| 研究課題/領域番号 |
21K03607
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 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 |
廣瀬 健太郎 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, 研究副主幹 (20436083)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2023年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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| キーワード | 多核子移行反応 / 角運動量移行 / 核分裂 / 多核子移行 / 角運動量 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
入射核から標的核に陽子や中性子が移動するような原子核反応を核子移行反応という。この反応は一度の実験で、多種類の原子核を広い領域にわたって合成することができるため、超重元素合成の新たな方法として期待されている。しかしながら反応メカニズムは理解されていない。本研究では、合成核が核分裂するような反応系を選び、その核分裂片角度分布が角運動量に依存することを利用して、多核子移行反応において重要な物理量である合成核の角運動量を実験的に導出する手法を確立することを目的とする。
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| 研究実績の概要 |
本年度は、昨年度に行った18O+237Np反応における核分裂データの解析に引き続き、18O+232Th反応における核分裂データの解析を行った。このデータは過去に測定されたものである。本来、本申請研究では多核子移行反応が起こりやすいと考えられているgrazing角付近での散乱粒子測定を計画していたが、そのためには高い入射エネルギーが必要であった。しかしながら、原子力機構タンデム加速器の老朽化によって、この必要な入射エネルギーを得られなくなったため、過去に取得したデータの解析から研究を進めることにした。
昨年度と同様の解析を行った結果、複合核として231-234Th、233-236Paおよび235-238Uの合計12核種についての核分裂角度分布W(θ)を導出した。測定したW(θ)を理論式（J.R.Huizenga et al., Phys. Rev. 177,1826(1969)）でフィッティングすることで移行角運動量の平均値<I>を導出した。入射粒子から標的原子核へ移行した核子の数Δn=-1から6までの範囲において<I>を導出した結果、<I>は～7hbarから～20hbarに単調増加する様子を確認した。上述のフィッティングでは、標的原子核のスピンを無視しているが、237Np(スピン5/2)の場合と232Th(スピン0)の場合で同様の結果が得られたことから、標的核のスピンの影響が大きくないことが明らかになった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
多核子移行反応は散乱粒子がgrazing角付近に散乱される場合に起こりやすいと考えられており、入射エネルギーが低くなるとgrazing角が大きくなる。例えば18O+237Np反応では、入射18Oのエネルギーが162MeVのときにgrazing角は47°である。しかしながら、原子力機構タンデム加速器の老朽化から加速電圧が15メガボルト程度まで低下し、135MeV程度までしかエネルギーが得られなくなった。このときのgrazing角は64°程度である。この実験条件で角度分布を測定するための検出器配置を再考したが、散乱粒子を64°近傍で検出する場合では、散乱粒子検出器が核分裂片の検出を妨害するため、広範囲での核分裂角度分布の測定ができないことがわかった。
このことから、過去に取得した実験データを用いて移行角運動量の導出を行うことにした。18O+232Th反応の測定データの解析から、先述のように、移行角運動量は標的核のスピンにあまり依存しないという特徴を明らかにした。以上のことから、「おおむね順調に進展している」と評価した。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度は過去に取得した実験データの解析を行い、解析コードを構築した。他の標的原子核を用いた実験データを解析することで、多核子移行反応における移行角運動量の系統性を見出す。
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