中性子による天体核物理研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08102004
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 永井 泰樹 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (80028240)
• 研究分担者: 嶋 達志 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (10222035)
• キーワード: 天体核物理研究 / keV中性子捕獲反応 / 始源的元素合成 / 重元素合成 / 中性子毒 / レーザー逆コンプトンガンマ線 / 非共鳴直接捕獲過程 / 核破砕反応

研究概要

(A) 装置
◆気体標的液化装置の性能試験:世界初の(n,γ)実験用装置で〜μbの断面積測定が可能である事を立証。
◆^<12>C(α,γ)^<16>O反応実験測定系:高強度Heパルスビーム,高感度NaI(TI)検出器系を完成しその優れた性能を立証。
◆レーザー逆コンプトンγ線による^<16>O(γ,α)^<12>C実験用検出器の製作と性能試験を遂行。
(B) 研究成果
◆^6Li,^7LiのkeV中性子捕獲反応断面積を^8B太陽ニュートリノ反応との関連で測定。^6Liは初めての測定で従来の予想値を覆す結果を得た。この結果はその後の熱中性子による我々の測定結果により支持された。
◆^<12>C(n,γ)^<13>C:550keVの実験を成功させ重元素合成で^<12>Cが中性子毒として作用するか否かについて又keV中性子捕獲機構解明に極めて重要な貢献をした。
◆^<16>O(n,γ)^<17>O:^<16>O中性子毒として重元素合成に重要な影響を持つ事を指摘。又100-550keV中性子捕獲実験を成功させ、3/2-共鳴状態との干渉効果を観測しkeV中性子捕獲が非共鳴直接捕獲過程で起こっている事を明確に指摘。
◆^<18>O(n,γ)^<19>O:初めての即発γ線観測により(n,γ)反応に束縛状態との干渉効果が存在する事を示唆する結果を得た。

研究成果

• [文献書誌] T.Kii,T.SHima,H.Sato,T.Baba,and Y.Nagai: "Cross section of the ^<14>N(n,p)^<14>C reaction from 10 to 90 keV by a gas scntillation drift chamber" submitted to Phys.Rev. C. 252-256 (1999)
• [文献書誌] T.Shima and Y.Nagai: "Development of a photomultiplier tube with quantum efficiency" Nucl.Instr.Meth. (in press). (1999)
• [文献書誌] S.Naito,A.Tomyo,T.Shima,T.Kii,T.Baba,T.Takahashi.and Y.Nagai: "KENS keV neutron flux for nuclear astrophysics" Nucl.Instr.Meth. (in press). (1999)
• [文献書誌] T.Ohsaki.Y.Nagai.M.Igashira,T.Shima,T.S.Suzuki,T.Kikuchi,T.Kobayashi,T.Takaoka,M.Kinoshita,and Y.Nobuhara: "A NaI (T1) spectrometer system for keV neutron radiative capture reactions" Nucl.Instr.Meth.(in press). (1999)
• [文献書誌] Y.Nagai,T.Kobayashi,T.Kikuchi,F.Okazaki,K.Takaoka,S.Naito,A.Tomyo,T.Shima.M.Igaashira.and S.Ishikawa.: "Nuclear and nuclear astrophysical interest in D(n,γ)^3H reaction" Nucl.Instr.Meth.A402. 408c-411c (1998)
• [文献書誌] T.Kikuchi,Y.Nagai,T.S.Suzuki,T.Shima,T.Kii,M.Igashira,A.Mengoni,and T.Otsuka.: "Nonresonant direct p-and d-wave neutron capture by ^<12>C" Phys.Rev.C57. 2724-2730 (1998)
• [文献書誌] T.Shima,Y.Nagai,T.Kii,T.Baba,T.Takahashi and H.Ohgaki: "Precision test of charge symmetry of nuclear force via photonuclear reactions of ^4He"" Nucl.Phys. A629. 475c-478c (1998)
• [文献書誌] Y.Nagai,T.Shima,M.Igashira,T.Ohsaki,T.Kii,T.Baba,Y.Nobuhara,Mkinoshita,and T.Takahashi: "Proc.Int.Workshop on JHF Science,KEK,Tsukuba,Japan" Nuclear astrophysics with keV neutrons, 222 (1998)