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新型飛行時間検出器によるNi同位体の質量測定

公募研究

研究領域実験と観測で解き明かす中性子星の核物質
研究課題/領域番号 15H00830
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関筑波大学

研究代表者

小沢 顕  筑波大学, 数理物質系, 教授 (80260214)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2015年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード飛行時間測定 / 質量測定 / 実験核物理 / 飛行時間検出器
研究実績の概要

中性子星合体は、ウランなどの重元素合成過程(R過程)の有力な候補と見なされている。中性子星合体でR過程が達成できるかはその外殻構造にもよる。中性子星の外殻は、中性子過剰核に支配されていると考えられているが、その構造は明らかではない。本研究の目的は、質量が測定されていない中性子過剰核74Niから78NiまでのNi同位体の質量を測定し、中性子星の外殻構造を明らかにすることである。質量測定は、最近、理研RIビームファクトリーに完成した稀少RIリングでの飛行時間測定で行う。本研究の予算では、質量測定の要となる飛行時間測定用検出器の開発を行っている。平成28年度は、以下の開発を行った。1)検出効率向上のために薄膜の前方及び後方に放出する電子に対し、それぞれ最適な電場となるように電極形状を改良した。2)稀少RIリング実験でのビームサイズに対応できるようにφ42mmのMCPを備えた大型機を作成した。1)については、重イオンビームに対して前方検出、後方検出ともに最大99%の検出効率と~40psの時間分解能を得ることができた。2)では、重イオンビームに対して最大99%の検出効率と~60psの時間分解能を得ることができたが、最大で約180 psの時間差の位置依存性が観測された。これは電場と磁場の不均一に起因すると考えている。
今後は、電場と磁場の均一性を向上し、位置依存性を100ps以下にする。薄膜もこれまでのマイラー膜(厚さ2ミクロン)から、さらに薄い炭素薄膜(~100 nm)に交換する。これらが達成できれば、2017年秋にも予定されている稀少RIリングでの74Niの質量測定実験に使用する予定である。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] GSI(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] IMP(中国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Reaching time resolution of less than 10 ps with plastic scintillation detectors2016

    • 著者名/発表者名
      J.W. Zhao, B.H. Sun, I. Tanihata, S. Terashima, L.H. Zhu, A. Enomoto, D. Nagae, T. Nishimura, S. Omika, A. Ozawa, Y. Takeuchi, T. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A

      巻: 823 ページ: 41-46

    • DOI

      10.1016/j.nima.2016.03.106

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] First direct mass measurements of stored neutron-rich 129,130,131Cd isotopes with FRS-ESR2016

    • 著者名/発表者名
      R. Knobel et al.
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 754 ページ: 288-293

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] New results from isochronous mass measurements of neutron-rich uranium fission fragments with the FRS-ESR-facility at GSI2016

    • 著者名/発表者名
      R. Knobel et al.
    • 雑誌名

      Eur. Phys. J. A

      巻: 52 ページ: 138-138

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification of the Lowest T = 2, Jπ = 0+ Isobaric Analog State in 52Co and Its Impact on the Understanding of β-Decay Properties of 52Ni2016

    • 著者名/発表者名
      X. Xu et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 117 ページ: 182503-182503

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spatial distributions of photons in plastic scintillator detected by multi-anode photomultiplier for heavy-ion position determination2015

    • 著者名/発表者名
      S. Omika, T. Yamaguchi, M. Fukuda, A. Kitagawa, S. Matsunaga, D. Nagae, D. Nishimura, T. Nishimura, A. Ozawa, S. Sato, K. Sawahata, T. Suzuki, Y. Takeuchi
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A

      巻: 797 ページ: 247-254

    • DOI

      10.1016/j.nima.2015.06.050

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isochronous field study of the Rare-RI Ring2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Abe, Y. Yamaguchi, M. Wakasugi, T. Uesaka, A. Ozawa, F. Suzaki, D. Nagae, H. Miura, T. Yamaguchi and Y. Yano
    • 雑誌名

      Physica Scripta

      巻: T166 ページ: 014047-014047

    • DOI

      10.1088/0031-8949/2015/t166/014047

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 理研 RI ビームファクトリー稀少 RI リングの建設2015

    • 著者名/発表者名
      山口由高、若杉昌徳、阿部康志、洲嵜ふみ、長江大輔、大甕舜一朗、三浦宙、Naimi SARAH、Ge ZHUANG、山口貴之、小沢顕、上坂友洋、大西純一、菊池崇志、込山美咲、熊谷桂子、徳地明、藤縄雅、眞家武士、山澤秀行、柳澤善行、渡邉裕、矢野安重
    • 雑誌名

      日本加速器学会誌「加速器」

      巻: 12 ページ: 132-141

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of Secondary Electron Time Detector for Ion Beams2016

    • 著者名/発表者名
      S. Suzuki
    • 学会等名
      International Nuclear Physics Conference (INPC2016)
    • 発表場所
      Adelaide Convention Center, Australia
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 質量測定用飛行時間検出器の開発2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木伸司
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Mass measurements with Rare-RI Ring at RIBF2015

    • 著者名/発表者名
      A. Ozawa
    • 学会等名
      2015 SKLTP-BLTP Joint Workshop on Physics of Strong Interaction
    • 発表場所
      Ronghu Lake Hotel, Guilin, China
    • 年月日
      2015-10-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] RIビーム飛行時間検出器の開発2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木伸司
    • 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(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Present status of Rare-RI Ring project at RIBF2015

    • 著者名/発表者名
      小沢顕
    • 学会等名
      「実験と観測で解き明かす中性子星の核物質」第4回研究会
    • 発表場所
      湘南国際村センター(神奈川県葉山町)
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Day-one experiment with R32015

    • 著者名/発表者名
      A. Ozawa
    • 学会等名
      OEDO-SHARAQ International Collaboration Workshop
    • 発表場所
      東大CNS実験準備棟(埼玉県和光市)
    • 年月日
      2015-09-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] RIビーム飛行時間検出器の開発2015

    • 著者名/発表者名
      小沢顕
    • 学会等名
      H26年度HIMAC共同利用研究成果発表会
    • 発表場所
      ホテルポートプラザちば(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2015-04-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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