天体核反応エネルギー領域における^<12>C(α,γ)^<16>O反応のE1/E2分離

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10440077
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 森信 俊平 九州大学, 大学院・数理学研究院, 教授 (50016078)
• 研究分担者: 池田 伸夫 九州大学, 大学院・数理学研究院, 助手 (70193208) ; 杉光 強 九州大学, 大学院・数理学研究院, 助教授 (70037216) ; 相良 建至 九州大学, 大学院・数理学研究院, 助教授 (00128026)
• キーワード: 天体核反応 / He燃焼 / ^<12>C+α / 反跳核質量分析 / γ線角度分布 / 加速器開発

研究概要

平成11年度までに、^<12>C加速ビームを用い、^<12>C+α→^<16>O+γ反応で発生する^<16>Oを検出するために、必要な加速器の改良、測定系の開発を成功裡に行ってきた。平成12年度においては、これらの開発機器の改良、最適化を続けながら、開発結果を組み合わせて研究目的の達成を図った。
1.機器改良、整備
(1)ガス電荷ストリッパー:制御系を改善し、安定稼働状態に入れた。これにより、ビームエミッタンスに2-5倍の改良が見られた。排気系が加速器放電に弱いと云う問題点が残っている。
(2)ビームパルス化:高周波電界によるビームチョッパーを稼働させた。パルス幅5nsを得た。
(3)イオン源開発:^<12>Cビーム10μAの引き出しに成功し、加速器への入射テスト段階に至った。
(4)Heガス標的:反跳核質量分析器にHeガス標的を実装し、液体窒素温度まで冷却して、必要とするHeガス厚を実現した。さらに、冷却方法の改善を進めている。
2.^<16>Oの検出条件の最適化
(2)バックグラウンドの分析と最小化対策:反跳核質量分析器を改造し、バックグラウンドの大幅な低減を実現した。残るバックグランウドの詳細な分析により、これには、ビームが飛行中に残留ガス分子と荷電交換することによるものと、ビーム輸送過程でエネルギー、電荷の異なる不純物の混入によるものがある事を突き止めた。前者については、分析器焦点前に上下偏向電極を挿入して、大部分を除去した。後者にあっては、ビーム輸送系の改良を行い、運転条件の最適化を行った。
(3)総合運転と今後:前項の実験で、測定上の問題点がほぼ全てが明らかとなった。今後、^<16>Oの測定実験を継続し、総合運転により問題解決を図りつつ、早期に研究目的の達成を期している。

研究成果

• [文献書誌] N.Ikeda: "Measurements of Radiative Capture Reaction by Recoil Detection in Inverse Kinematics"Few-Body Systems Suppl.. 12・. 98-101 (2000)
• [文献書誌] N.Ikeda: "Tensor polarization of ^<12>C [2+1] in the ^<16>O (^<13>C, ^<12>C) ^<17>O Reaction at 50 MeV"The European Physsical Journal A. 7・. 491-502 (2000)
• [文献書誌] N.Ikeda: "Role of Multi-Step Processes in ^<16>O (^<11>B, ^<12>C) ^<15>N at 41.25 MeV"The European Physsical Journal A. 9・. 213-220 (2000)
• [文献書誌] K.Turuta: "Preparation for ^4He (^<12>C, ^<16>O) γ Experiment"Kyushu University Tandem Accelerator Report, KUTL-7. 7・. 97-101 (2000)
• [文献書誌] K.Turuta: "Construction of Recoil Mass Separator"Kyushu University Tandem Accelerator Report, KUTL-7. 7・. 102-103 (2000)
• [文献書誌] N.Noda: "Commissioning of Recoil Mass Separator at Kyushu University Tandem Accelerator Laboratory"Kyushu University Tandem Accelerator Report, KUTL-7. 7・. 104-108 (2000)
• [文献書誌] M.Nakamura: "Development of a Blow-in Type Gas Stripper Having a Large Aperture"Kyushu University Tandem Accelerator Report, KUTL-7. 7・. 143-145 (2000)
• [文献書誌] K.Sagara: "Accel-Decel Strong Focus for a Tandem Accelerator"Kyushu University Tandem Accelerator Report, KUTL-7. 7・. 146-145 (2000)
• [文献書誌] T.Sugimitsu: "Development of a Negative-Ion Per Source of the Blake-V Type"Kyushu University Tandem Accelerator Report, KUTL-7. 7・. 155-157 (2000)
• [文献書誌] S.Morinobu: "A Trial to Measure ^<12>C+^4He→^<16>O Reaction Rate of Astrophysical Interest in Kyushu University"Proc.CNS/RIKEN Sympo.on Physics of Low Energy RIB. (in press). (2001)
• [文献書誌] K.Sagara: "Development of Beam, Target and Analyzer for Astro-Nuclear Experiment"筑波大学加速器センター25周年記念シンポジウム報告,. (in press). (2001)