中性子過剰Zr同位体の形状とβ崩壊半減期の関係

• 研究課題/領域番号: 26800117
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所 (2015-2016); 東北大学 (2014)
• 研究代表者: 炭竃 聡之 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, チームリーダー (20392003)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: β崩壊 / 重元素合成

研究成果の概要

太陽系の鉄より重い元素の主な起源は、超新星爆発のような大量に中性子が存在する環境下での元素合成とされている。その途中では、短時間で中性子捕獲とβ崩壊による陽子数増加を繰り返しながら非常に中性子が過剰な原子核が作られている。この研究では中性子過剰核のうち陽子数40(Zr)周辺のβ崩壊の直接測定を行いβ崩壊半減期と関連する原子核の変形を調べた。Zr同位体の励起状態の寿命を決定し変形度の導出に成功し、中性子数64で最も多く変形していることが示された。Mo同位体の回転状態を示す励起状態を新たに発見し変形の詳細について情報を得た。

研究成果

• [国際共同研究] University of Brighton/University of Surrey/University of York(英国)
• [国際共同研究] University de Strasbourg/University Grenoble-Alpes/ILL, Grenoble(フランス)
• [国際共同研究] GSI/Technische Universitat Darmstadt/Technische Universitat Muenchen(ドイツ)
• [国際共同研究] Universidad Autonoma de Madrid/Instituto de Estructura de la Materia/University of Valencia(スペイン)
• [国際共同研究] Seoul National University/Chung-Ang University/Hoseo University(韓国)
• [国際共同研究]
• [国際共同研究] University of Brighton/University of Surrey/University of York(英国)
• [国際共同研究] University de Strasbourg/University Grenoble-Alpes/ILL, Grenoble(フランス)
• [国際共同研究] GSI/Technische Universitat Darmstadt/Technische Universi;at Muenchen(ドイツ)
• [国際共同研究] Universidad Autonoma de Madrid/Instituto de Estructura de la Materia/University of Valencia(スペイン)
• [国際共同研究] Seoul National University/Chung-Ang University/Hoseo University(韓国)
• [国際共同研究]
• [雑誌論文] The role of core excitations in the structure and decay of the 16+ spin-gap isomer in 96Cd (2017)
  • 著者名/発表者名: P. Davies, …, S. Nishimura et al.
  • 雑誌名: Physics Letters B 巻: 767 ページ: 474-479
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2017.02.013
  • 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] Type II shell evolution in A=70 isobars from the N >= 40 island of inversion (2017)
  • 著者名/発表者名: A.I. Morales, H. Baba, T. Isobe, et al.
  • 雑誌名: Physics Letters B 巻: 765 ページ: 328-333
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2016.12.025
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] beta-Decay Half-Lives of Neutron-Rich Cs-55 to Ho-67: Experimental Feedback and Evaluation of the r-Process Rare-Earth Peak Formation (2017)
  • 著者名/発表者名: J. Wu, H. Baba, T. Isobe, et al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 118 号: 7 ページ: 072701-072701
  • DOI: 10.1103/physrevlett.118.072701
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] μs isomers of Nd-158,Nd-160 (2016)
  • 著者名/発表者名: E. Ideguchi, H. Baba, T. Isobe, et al.
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 94 号: 6 ページ: 064322-064322
  • DOI: 10.1103/physrevc.94.064322
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] First observation of γ rays emitted from excited states south-east of 132Sn: The π g-9/2 x νf7/2 multiplet of 132In83 (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Jungclaus, ..., S. Nishimura et al.
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 93 号: 4 ページ: 041301-041301
  • DOI: 10.1103/physrevc.93.041301
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] beta decay of semi-magic Cd-130: Revision and extension of the level scheme of In-130 (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Jungclaus, H. Baba, T. Isobe, et al.
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 94 号: 2 ページ: 024303-024303
  • DOI: 10.1103/physrevc.94.024303
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Low-lying excitations in 72Ni (2016)
  • 著者名/発表者名: A.I. Morales, H. Baba, T. Isobe, et al.
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 93 号: 3 ページ: 034328-034328
  • DOI: 10.1103/physrevc.93.034328
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] K-mixing in the doubly mid-shell nuclide Dy-170 and the role of vibrational degeneracy (2016)
  • 著者名/発表者名: P.A. Soderstrom, H. Baba, T. Isobe, et al.
