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2016 年度 実施状況報告書

新元素の発見に向けたイオン蓄積リング法の基礎開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K13799
研究機関埼玉大学

研究代表者

山口 貴之  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10375595)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード実験核物理 / ショットキーピックアップ / イオン蓄積リング
研究実績の概要

理研の線形加速器の強大なビームと気体充填型反跳分離装置GARISを用いた10年以上にもおよぶ長期実験において、原子番号(Z = 113)が合成され、新元素ニホニウムが命名されるに至った。本研究は、次世代の新元素の識別方法として、蓄積リングに新元素を蓄積し、ショットキーピックアップ法によって新元素を1個から確実に識別する方法を提案する。蓄積リングに新元素を蓄積できれば、たとえ短寿命アルファ崩壊しても、アルファ粒子と娘核をそれぞれ識別し、親核を一義的に同定することができる。ショットキーピックアップは1粒子に感度をもち、周回粒子の質量電荷比に比例する周回周波数を与える。したがって、バックグラウンドフリーで1粒子から粒子識別が可能となる。本研究は、この新しい方法を実現に近づけるために、まずショットキーピックアップのフィージビリティスタディを行うことを目的としている。
本年度はまずショットキーピックアップに用いる共鳴空洞の3次元電磁場シミュレーションを始めた。すでに理研の蓄積リング、稀少RIリングに置いて共鳴型ショットキーピックアップの開発経験があるため、この装置の問題点を洗い出した。さらに、この共鳴型ショットキーピックアップはドイツGSI研究所に置いて開発されたため、渡独し、ショットキーピックアップについて議論を行った。特にGSIで開発中の横方向ショットキー(transverse Schottky)の議論は有意義であった。これらの情報をもとにH29年度前半にはプロトタイプの設計を終え、年度内に製作に取りかかりたい。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本年度は電磁場シミュレーションに専念して、新しい共鳴ショットキーピックアップの設計値を得ることを目標としていた。しかしながら、最終値を得るに至っていない。一方で、理研RIビームファクトリーの蓄積リング、稀少RIリングにおいて実験を行った。実験の結果、良い知見が得られたが、ショットキーピックアップの設計を大幅な変更に変更する可能性が出てきた。

今後の研究の推進方策

平成29年度はまずショットキーピックアップの設計に専念し、プロトタイプの製作の発注までを目標とする。また、ドイツGSI研究所において新型の位置感度のあるショットキーピックアップを開発しているという情報を得ているので、こちらの研究に活かすべく共同研究を提案する。

次年度使用額が生じた理由

研究に必要な3次元電磁場シミュレーションソフトウェアを別予算にて賄うことができ、ソフトウェアの契約料がなくなったため。

次年度使用額の使用計画

剰余金はH29年度の予算と合算して、共鳴ショットキーピックアップのプロトタイプ製作費に当てる。しかしながら当初の申請額からかなり減額されているため、仕様次第ではH30年度予算との合算も検討している。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 7件、 査読あり 8件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Application of isochronous mass spectrometry for the study of angular momentum population in projectile fragmentation reactions2017

    • 著者名/発表者名
      X. L. Tu, A. Kelic-Heil, Yu. A. Litvinov, Zs. Podolyak, Y. H. Zhang, W. J. Huang, H. S. Xu, K. Blaum, F. Bosch, R. J. Chen, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. C

      巻: 95 ページ: 014610/1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.95.014610

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High-precision QEC values of super allowed 0+ -> 0+ b-emitters 46Cr, 50Fe, and 54Ni2017

    • 著者名/発表者名
      P. Zhang, X. Xu, P. Shuai, R.J. Chen, X.L. Yan, Y.H. Zhang, M. Wang, Yu.A. Litvinov, K. Blaum, H.S. Xu, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Lett. B

      巻: 767 ページ: 20-24

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2017.01.039

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Study of the Reaction 48Ca + 248Cm → 296Lv* at RIKEN-GARIS2017

    • 著者名/発表者名
      D. Kaji, K. Morita, K. Morimoto, H. Haba, M. Asai, K. Fujita, Z. Gan, H. Geissel, H. Hasebe, S. Hofmann, et al.
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn

      巻: 86 ページ: 034201/1-7

    • DOI

      10.7566/JPSJ.86.034201

    • 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. Knoebel, M. Diwisch, F. Bosch, D. Boutin, L. Chen, C. Dimopoulou, A. Dolinskii, B. Franczak, B. Franzke, H. Geissel, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Lett. B

      巻: 754 ページ: 288-293

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2016.01.039

    • 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. Knoebel, M. Diwisch, H. Geissel, Yu. A. Litvinov, Z. Patyk, W. R. Plass, C. Scheidenberger, B. Sun, H. Weick, F. Bosch, et al.
    • 雑誌名

      Eur. Phys. J. A

      巻: 52 ページ: 138-148

    • DOI

      10.1140/epja/i2016-16138-6

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] First measurement of isoscalar giant resonances in a stored-beam experiment2016

    • 著者名/発表者名
      J.C. Zamora, T. Aumann, S. Bagchi, S. Boenig, M. Csatlos, I. Dillmann, C. Dimopoulou, P. Egelhof, V. Eremin, T. Furuno, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Lett. B

      巻: 763 ページ: 16-19

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2016.10.015

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] dentification of the lowest T=2, Jpi =0 + isobaric analog state in 52Co and its impact on the understanding of b-decay properties of 52Ni2016

    • 著者名/発表者名
      X. Xu, P. Zhang, P. Shuai, R. J. Chen, X. L. Yan, Y. H. Zhang, M. Wang, Yu. A. Litvinov, H. S. Xu, T. Bao, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 117 ページ: 182503/1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.117.182503

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] R&D status of pulse shape analysis for short-lived decay of superheavy elements in GARIS-II2016

    • 著者名/発表者名
      S. Yamaki, K. Morimoto, D. Kaji, Y. Wakabayashi, M. Takeyama, K. Tanaka, T. Tanaka, H. Baba, T. Yamaguchi, T. Suzuki, K. Morita,
    • 雑誌名

      Physical Sciences and Technology

      巻: 3 ページ: 12-16

    • 査読あり
  • [学会発表] Rare-RI Ring at RIKEN present status2017

    • 著者名/発表者名
      T. Yamaguchi
    • 学会等名
      NUSTAR annual meeting 2017
    • 発表場所
      GSI(ドイツ連邦共和国・ダルムシュタット)
    • 年月日
      2017-02-27 – 2017-03-03
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] RI beam experiments with storage rings -present and future-2016

    • 著者名/発表者名
      T. Yamaguchi
    • 学会等名
      藤原セミナー
    • 発表場所
      下田東急ホテル(静岡県・下田市)
    • 年月日
      2016-07-06 – 2016-07-08
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] R&D status on pulse shape analysis for short-lived decay of superheavy elements in GARIS-II2016

    • 著者名/発表者名
      S. Yamaki
    • 学会等名
      III International workshop Nuclear physics and astrophysics
    • 発表場所
      AL-FARABI KAZAKH NATIONAL UNIVERSITY(カザフスタン共和国・アルマトイ)
    • 年月日
      2016-04-14 – 2016-04-16
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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