ｒ－過程元素組成比における第3ピーク滞留核近傍核のベータ崩壊様式研究

• 研究課題/領域番号: 26247044
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 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: 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 鄭 淳讃 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 客員教授 (00262105)
• 研究分担者: 平山 賀一 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 研究機関講師 (30391733) ; 宮武 宇也 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (50190799) ; 石山 博恒 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 研究機関講師 (50321534) ; 渡邉 裕 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 研究機関講師 (50353363)
• 研究協力者: 和田 道治 ; 園田 哲 ; 木村 創大 ; 向井 もも ; Kim Y. H. ; Huyse M. ; Kudryavtsev Yu. ; Duppen P. Van
• 研究期間 (年度): 2014-06-27 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 41,340千円 (直接経費: 31,800千円、間接経費: 9,540千円); 2016年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2015年度: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2014年度: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
• キーワード: 国際情報交換 / ベルギー / 元素合成 / アルゴンガスセル / レーザー共鳴イオン化

研究成果の概要

重元素を合成する速い中性子捕獲過程の起源天体の環境解明を目指し、中性子数N=126近傍核のベータ崩壊核分光実験を行った。そのために三つの開発を行った。(1)ドーナツ型ガスセルを開発し、反応生成物の収量を10倍増やすことに成功。(2)新たに色素レーザーを導入し、重元素のレーザー共鳴イオン化様式探索に成功。(3)希少短寿命核の寿命測定のため、高効率・低バックグラウンドガス検出器を開発。その結果、短寿命核199,201Pt、196,197,198,201Ir, 196Osの寿命測定に成功した。更にレーザー共鳴イオン化核分光法で、核磁気モーメントと荷電半径の変化量の導出に成功した。