  • 雑誌名: Physics Letters B 巻: 762 ページ: 404-408
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2016.09.058
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Proton-hole and core-excited states in the semi-magic nucleus In-131(82) (2016)
  • 著者名/発表者名: J. Taprogge, H. Baba, T. Isobe, et al.
  • 雑誌名: European Physical Journal A 巻: 52 号: 11 ページ: 347-347
  • DOI: 10.1140/epja/i2016-16347-y
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Long-lived K isomer and enhanced gamma vibration in the neutron-rich nucleus Dy-172: Collectivity beyond double midshell (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Watanabe, H. Baba, T. Isobe, et al.
  • 雑誌名: Physics Letters B 巻: 760 ページ: 641-646
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2016.07.057
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Decay spectroscopy of 160Sm: The lightest four-quasiparticle K isomer (2016)
  • 著者名/発表者名: Z. Patel, Zs. Podolyak, P.M. Walker, P.H. Regan, P.-A. Soderstrom, H. Watanabe, E. Ideguchi, G.S. Simpson, S. Nishimura, F. Browne, P. Doornenbal, G. Lorusso, S. Rice, L. Sinclair, T. Sumikama, J. Wu, Z.Y. Xu, et al.
  • 雑誌名: Physics Letters B 巻: 753 ページ: 182-186
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2015.12.026
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] New isomer found in 140_51Sb89: sphericity and shell evolution between N=82 and N=90 (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Lozeva, H. Naidja, F. Nowacki, J. Dudek, A. Odahara, C.-B. Moon, S. Nishimura, P. Doornenbal, J.-M. Daugas, P.-A. Soderstrom, T. Sumikama, G. Lorusso, J. Wu, Z.Y. Xu, et al.
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 93 号: 1 ページ: 014316-014316
  • DOI: 10.1103/physrevc.93.014316
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Lifetime measurements of the first 2+ states in 104, 106Zr: Evolution of ground-state deformations (2015)
  • 著者名/発表者名: F. Browne, A.M. Bruce, T. Sumikama, I. Nishizuka, S. Nishimura, P. Doornenbal, G. Lorusso, P.-A. Soderstrom, H. Watanabe, R. Daido, Z. Patel, S. Rice, L. Sinclair, J. Wu, Z.Y .Xu, A. Yagi, et al.
  • 雑誌名: Physics Letters B 巻: 750 ページ: 448-452
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2015.09.043
  • 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] β decay of 129Cd and excited states in 129In (2015)
  • 著者名/発表者名: J. Taprogge, A. Jungclaus, H. Grawe, S. Nishimura, P. Doornenbal, G. Lorusso, G.S. Simpson, P.-A. Soderstrom, T. Sumikama, Z.Y. Xu, et al.
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 91 号: 5 ページ: 054324-054324
  • DOI: 10.1103/physrevc.91.054324
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] β-Decay Half-Lives of 110 Neutron-Rich Nuclei across the N=82 Shell Gap: Implications for the Mechanism and Universality of the Astrophysical r Process (2015)
  • 著者名/発表者名: G. Lorusso, S. Nishimura, Z.Y. Xu, A. Jungclaus, Y. Shimizu, G.S. Simpson, P.-A. Soderstrom, H. Watanabe, F. Browne, P. Doornenbal, G. Gey, H.S. Jung, B. Meyer, T. Sumikama, J. Taprogge, Zs. Vajta, J. Wu, et al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 114 号: 19 ページ: 192501-192501
  • DOI: 10.1103/physrevlett.114.192501
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Two-hole structure outside 78Ni: Existence of a μs isomer of 76Co and β decay into 76Ni (2015)
  • 著者名/発表者名: P.-A. Soderstrom, S. Nishimura, Z.Y. Xu, K. Sieja, V. Werner, P. Doornenbal, G. Lorusso, F. Browne, G. Gey, H.S. Jung, T. Sumikama, J. Taprogge, Zs. Vajta, H. Watanabe, J. Wu, et al.
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 92 号: 5 ページ: 051305-051305
  • DOI: 10.1103/physrevc.92.051305
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] New decay scheme of the 136_51Sb85 6- isomer (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Lozeva, A. Odahara, C.-B. Moon, S. Nishimura, P. Doornenbal, H. Naidja, F. Nowacki, P.-A. Soderstrom, T. Sumikama, G. Lorusso, J. Wu, Z.Y. Xu, et al.
