大強度ミュオンビ-ムによるミュオン核融合(μcf)の研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02044035
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 永嶺 謙忠 東京大学, 理学部, 教授 (50010947)
• 研究分担者: MALTRUD H.P. ロスアラモス国立研究所, 研究員 ; POUTISSEU J. トライアムフ研究所, 教授 ; JONES S.E. ブリガムヤング大学, 教授 ; DAVIES J. バーミンガム大学, 教授 ; WILLIAMS G. ラザフォード研究所, 研究員 ; 松崎 禎市郎 理化学研究所, 金属物理, 研究員 (10134842) ; 三宅 康博 東京大学, 理学部, 助手 (80209882) ; 上村 正康 九州大学, 理学部, 助教授 (10037210) ; 岩崎 雅彦 東京大学, 理学部, 助手 (60183745) ; 鳥養 映子 山梨大学, 工学部, 助教授 (20188832) ; 西山 樟生 東京大学, 理学部, 助手 (50164611) ; 坂元 眞一 東京大学, 理学部, 助手 (50215646) ; 石田 勝彦 理化学研究所, 金属物理, 研究員 (70176189)
• キーワード: ミュオン / 核融合 / 移行反応 / ミュオン原子 / ミュオン分子 / 超電導機器

研究概要

今年度のミュオン触媒核融合実験は、カナダのトライアムフ研究所において、当東京大学グル-プが設置した超伝導ミュオンチャネルを用いて、7月と1月とに分けて行われた。今回の実験は、ミュオン分子の中で核融合が起こると、その分子を形作っている負ミュンオン(μ^ー)が、約10keVのエネルギ-で放出されることに着目して計画されたもので、当グル-プの独創的な研究プロジェクトである。実験には、中間子センタ-で開発された、軸収束型分光器と水素や重水素の薄膜を作るための極低温発生クライオスタットとを使用している。7月には主としてデ-タ取得のための回路・コンピュ-タ系の整備及び、主検出器であるMCP(多重チャネルプレ-ト)への放射線バックグラウンドの除去とに主力を置いた。それらの準備を経て、1月に全装置を使いフル稼働させた本格的デ-タ取得を行った。ここではH_2(D_2)薄膜に入射されたミュオンが(dμ)原子をつくり、さらに次のD層で(ddμ)分子形成によるミュオン核融合を起こす。現在デ-タ解析中である(永嶺、石田、坂元、岩崎)。
来年度にラザフォ-ド・アップルトン研究所(RAL)において実施を予定しているレ-ザ-を用いたミュオン核融合実験のための予備的な準備研究を、インペリアルカレッジの研究者と共に、RALにおいて行った。この実験が成功すると、長年の謎であった、ミュオン分子の共鳴・生成に関する直接的な知見となる(三宅)。
理論研究では、原子衝突を解析する非断熱チャネル結合コ-ドを差分法によって解くコ-ドに改良し、(dμ)_<1s>+t→(tμ)_<1s>+dなどの各種のミュオン移行反応率を精密計算した。特に入射エネルギ-値を100eVまでに拡張した結果、H_2+D_2+T_2三重混合内においてλdtが2ケタ速くなるという最近の理論予想が確認された(上村)。

研究成果

• [文献書誌] K.Nagamine: "X-Ray Spectroscopy of Exotic Atoms" AIP Conference Proceedings 215 on X-Ray and Inner-Shell Processes eds.T.A.Carlson,M.O.Krause and S.T.Manson. 524 (1990)
• [文献書誌] 永嶺 謙忠: "1990年ミュオン触媒核融合(μCF)国際会議" 日本原子力学会誌. 32. 1095 (1990)
• [文献書誌] Y.Watanabe S.Sakamoto K.Ishida T.Matsuzaki P.Strasser et al.: "New insights in muon transfer reaction of (dμ)+ He" Nuon Catlyzed Fusion. 5/6. 93-100 (1990 1991)
• [文献書誌] K.Nagamine P.Strasser K.Ishida: "Proporsal for slow μ production via muon catalyzed fusion" Muon Catalyzed Fusion. 5/6. 371-376 (1990 1991)
• [文献書誌] K.Ishida T.Matsuzaki K.Naganime: "Large solid angle superconducting coil and solenoid muon channel for future μCF experiment" Muon Catalyzed Fusion. 5/6. 467-474 (1990 1991)
• [文献書誌] M.R.Harston I.Shimamura M.Kamimura: "Energy shift in the 〔(dtμ)・d〕 molecular due to the finite size of the muonic moleculer ion(dtμ)" Physical Review A. 45. 94-100 (1992)