中性子過剰核の寿命の系統的測定とその効率化

• 研究課題/領域番号: 21340065
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 千葉 順成 東京理科大学, 理工学部, 教授 (50126124)
• 研究分担者: 炭竃 聡之 (炭龜 聡之 / 炭竈 聡之) 東京理科大学, 理工学部, 助教 (20392003)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円); 2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2011年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2010年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円); 2009年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
• キーワード: 不安定核 / 加速器実験 / ベータ崩壊 / 寿命測定 / 元素合成 / データ収集 / データ収集効率化 / 理化学研究所 / 放射線医学総合研究所 / Zr-110

研究概要

理化学研究所のRIBF加速器を用いて、質量数A=100-120の核種のβγ分光実験を行った。得られた大きな成果として以下の2つが挙げられる。(1)寿命はこれまでの理論予想よりも2倍程度短いことが分かり、元素合成プロセスの再検討を促している。(2)いくつかの核種で新たにアイソマーを含む励起状態を観測し、原子核の形状や構造に新しい知見をもたらした。また、データ収集システム、特にガンマ線測定のシステムを改善して効率を大幅に向上させることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Development of axial asymmetry in the neutron-rich nucleus 110Mo (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Watanabe, T. Sumikama, J. Chibaet al
  • 雑誌名: Physics Letters 巻: B704 ページ: 270-275
  • 査読あり
• [雑誌論文] tructural Evolution in the Neutron-Rich Nuclei 106Zr and 108Zr (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Sumikama, J. Chibaet al
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 106 ページ: 202501-202501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Beta-Decay Half-Lives of Very Neutron-Rich Kr to Tc Isotopes on the Boundary of the r-Process Path: An Indication of Fast r-Matter Flow (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Nishimura, T.Sumikama, J. Chibaet al
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 106 ページ: 52502-52502
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-lying level structure of the neutron-rich nucleus Nb-109: A possible oblate-shape isomer (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Watanabe, T. Sumikama, J. Chibaet al
  • 雑誌名: Physics Letters 巻: B696 ページ: 186-190
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Evolution in the Neutron-Rich Nuclei ^<106>Zr and ^<108>Zr (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Sumikama, et al
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 106 号: 20 ページ: 2025011-2025014
  • DOI: 10.1103/physrevlett.106.202501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of axial asymmetry in the neutron-rich nucleus ^<110>Mo (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Watanabe, et al
  • 雑誌名: Physics Letters B 巻: 704 号: 4 ページ: 270-275
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2011.09.050
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-lying level structure of the neutron-rich nucleus Nb-109 : A possible oblate-shape isomer (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Watanabe, et al.
  • 雑誌名: Physics Letters B 巻: 696
  • 査読あり
• [雑誌論文] Beta-Decay Half-Lives of Very Neutron-Rich Kr to Tc Isotopes on the Boundary of the r-Process Path : An Indication of Fast r-Matter Flow (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Nishimura, et al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of 45 New Neutron-Rich Isotopes Produced by In-Flight Fission of a U-238 Beam at 345 MeV/nucleon (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ohnishi, T. Sumikama, J. Chibaet al
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 79 ページ: 73201-73201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of 45 New Neutron-Rich Isotopes Produced by In-Flight Fission of a U-238 Beam at 345 MeV/nucleon (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Ohnishi, et al.
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 79 ページ: 73201-73201
  • 査読あり
• [学会発表] HIMAC における30S の超許容フェルミ型ベータ崩壊の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西村太樹
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 東広島市
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] 30S の超許容フェルミ型ベータ崩壊の分岐比測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 朱 易帆
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 東広島市
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] ベータ・ガンマ分光による 30Sの分岐比測定の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 保高寿也
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 東広島市
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] HIMACにおける30Sの超許容フェルミ型ベータ崩壊の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西村太樹、千葉順成、他
  • 学会等名: 日本物理学会 第６８回年次大会
  • 発表場所: 東広島市（広島）
• [学会発表] 30Sの超許容フェルミ型ベータ崩壊の分岐比測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 朱 易帆、千葉順成、他
  • 学会等名: 日本物理学会 第６８回年次大会
  • 発表場所: 東広島市（広島）
• [学会発表] ベータ・ガンマ分光による30Sの分岐比測定の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 保高寿也、千葉順成、他
  • 学会等名: 日本物理学会 第６８回年次大会
  • 発表場所: 東広島市（広島）
• [学会発表] Decay spectroscopy of neutron-rich nuclei in the vicinity of 110Zr at RIBF (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Sumikama
  • 学会等名: Zakopane Conference on Nuclear Physics
  • 発表場所: Zakopane Conference on Nuclear Physics
  • 年月日: 2012-08-27
• [学会発表] 崩壊核分光法による中性子過剰 106,108Zr の核構造研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Sumikamaet al
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院(日本)
