大きくスピン偏極した低速不安定核ビームの生成とその応用

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11304014
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 旭 耕一郎 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (80114354)
• 研究分担者: 酒井 健二 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (40272661)
• キーワード: 不安定核ビーム / スピン偏極 / 磁気モーメント / 電気四重極モーメント / 原子ビーム / 入射核破砕反応 / 超微細相互作用 / β-NMR

研究概要

本研究は、大強度重イオンビームを用いて生成される不安定核に大きなスピン偏極を付与する方法を開発し、もって核磁気モーメント・電気四重極モーメント測定を通じた不安定核の構造の系統的研究と、短寿命核をプローブとした物質科学への応用の道をひらくことを目的としている。これを実現するため、核種分離した入射核破砕片を気体中に停止し、ついでこれを中性原子として引き出して原子ビーム法による偏極生成を行なうこととした。本年度は、これに基づき平成12年度までに設計・製作した原子ビーム用ガスチェンバーと噴出ノズルを用いて、不安定核の捕集試験、ノズルからの噴出テスト、および原子ビームのスピン分析系の設計、計算機シミュレーションを進めた。まず不安定核の捕集試験は、理化学研究所の不安定核ビーム分離装置RIPSからの^<17>Nビームを減衰板で23MeV/uに減速してガスチェンバーに入射させ、^<17>Nからのβ線を計数することにより行なった。ノズルによる^<17>Nの噴出はガス噴射の断続によるβ線計数の変化からこれを観測した。これらの実験から、ガスチェンバー内の電場を噴出口に向かって指数関数的に強くすることにより停止核の40%以上をノズル部に収集できること、ノズルからキャリアガスに乗せ、差動廃棄した真空中に引き出せることがわかった。またRbのレーザー光による脱励起発光を用いたLaval型ノズルからのジェット噴射形状の観察および噴射後の原子の速度分布測定の実験に着手し、現在各装置の改良作業中である。これらの結果とスピン分析系の試作機完成を待って、本研究の目指す高偏極・低速不安定核ビームの全体試験を近々行ない、理研の現有加速器で質量数40程度までの不安定核に適用を始める。また、3年後に稼動開始するRIBFでさらに広大な領域の不安定核を対象として核モーメント、β崩壊、β-NMR法を通じた物質科学への応用を展開する予定である。

研究成果

• [文献書誌] K.Asahi, K.Matsuta: "Nuclear electromagnetic moments-β-MMR and its applications"Nucel. Phys. A. 693. 63-76 (2001)
• [文献書誌] H.Sagawa, K.Asahi: "N/Z dependence of core polarization charges and quatrupole moments of B isotopes"Phys. Rev. C. 63. 643101-643109 (2001)
• [文献書誌] K.Asahi: "RIKEN radioactive beam facility and polarized radioactive beams"Prog. Part. Nucl. Phys.. 46. 321-333 (2001)
• [文献書誌] K.Asahi, K.Sakai, H.Ogawa, et al.: "Nuclear moment studies with polarized radioactive nuclear beams"AlP Conference Proceedings. 570. 109-118 (2001)
• [文献書誌] H.Ogawa, K.Skai, H.Ueno, et al.: "Effective charge anomaly in neutron-rich nuclei revealed from spin-polarized RI beam experiments"AIP Conference Proceedings. 570. 679-683 (2001)
• [文献書誌] K.Asahi, H.Ogawa, H.Ueno, et al.: "Nuclear moment studies with polarized radioactive nuclear beams"Hyperfine Int.. (出版予定). (2002)
• [文献書誌] H.Ogawa, K.Asahi, et al.: "Quenching of neutron E2 effective charge in neutron-rich nuclei and the ground state of ^<17>C"European Phys. Journal A. (出版予定). (2002)