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 92 号: 2 ページ: 024304-024304
  • DOI: 10.1103/physrevc.92.024304
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] β-delayed γ-ray spectroscopy of non-yrast states in 138Te near the neutron drip line (2015)
  • 著者名/発表者名: P. Lee, C.-B. Moon, C.S. Lee, A. Odahara, R. Lozeva, A. Yagi, S. Nishimura, P. Doornenbal, G. Lorusso, P.-A. Soderstrom, T. Sumikama, H. Watanabe, et al.
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 92 号: 4 ページ: 044320-044320
  • DOI: 10.1103/physrevc.92.044320
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Decay properties of 68, 69, 70Mn: Probing collectivity up to N = 44 in Fe isotopic chain (2015)
  • 著者名/発表者名: G. Benzoni, A.I. Morales, H. Watanabe, S. Nishimura, L. Coraggio, N. Itaco, A. Gargano, F. Browne, R. Daido, P. Doornenbal, Y. Fang, G. Lorusso, Z. Patel, S. Rice, L. Sinclair, P.-A. Soderstrom, T. Sumikama, J. Wu, Z.Y. Xu, et al.
  • 雑誌名: Physics Letters B 巻: 751 ページ: 107-112
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2015.10.025
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] β-Decay Half-Lives of 76, 77Co, 79, 80Ni and 81Cu Experimental Indication of a Doubly Magic 78Ni (2014)
  • 著者名/発表者名: Z.Y. Xu, S. Nishimura, G. Lorusso, F. Browne, P. Doornenbal, G. Gey, H.-S. Jung, Z. Li, M. Niikura, P.-A. Soderstrom, T. Sumikama, J. Taprogge, Zs. Vajta, H. Watanabe, J. Wu, A. Yagi, K. Yoshinaga, H. Baba, S. Franchoo, H. Nishibata 他
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 113 号: 3 ページ: 032505-032505
  • DOI: 10.1103/physrevlett.113.032505
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Monopole-Driven Shell Evolution below the Doubly Magic Nucleus 132Sn Explored with the Long-Lived Isomer in 126Pd (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Watanabe, G. Lorusso, S. Nishimura, T. Otsuka, K. Ogawa, Z.Y. Xu, T. Sumikama, P.-A. Soderstrom, P. Doornenbal, Z. Li, F. Browne, G. Gey, H.S. Jung, J. Taprogge, Zs. Vajta, J. Wu, A. Yagi, H. Baba, G. Benzoni, H. Nishibata 他
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 113 号: 4 ページ: 042502-042502
  • DOI: 10.1103/physrevlett.113.042502
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of a millisecond isomeric state in 129Cd81 via the detection of internal conversion and Compton electrons (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Taprogge, A. Jungclaus, H. Grawe, S. Nishimura, Z.Y. Xu, P. Doornenbal, G. Lorusso, E. Nacher, G.S. Simpson, P.-A. Soderstrom, T. Sumikama, H. Baba, F. Browne, N. Fukuda, R. Gernhauser, G. Gey, N. Inabe, T. Isobe, H.S. Jung, H. Nishibata 他
  • 雑誌名: Phys. Lett. B 巻: 738 ページ: 223-227
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2014.09.047
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 1p3/2 Proton-Hole State in 132Sn and the Shell Structure Along N= 82 (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Taprogge, A. Jungclaus, H. Grawe, S. Nishimura, P. Doornenbal, G. Lorusso, G.S. Simpson, P.-A. Soderstrom, T. Sumikama, Z.Y. Xu, H. Baba, F. Browne, N. Fukuda, R. Gernhauser, G. Gey, N. Inabe, T. Isobe, H.S. Jung, D. Kameda, H. Nishibata 他
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 112 号: 13 ページ: 132501-132501
  • DOI: 10.1103/physrevlett.112.132501
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Yrast 6+ Seniority Isomers of 136, 138Sn (2014)
  • 著者名/発表者名: G.S. Simpson, G. Gey, A. Jungclaus, J. Taprogge, S. Nishimura, K. Sieja, P. Doornenbal, G. Lorusso, P.-A. Soderstrom, T. Sumikama, Z.Y. Xu, H. Baba, F. Browne, N. Fukuda, N. Inabe, T. Isobe, H.S. Jung, D. Kameda, G.D. Kim, H. Nishibata 他
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 113 号: 13 ページ: 132502-132502
  • DOI: 10.1103/physrevlett.113.132502
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Isomer Decay Spectroscopy of 164Sm and 166Gd: Midshell Collectivity Around N=100 (2014)
  • 著者名/発表者名: Z. Patel, P.-A. Soderstrom, Zs. Podolyak, P.H. Regan, P.M. Walker, H. Watanabe, E. Ideguchi, G.S. Simpson, H.L. Liu, S. Nishimura, Q. Wu, F.R. Xu, F. Browne, P. Doornenbal, G. Lorusso, S. Rice, L. Sinclair, T. Sumikama, J. Wu, H. Nishibata 他
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 113 号: 26 ページ: 262502-262502
  • DOI: 10.1103/physrevlett.113.262502
  • 査読あり
• [学会発表] 中性子過剰Mo同位体の崩壊核分光 (2017)
  • 著者名/発表者名: 炭竃聡之 他
  • 学会等名: 日本物理学会第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] EURICA Experiments at RIKEN: Shape Transitions of Neutron-rich Zr-Mo Isotopes (2016)
  • 著者名/発表者名: Jeongsu Ha, T. Sumikama, et al.