研究成果

• [国際共同研究] Institute for basic science/Seoul National University(韓国)
• [国際共同研究] GANIL(France)
• [国際共同研究] KU Leuven(Belgium)
• [国際共同研究] Katholieke Universiteit Leuven(ベルギー)
• [国際共同研究] Institute for Basic Science/Seoul National University(韓国)
• [国際共同研究] GANIL/Institut de Physique Nucleaire (IPN)(フランス)
• [国際共同研究] Universita di Torino/Laboratori Nazionali di Legnaro(イタリア)
• [雑誌論文] Nuclear spectroscopy of r-process nuclei around N=126 using KISS (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Hirayama, Y. X. Watanabe, H. Miyatake, P. Schury, M. Wada, M. Oyaizu, Y. Kakiguchi, M. Mukai, S. Kimura, M. Ahmed, S. C. Jeong, J. Y. Moon, J. H. Park
  • 雑誌名: IL NUOVO CIMENTO 巻: 39
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] On-line experimental results of an argon gas cell-based laser ion source (KEK Isotope Separation System) (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Hirayama, Y.X. Watanabe, N. Imai, H. Ishiyama, S.C. Jeong, H.S. Jung, H. Miyatake, M. Oyaizu, S. Kimura, M. Mukai, Y.H. Kim, T. Sonoda, M. Wada, M. Huyse, Yu. Kudryavtsev, P. Van Duppen
  • 雑誌名: Nucl. Instrum. Methods B 巻: 376 ページ: 52-56
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2016.03.031
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Search for efficient laser resonance ionization schemes of tantalum using a newly developed time-of-flight mass-spectrometer in KISS (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Mukai, Y. Hirayama, H. Ishiyama, H.S. Jung, H. Miyatake, M. Oyaizu, Y.X. Watanabe, S. Kimura, A. Ozawa, S.C. Jeong, T. Sonoda
  • 雑誌名: Nucl. Instrum. Methods B 巻: 376 ページ: 73-76
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2016.02.017
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development of the detector system for image-decay spectroscopy at the KEK Isotope Separation System (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Kimura, H. Ishiyama, H. Miyatake, Y. Hirayama, Y.X. Watanabe, H.S. Jung, M. Oyaizu, M. Mukai, S.C. Jeong, A. Ozawa
  • 雑誌名: Nucl. Instrum. Methods B 巻: 376 ページ: 338-340
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2016.01.041
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Beta-decay spectroscopy of r-process nuclei around N = 126 (2016)
  • 著者名/発表者名: HIrayama, Y., Miyatake, H., Watanabe, Y.X., Imai, N., Ishiyama, H., Jeong, S.C., Jung, H.S., Oyaizu, M., Mukai, M., Kimura, S., Sonoda, T., Wada, M., Kim, Y.H., Huyse, M., Kudryavtsev, Yu., Van Duppen, P.
  • 雑誌名: European Physical Journal 巻: 109 ページ: 08001-08001
  • DOI: 10.1051/epjconf/201610908001
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Laser ion source for multi-nucleon transfer reaction products (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirayama, Y., Watanabe, Y.X., Imai, N., (...), Kudryavtsev, Yu., Van Duppen, P.
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms 巻: 353 ページ: 4-15
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2015.04.001
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Pathway for the production of neutron-rich isotopes around the N=126 shell closure (2015)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, Y.X.,Kim, Y.H., Jeong, S.C., Hirayama, Y., Imai, N., Ishiyama, H., Jung, H.S., Miyatake, H., Choi, S., Song, J.S., Clement, E., De France, G., Navin, A., Rejmund, M., Schmitt, C., Pollarolo, G., Corradi, L., Fioretto, E., Montanari, D., Niikura, Mi, Suzuki, D., Nishibata, H., Takatsu, J.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 115 号: 17 ページ: 172503-172503
  • DOI: 10.1103/physrevlett.115.172503
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Production of radioactive nuclei relevant to r-process by multinucleon transfer reactions for KISS (2017)
  • 著者名/発表者名: Y.X. Watanabe
  • 学会等名: 「第9回停止・低速RIビームを用いた核分光研究会」&「2017超重元素の科学研究会」合同研究会
  • 発表場所: 原子力機構・先端基礎研究センター(茨城県、東海村)
  • 年月日: 2017-03-05
• [学会発表] Present status of KISS (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Hirayama
  • 学会等名: 「第9回停止・低速RIビームを用いた核分光研究会」&「2017超重元素の科学研究会」合同研究会
  • 発表場所: 原子力機構・先端基礎研究センター(茨城県、東海村)
  • 年月日: 2017-03-05
• [学会発表] Development of low-background gas-counter for the beta spectroscopy at KISS (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Mukai
  • 学会等名: 「第9回停止・低速RIビームを用いた核分光研究会」&「2017超重元素の科学研究会」合同研究会
  • 発表場所: 原子力機構・先端基礎研究センター(茨城県、東海村)
  • 年月日: 2017-03-05
• [学会発表] KISS, SLOWRI施設での低エネルギー核分光研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮武 宇也
  • 学会等名: 短寿命RIを用いた核分光と核物性研究III
  • 発表場所: 大阪. 京大原子炉(大阪府、熊取町)
  • 年月日: 2016-12-20
• [学会発表] Production of N = 126 nuclei and beyond using multinucleon transfer reactions (2016)
  • 著者名/発表者名: Y.X. Watanabe
  • 学会等名: First Tsukuba-CCS-RIKEN joint workshop on microscopic theories of nuclear structure and dynamics
  • 発表場所: 理化学研究所(埼玉県、和光市)
  • 年月日: 2016-12-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Production of N = 126 nuclei and beyond using deep inelastic transfer reactions (2016)
  • 著者名/発表者名: Y.X. Watanabe
  • 学会等名: Sixth International conference on Fission and Properties of Neutron-rich Nuclei
  • 発表場所: Sanibel, Florida(USA)
  • 年月日: 2016-11-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Recent spectroscopic activities using multi-nucleon transfer reaction products at KISS (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Hirayama
  • 学会等名: the La3net laser ion source and RESIST 2016 Workshop
