ノックアウト反応断面積を劇的に変化させることを明らかにした。また、重陽子ノックアウト反応における重陽子の分解・再形成プロセスを適切に取り入れた反応理論を新たに構築した。また、重陽子入射による包括的(残留核の状態をすべて含む)ノックアウト反応についても理論的記述を行い、論文を出版した。本研究の成果物でもある汎用ノックアウト反応計算コードも2023年度中に出版した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
本研究計画の、アルファノックアウト反応によるアルファクラスターの網羅的研究について予想以上の成果が得られた。また、アルファノックアウト反応研究で得られた知見が重陽子ノックアウト反応の記述にも応用されており、それぞれの反応の共通点・相違点等が多く明らかになった。
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| 今後の研究の推進方策 |
近年では、軽い原子核に限らず、中重核や重い原子核でのアルファ粒子形成についても構造理論の観点から研究が活発に進められている。特に、平均場理論ではアルファ粒子形成の議論はこれまであまり行われて来なかったが、ここ数年で錫等の中重核でのアルファ粒子形成を記述する平均場理論も報告されている。また、反対称化分子動力学に基づいた中重核アルファクラスター形成の理論的記述も急速に発達している。今後はこれらの構造理論による予言を用い、アルファノックアウト反応についても予言的研究が期待できる。ONOKOROプロジェクトに代表されるように、クラスターノックアウト反応の実験も現在国内で勢力的に行われており、近い将来に新たな実験データが網羅的に得られると期待される。本研究でも、構造理論・反応理論・実験のすべてを組み合わせた研究を進める。
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