| 研究課題/領域番号 |
23K22501
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| 補助金の研究課題番号 |
22H01230 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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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 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
福田 光順 大阪大学, スチューデント・ライフサイクルサポートセンター, 教授 (50218939)
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| 研究分担者 |
西村 太樹 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (30612147)
田中 聖臣 九州大学, 基幹教育院, 助教 (70838143)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2024年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2023年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2022年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
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| キーワード | 核半径 / 核物質半径 / アイソマー状態 / 反応断面積 / アイソマー比 / 不安定核 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
原子核の基底状態と大きく違う構造を持つアイソマー状態は、原子核物理学として大いに興味深い研究対象であるだけでなく、いくつかの核種では宇宙物理学 (特に元素合成問題) の観点からもその重要性が指摘されている。そこで本研究では、反応断面積を用いてアイソマー状態の“中性子を含む核半径”を求める測定手法を確立し、特異で興味深いアイソマー状態の核構造を宇宙物理でも重要な核種に対し明らかにする。この目的のために、高分解能粒子識別システムを開発することにより、アイソマーなど短寿命核種に適用できる核半径測定システムを構築する。これにより宇宙における元素合成の問題解明へも大きく貢献できる。
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| 研究実績の概要 |
原子核の基底状態と大きく違う構造を持つアイソマー状態は，原子核物理学として大いに興味深い研究対象であるだけでなく，いくつかの核種では宇宙物理学 ( 特に元素合成問題 ) の観点からもその重要性が指摘されている。本研究では，12Beのアイソマー状態について，中性子ハロー構造を持つ可能性を含めてその核半径・核子密度分布測定からその核構造の解明を目標としている。
本研究の当該年度では，理研RIビームファクトリー加速器の不調により新規開発検出器の性能テストが実行できず，研究計画を練り直したが，2023年度も依然として加速器の不調が続いたため，このテストはさらに延期せざるを得ない状況となった。一方で，量子医科学研究所HIMAC加速器施設における実験計画も，研究所都合でビームタイムが大幅に縮小され，思うように実験が進められない状況に追い込まれていた。それでも，研究計画のうち進められる部分をできるだけ進めるべく，研究計画の随時調整を行いながら，すでにデータを持っている16Nアイソマー状態についての解析を進めた。
そして，2023年度はHIMAC施設において利用可能な僅かなビームタイムを利用して，12Beのアイソマー比測定実験を行うことができた。その結果，以前測定に成功していた18O 1次ビームから生成した12Beのアイソマー比に比べて，十分に大きなアイソマー比を13C 1次ビームからの生成で達成することに成功した。この結果を用いることで，アイソマー状態・基底状態を十分分離して核半径を実験により調べることができることになり，その成果が期待される。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
そもそも，理研RIビームファクトリー加速器施設において，加速器からのビーム取り出し部分に真空漏れが見つかり，かなり大規模な修理工程が組まれたため，予定されていたテスト実験が大幅に遅れた。さらに，同施設の超電導磁石関連の冷凍機故障によりビームタイムが凍結され，研究計画は遅れることとなった。これに加え，利用予定であったもう一方の加速器施設である量子医科学研究所HIMAC加速器施設においても，こちらは研究所都合（電気料金高騰も含む）により大幅にビームタイムが減らされることとなり，計画の遅延を余儀なくされている。
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| 今後の研究の推進方策 |
量子医科学研究所における実験計画は今後大幅に変更せざるを得なくなる可能性があるが，現状では研究所側にビームタイム縮小方針を変更してもらうべく，ワークショップや日本物理学会での特別シンポジウム開催などに参加・発表を行い，状況を見守っている。
関連して，量子医科学研究所でのビームタイムが縮小されつつも継続される場合を想定して，少ないビームタイムで如何に当初計画した研究成果を挙げられるかの実験方法等の見直し・改良を今後進めていく予定である。
一方で，量子医科学研究所HIMAC加速器施設の代替として，理研RIビームファクトリーが利用可能かどうかの検討も進めていく。理研の施設はもともと利用可能な全ビームタイムが少なく，それに対してユーザー数は国外も含めて極めて多いので，実験頻度を上げることが難しい。本研究は，細かい調整や準備研究が重要な役割を占めているが，その意味で全体の実験計画は理研の施設にはフィットし難いテーマとなっている。それを工夫を重ねることで乗り越えられるかの検討が重要である。
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