| 研究課題/領域番号 |
22K03664
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 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 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
|---|
研究代表者 |
牧井 宏之 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 (20425573)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
|
|---|
| キーワード | 核分裂 / 複合核 / 核異性体 / ガンマ線分光 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
恒星進化の過程で鉄よりも重い元素がどのように生成されるかを理解するため、原子核が中性子を吸収して生成される複合核と呼ばれる状態がどのようにガンマ線を放出して脱励起する（冷える）かを調べる。本研究では複合核に相当する状態を一つの原子核が二つに分かれる、核分裂という現象を用いて生成する。核分裂では様々な中性子過剰な原子核が生成される特徴がある。核分裂でどのような複合核が生成されて、どのようなエネルギー分布でガンマ線が放出されるかを、核分裂片やガンマ線を計測することで詳しく調べ、原子核が中性子を吸収した後にどのように冷えていくかを理解することを目指す。
|
| 研究実績の概要 |
鉄よりも重い元素の中性子捕獲反応率は、星の中での元素合成過程を理解する上で重要な基礎データであるが、特に短寿命の中性子過剰な原子核で直接測定を行うことは現在の技術では不可能である。そのため、理論計算を用いて反応率を求めることになるが、中性子捕獲反応で生成される複合核がガンマ線等を放出して冷える過程（脱励起過程）の計算に不確かさが大きいため、高い精度で反応率を予想することは困難である。本研究では反応率の予測精度を向上するために必要になる複合核の脱励起過程の理解を進めるため、一度に多くの中性子過剰な複合核を生成することができる核分裂に伴って放出されるガンマ線を高精度で観測する手法の確立を目指す。このため、同一の事象で核分裂片（複合核）、複合核から直ちに放出される即発ガンマ線、複合核の脱励起過程で生成される核異性体から遅れて放出される遅発ガンマ線の同時計測を実現させる。
本年度は、前年度に引き続いてガンマ線計測システムの改良をすすめた。核分裂片検出器は一般市場で発電用として流通する単結晶シリコン太陽電池セルを検出器として取扱安い大きさ（～数平方センチメートル）に切断し、信号を取り出すための配線を施し製作し、ほぼ2πの大立体角を覆うように配置した。キュリウム248の自発核分裂からの核分裂片やガンマ線を観測することにより即発ガンマ線測定用のLaBr3(Ce)シンチレーション検出器と遅発ガンマ線測定用のGe検出器の配置を決定した。改良したガンマ線計測システムを用いて自発核分裂からの核分裂片・即発ガンマ線・遅発ガンマ線の同時計測を行うことに成功した。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
キュリウム248標的に陽子ビームを照射し、陽子誘起核分裂反応の測定を行う予定であったが、原子力機構タンデム加速器施設の建屋補修工事やビーム輸送用機器の故障の影響で予定されていた実験を実施することができず、自発核分裂を用いた核分裂片とγ線の同時計測の成功にとどまった。そのため、当初の計画と比較してやや遅れていると評価した。
|
| 今後の研究の推進方策 |
引き続き、自発核分裂からの核分裂片やガンマ線を利用してガンマ線計測システムの改良を進め、陽子誘起核分裂反応の測定を実現する。
|