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] 崩壊核分光法による中性子過剰106,108Zrの核構造研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Sumikama, et al
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院(日本)(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] Decay spectroscopy of neutron-rich nuclei in the vicinity of 110Zr at RIBF (2012)
  • 著者名/発表者名: SUMIKAMA, Toshiyuki
  • 学会等名: Zakopane Conference on Nuclear Physics
  • 発表場所: ザコパネ（ポーランド）
• [学会発表] A DAQ system with 100MHz time stamp for the ss - r spectroscopy experiments at RIBF Advanced School and Workshop on Nuclear (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshinaga et al
  • 学会等名: Physics Signal Processing2011
  • 発表場所: カナニア(イタリア)
  • 年月日: 2011-11-21
• [学会発表] A DAQ system with 100MHz time stamp for the β-γ spectroscopy experiments at RIBF (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Yoshinaga, et al
  • 学会等名: Advanced School and Workshop on Nuclear Physics Signal Processing2011
  • 発表場所: カナニア(イタリア)
  • 年月日: 2011-11-21
• [学会発表] Search for spin-orbit-force reduction at 106,108Zr around r-process path (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Sumikamaet al
  • 学会等名: Origin of Matter and Evolution of the Galaxies (OMEG11)
  • 発表場所: RIKEN (日本)
  • 年月日: 2011-11-15
• [学会発表] Search for spin-orbit-force reduction at 106, 108Zr around r-process path (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Sumikama, et al
  • 学会等名: Origin of Matter and Evolution of the Galaxies (OMEG11)
  • 発表場所: RIKEN(日本)
  • 年月日: 2011-11-15
• [学会発表] Decay spectroscopy of neutron-rich Zr isotopes at RIBF (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Sumikamaet al
  • 学会等名: Symposium on Frontier of Gamma-ray Spectroscopy (Gamma11)
  • 発表場所: RIKEN (日本)
  • 年月日: 2011-06-30
• [学会発表] Decay spectroscopy of neutron-rich Zr isotopes at RIBF (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Sumikama, et al
  • 学会等名: Symposium on Frontier of Gamma-ray Spectroscopy (Gama11)
  • 発表場所: RIKEN(日本)(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-30
• [学会発表] Beta-gamma spectroscopy of neutron-rich nuclei around 110Zr (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Sumikama et al
  • 学会等名: Advances in Radioactive Isotope Scicence (ARIS)
  • 発表場所: ルーベン(ベルギー)
  • 年月日: 2011-05-29
• [学会発表] Beta-gamma spectroscopy of neutron-rich nuclei around 110Zr (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Sumikama, et al
  • 学会等名: Advances in Radioactive Isotope Scicence (ARIS) 2011
  • 発表場所: ルーベン(ベルギー)
  • 年月日: 2011-05-29
• [学会発表] First decay spectroscopy at RIBF for neutron-rich nuclei in mass A = 110 region (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Sumikama
  • 学会等名: JUSTIPEN - EFES Symposium on "Cutting-Edge Physics of Unstable Nuclei"
  • 発表場所: 会津
  • 年月日: 2010-11-11
• [学会発表] First decay spectroscopy at RIBF for neutron-rich nuclei in mass A～110 region (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Sumikama, K.Yoshinaga, et al.
  • 学会等名: JUSTIPEN-EFES Symposium on "Cutting-Edge Physics of Unstable Nuclei"
  • 発表場所: Aizu, Japan
  • 年月日: 2010-11-11
• [学会発表] ss-r核分光法を用いた質量数 110 近傍の Zr 同位体の構造研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉永健太
  • 学会等名: 日本物理学会 2010 年秋季大会
  • 発表場所: 九州工業大学
  • 年月日: 2010-09-13
• [学会発表] β-γ核分光法を用いた質量数110近傍のZr同位体の構造研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉永健太, 炭竃聡之, 他
  • 学会等名: 日本物理学会 2010年秋季大会
  • 発表場所: 九州工業大学
  • 年月日: 2010-09-13
• [学会発表] ss-r核分光実験における高収集効率 DAQ システムの構築 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉永健太
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-23
• [学会発表] β-γ核分光実験における高収集効率DAQシステムの構築 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉永健太
  • 学会等名: 日本物理学会 第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-23
• [学会発表] 超重元素領域における核種同定のための電離箱の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 住田貴之
  • 学会等名: 日本物理学会 第65回年次大会
  • 発表場所: 吉永健太
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] 超重元素領域における核種同定のための電離箱の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 住田貴之
  • 学会等名: 日本物理学会 第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] Performance test of detection system for beta-gamma spectroscopy at RIBF (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉永健太
  • 学会等名: 3rd Joint Meeting of the APS Division of Nuclear Physics and the Physical Society of Japan
  • 発表場所: ハワイ(米国)
  • 年月日: 2009-10-14
• [学会発表] Performance test of detection system for beta-gamma spectroscopy at RIBF (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉永健太
  • 学会等名: 3rd Joint Meeting of the APS Division of Nuclear Physics and the Physical Society of Japan
  • 発表場所: 米国・ハワイ州
  • 年月日: 2009-10-14
• [学会発表] Energy focusing and RI-beam purification using two energy degraders at fragment separator BigRIPS (2009)
  • 著者名/発表者名: 炭竃聡之
  • 学会等名: 8th International Conference on Radioactive Nuclear Beams (RNB8)
  • 発表場所: ハワイ(米国)
  • 年月日: 2009-05-27
• [学会発表] Energy focusing and RI-beam purification using two energy degraders at fragment separator BigRIPS (2009)
  • 著者名/発表者名: 炭竃聡之
  • 学会等名: 8th International Conference on Radioactive Nuclear Beams(RNB8)
  • 発表場所: 米国・ミシガン州
  • 年月日: 2009-05-27