  • 発表場所: Paris(France)
  • 年月日: 2016-10-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Spectroscopy of multi-nucleon transfer reaction products using KISS (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Hirayama
  • 学会等名: The RIBF Users Meeting 2016
  • 発表場所: 理化学研究所(埼玉県、和光市)
  • 年月日: 2016-09-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] KISS status (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Hirayama
  • 学会等名: 2016 SSRI-PNS collaboration meeting
  • 発表場所: 理化学研究所(埼玉県、和光市)
  • 年月日: 2016-09-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Nuclear spectroscopy of r-process nuclei around N=126 using KISS (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Hirayama
  • 学会等名: The Second Sicily-East Asia Workshop on Low Energy Nuclear Physics(SEA2016)
  • 発表場所: 理化学研究所(埼玉県、和光市)
  • 年月日: 2016-06-26
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Production of radioactive nuclei relevant to r-process by multinucleon transfer reaction for KISS (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Watanabe
  • 学会等名: 14th International symposium on Nuclei in the Cosmos XIV
  • 発表場所: Toki Messe(新潟県、新潟市)
  • 年月日: 2016-06-19
  • 国際学会
• [学会発表] Spectroscopy of multi-nucleon transfer reaction products using KISS (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Hirayama
  • 学会等名: The 12th International Conference on Stopping and Manipulation of Ions and related topics (SMI-2016)
  • 発表場所: Lanzhou(China)
  • 年月日: 2016-06-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Experimental study of multinucleon transfer reactions of 136Xe + 198Pt for KISS project (2016)
  • 著者名/発表者名: Y.X. Watanabe
  • 学会等名: Korean Physical Society 2016 Spring Meeting
  • 発表場所: Daejeon Convention Center(Daejeon, Korea)
  • 年月日: 2016-04-20
  • 招待講演
• [学会発表] Experimental study of multinucleon transfer reactions of 136Xe + 198Pt for KISS project (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 裕
  • 学会等名: The 9th Japan-China Joint Nuclear Physics Symposium (JCNP2015)
  • 発表場所: 大阪大学吹田キャンパス(大阪府吹田市)
  • 年月日: 2015-11-07
• [学会発表] KISSを用いた核分光実験 (2015)
  • 著者名/発表者名: 平山 賀一
  • 学会等名: 短寿命RIを用いた核分光と核物性研究II
  • 発表場所: 京都大学原子炉実験所(大阪府熊取町)
  • 年月日: 2015-11-04
• [学会発表] 多核子移行反応によるN=126中性子過剰核の生成に関する実験的研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 裕
  • 学会等名: 日本物理学会2015年秋季大会
  • 発表場所: 大阪市立大学杉本キャンパス(大阪府大阪市)
  • 年月日: 2015-09-25
• [学会発表] Beta-decay spectroscopy of r-process nuclei around N = 126 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮武 宇也
  • 学会等名: OMEG2015, The 12th International Symposium on Origin of Matter and Evolution of Galaxies
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2015-06-24
  • 国際学会
• [学会発表] On-line experimental results of an argon gas cell-based laser ion source (KEK Isotope Separation System) (2015)
  • 著者名/発表者名: 平山 賀一
  • 学会等名: International Conference on Electromagnetic Isotope Separators and Related Topics (EMIS2015)
  • 発表場所: Grand Rapids, Michigan, in the United States
  • 年月日: 2015-05-11
  • 国際学会
• [学会発表] Search for efficient laser resonance ionization schemes of tantalum using a newly developed time-of-flight mass-spectrometer in KISS (2015)
  • 著者名/発表者名: 向井 もも
  • 学会等名: International Conference on Electromagnetic Isotope Separators and Related Topics (EMIS2015)
  • 発表場所: Grand Rapids, Michigan, in the United States
  • 年月日: 2015-05-11
  • 国際学会
• [学会発表] Development of the detector system for image-decay spectroscopy at the KEK Isotope Separation System (2015)
  • 著者名/発表者名: 木村 創大
  • 学会等名: International Conference on Electromagnetic Isotope Separators and Related Topics (EMIS2015)
  • 発表場所: Grand Rapids, Michigan, in the United States
  • 年月日: 2015-05-11
  • 国際学会
• [学会発表] Measurements of multi-nucleon transfer reactions of 136Xe + 198Pt for production of exotic nuclei (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 裕
  • 学会等名: International Conference on Electromagnetic Isotope Separators and Related Topics (EMIS2015)
  • 発表場所: Grand Rapids, Michigan, in the United States
  • 年月日: 2015-05-11
  • 国際学会
• [学会発表] On-line experimental results of argon gas cell based laser ion source (KEK Isotope Separation System) (2015)
  • 著者名/発表者名: 平山 賀一
  • 学会等名: EMIS2015
  • 発表場所: Grand Rapids, Michigan, US
  • 年月日: 2015-05-10 – 2015-05-15
• [学会発表] Measurements of multinucleon transfer reactions of 136Xe + 198Pt for production of exotic nuclei (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 裕
  • 学会等名: EMIS2015
  • 発表場所: Grand Rapids, Michigan, US
  • 年月日: 2015-05-10 – 2015-05-15
• [学会発表] Search for efficient laser resonance ionization schemes for Ta and W using a new reference-cell in KISS (2015)
  • 著者名/発表者名: 向井 もも
  • 学会等名: EMIS2015
  • 発表場所: Grand Rapids, Michigan, US
  • 年月日: 2015-05-10 – 2015-05-15
• [学会発表] Development of the detector system for β-decay spectroscopy at the KEK isotope separation system (2015)
  • 著者名/発表者名: 木村 創大
  • 学会等名: EMIS2015
  • 発表場所: Grand Rapids, Michigan, US
  • 年月日: 2015-05-10 – 2015-05-15
• [学会発表] KISS to explore neutron-rich nuclei around the last r-process bottleneck (2014)
  • 著者名/発表者名: 平山 賀一
  • 学会等名: Recent progress on r-process and nucleosynthesis
  • 発表場所: 理化学研究所
  • 年月日: 2014-11-25
  • 招待講演
• [備考] KEK 和光原子核科学センター(Wako Nuclear Science Center)
  • URL: http://research.kek.jp/group/wnsc/
• [備考] KEK 短寿命核グループのホームページ
  • URL: http://research.kek.jp/group/kekrnb/