  • 学会等名: KPS 2016 Fall Meeting
  • 発表場所: 韓国 Gwangju
  • 年月日: 2016-10-19
• [学会発表] Isomer search for even-even nuclei in the vicinity of 108Zr (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Sumikama et al.
  • 学会等名: International Nuclear Physics Conference 2016
  • 発表場所: オーストラリア アデレード
  • 年月日: 2016-09-11
  • 国際学会
• [学会発表] Decay Spectroscopy around 110Zr (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Sumikama et al.
  • 学会等名: EURICA Collaboration Meeting
  • 発表場所: 理研和光キャンパス(埼玉県和光市)
  • 年月日: 2016-09-06
  • 国際学会
• [学会発表] Improvement of beta-ion position association in implantation detector WAS3ABI and beta-gamma spectroscopy of neutron-rich Mo isotopes (2016)
  • 著者名/発表者名: Jeongsu Ha et al.
  • 学会等名: EURICA Collaboration Meeting
  • 発表場所: 理研和光キャンパス(埼玉県和光市)
  • 年月日: 2016-09-06
  • 国際学会
• [学会発表] Lifetimes of 2+ states in 104,106Zr measured using EURICA augmented with 18 LaBr3(Ce) detectors (2016)
  • 著者名/発表者名: Alison Bruce et al.
  • 学会等名: EURICA Collaboration Meeting
  • 発表場所: 理研和光キャンパス(埼玉県和光市)
  • 年月日: 2016-09-06
  • 国際学会
• [学会発表] Highlights of decay experiments at RIBF (2016)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Sumikama
  • 学会等名: NUSTAR Annual meeting 2016
  • 発表場所: Darmstadt (Germany)
  • 年月日: 2016-02-26
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Test experiment to produce the slowed-down 82Ge beam with the momentum-compression mode at RIBF (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Sumikama
  • 学会等名: OEDO-SHARAQ International Collaboration Workshop
  • 発表場所: 東京大学和光キャンパス(埼玉県・和光市)
  • 年月日: 2015-09-08
  • 国際学会
• [学会発表] First production test of slowed-down RI beam at RIBF (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Sumikama
  • 学会等名: International Conference on Electromagnetic Isotope Separators and Related Topics (EMIS 2015)
  • 発表場所: Grand Rapids (USA)
  • 年月日: 2015-05-11
  • 国際学会
• [学会発表] β-decay half-lives of neutron-rich nuclei at A~110 on r-process path (2014)
  • 著者名/発表者名: 西塚 一平
  • 学会等名: Fourth Joint Meeting of the Nuclear Physics Divisions of the American Physical Society and The Physical Society of Japan
  • 発表場所: Hilton Waikoloa Village on Hawaii's Big Island
  • 年月日: 2014-10-07 – 2014-10-11
• [学会発表] Beta Decay Half-lives in the A~110 Rregion on R-process Path (2014)
  • 著者名/発表者名: 西塚 一平
  • 学会等名: Advances in Radioactive Isotope Science (ARIS2014)
  • 発表場所: 東京大学（東京）
  • 年月日: 2014-06-01 – 2014-06-06
• [学会発表] Deformation Evolution of Neutron-rich Zr and Mo Isotopes around N=68 (2014)
  • 著者名/発表者名: 炭竃 聡之
  • 学会等名: Advances in Radioactive Isotope Science (ARIS2014)
  • 発表場所: 東京大学（東京）
  • 年月日: 2014-06-01