質量数130-150域における中性子不足核の核融合断面積と元素合成過程

• 研究課題/領域番号: 26800161
• 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: 清水建設株式会社技術研究所
• 研究代表者: 木下 哲一 清水建設株式会社技術研究所, その他部局等, 研究員 (40455324)
• 研究協力者: Paul Michael ヘブライ大学, 教授 ; Wallner Anton オーストラリア国立大学, シニアフェロー ; Rehm Ernst K. アルゴンヌ国立研究所, シニアフェロー
• 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: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: p核 / 同位体組成 / 光学模型 / 準位密度 / 核反応断面積 / 熱核融合反応 / ネットワーク計算 / 天体核物理 / 熱核反応 / 中性子不足核 / プロトン捕獲 / s核 / Sm-144 / Nd-142 / Nd-143 / 極微量放射能測定 / 数値計算

研究成果の概要

中性子不足核（p核）は、数MeV程度の低エネルギーのプロトン捕獲、もしくは中性子やα粒子の放出反応により爆発的環境下で生成する。本研究では、8MeV以下のプロトンと質量数130-150のターゲットの核反応断面積を測定し、実験結果を最もよく再現する準位密度や光学模型に関するモデルの絞り込みを行った。最適な原子核のモデルを用いてネットワーク計算を行うと、130Ba、132Ba、136Ce、138Ce、144Smは、s核へのプロトンの捕獲と核子の放出反応の組み合わせにより天然の存在量がよく説明可能である。しかし、138Laの存在量は説明できず、ニュートリノなど他の反応を考慮しなければならない。

研究成果

• [国際共同研究] Australian National University/ANSTO(オーストラリア)
• [国際共同研究] Berlin Institute of Technology/Senckenberg Collections/Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(ドイツ)
• [国際共同研究] University of Vienna(オーストリア)
• [国際共同研究] Hebrew University of Jerusalem(イスラエル)
• [国際共同研究] オーストラリア国立大学(オーストラリア)
• [国際共同研究] ウイーン大学(オーストリア)
• [国際共同研究] ヘブライ大学(イスラエル)
• [国際共同研究] シェンケンベルク国立博物館ドレスデン/ヘルムホルツ協会/ベルリン工科大学(ドイツ)
• [雑誌論文] The link between the local bubble and radioisotopic signatures on Earth (2017)
  • 著者名/発表者名: Feige, J., Breitschwerdt, D., Wallner, A., Schulreich, M. M., Kinoshita, N., Paul, M., Dettbarn, C., Fifield, L. K., Golser, R., Honda, M., Linnemann, U., Matsuzaki, H., Merchel, S., Rugel, G., Steier, P., Tims, S. G., Winkler, S. R., Yamagata, T.
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 14 ページ: 010304-010304
  • 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] Proton capture cross sections on neutron-magic 144Sm at astrophysically relevant energies (2016)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, N., Hayashi, K., Ueno, S., Yatsu, Y, Yokoyama, A., Takahashi, N.
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 93 号: 2
  • DOI: 10.1103/physrevc.93.025801
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Recent near-Earth supernovae probed by global deposition of interstellar radioactive 60Fe (2016)
  • 著者名/発表者名: Wallner, A., Feige, J., Kinoshita, N., Paul, M., Fifield, L.K., Golser, R., Honda, M., Linnemann, U., Matsuzaki, H., Merchel, S., Rugel, G., Tims, S.G., Steier, P, Yamagata, T., Winkler, S.R.
  • 雑誌名: Nature 巻: 532 号: 7597 ページ: 69-72
  • DOI: 10.1038/nature17196
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] 海底試料中の太陽系外起源Fe-60 (2016)
  • 著者名/発表者名: 木下哲一, A. Wallner, J. Feige , M. Paul, L.K. Fifield, 本多真紀, 松崎浩之, 山形武靖, R. Golser, U. Linnemann, S. Merchel, G. Rugel, S.G. Tims, S. Pavetich, M. Floehlich, P. Steier, S.R. Winkler
  • 学会等名: JAMSシンポジウム
  • 発表場所: 歴史博物館
  • 年月日: 2016-12-17
• [学会発表] Optimization of Hauser-Feshback statistical calculation and evolution of p nuclei with mass numbers of 130-150 in stellar environments (2016)
  • 著者名/発表者名: Norikazu Kinoshita
  • 学会等名: NRC-9
  • 発表場所: フィンランド・ヘルシンキ
  • 年月日: 2016-08-29
  • 国際学会
• [学会発表] The link between the local bubble and radioisotopic signatures on Earth (2016)
  • 著者名/発表者名: 46.Feige, J., Breitschwerdt, D., Wallner, A., Schulreich, M. M., Kinoshita, N., Paul, M., Dettbarn, C., Fifield, L. K., Golser, R., Honda, M., Linnemann, U., Matsuzaki, H., Merchel, S., Rugel, G., Steier, P., Tims, S. G., Winkler, S. R., Yamagata, T.
  • 学会等名: NIC-XIV
  • 発表場所: 新潟市
  • 年月日: 2016-06-20
  • 国際学会
• [学会発表] Search for supernova signature of 60Fe from manganese crust (2015)
  • 著者名/発表者名: Norikazu Kinoshita, Anton Wallner, Stephen Tims, Keith Fifield, Michael Paul, Takeyasu Yamagata, Hiroyuki Matsuzaki
  • 学会等名: The 6th East Asia Accelerator mass Spectrometry Symposium (EA-AMS 6)
  • 発表場所: 国立台湾大学
  • 年月日: 2015-10-05
  • 国際学会
• [学会発表] 核合成に関わる142Nd(p,γ)143Pm反応と143Nd(p,n)143Pm反応の断面積測定―p核144Smの同位体組成解明を目指して― (2015)
  • 著者名/発表者名: 林 和憲、上野慎吾、木下哲一、高橋成人、横山明彦
  • 学会等名: 2015放射化学会年会
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパス
  • 年月日: 2015-09-25
• [学会発表] 60Feを用いた超新星爆発の痕跡の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木下哲一、A. Wallner、S. Tims、K. Fifield、M. Paul、本多真紀、 山形武靖、松崎浩之
  • 学会等名: 2015放射化学会年会
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパス
  • 年月日: 2015-09-25
• [学会発表] プロトン捕獲による質量数130-150のp核存在量の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木下哲一、上野慎吾、林和憲、横山明彦
  • 学会等名: 2014年地球化学会年会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2014-09-16 – 2014-09-18
• [学会発表] 質量数140付近におけるpプロセス解明に向けた素過程の研究① ―147Sm(γ,p)反応と逆過程― (2014)
  • 著者名/発表者名: 木下哲一、関本俊、大槻勤、桝本和義、浜島靖典、横山明彦
  • 学会等名: 2014年日本放射化学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 質量数140付近におけるpプロセス解明に向けた素過程の研究② ―陽子過剰核の(p,γ)反応断面積の測定― (2014)
  • 著者名/発表者名: 林和憲、上野慎吾、木下哲一、高橋成人、横山明彦
  • 学会等名: 2014年日本放射化学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 質量数140付近におけるpプロセス解明に向けた素過程の研究③ ―プロトン捕獲反応による同位体比のモデル計算― (2014)
  • 著者名/発表者名: 上野慎吾、木下哲一、林和憲、横山明彦
  • 学会等名: 2014年日本放射化学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13