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2020 年度 実績報告書

重元素合成過程はどのように終焉するのか? ー遅発核分裂測定器による開拓研究ー

研究課題

研究課題/領域番号 18H03711
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

宮武 宇也  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (50190799)

研究分担者 平山 賀一  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 研究機関講師 (30391733)
SCHURY P.H  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教 (30462724)
渡邉 裕  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (50353363)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードGAGG検出器 / 精密質量測定 / 早い中性子捕獲過程 / 超微細構造測定
研究実績の概要

先方研究機関での機器更新作業などのため、輸入の遅れたGAGGヘッドアンプ読み出し用GRIFFIN moduleを使ってデータ収集系を構築できた。152Eu, 90Srなどのγ-線、β-線校正線源を用いて、エネルギースペクトルを取得し、全系の性能の健全性を確認した。今後懸案となる電子線に対するエネルギー応答や光電ピーク検出効率などの基礎データを取得した上で、並行して整備を進めている崩壊分光ステーションの終了を待って、実験用の機器に組み込む予定である。
他方整備が終了し実験に用いられるようになったKISS-MRTOFによる194,196Osのレーザー分光実験は、ソウル大大学院生の博士論文となるとともに、査読付き論文として出版できた。他方で、187Taの崩壊分光実験においても、曖昧性なく放射性同位元素を同定するうえで大いに役立った。
上記経験を踏まえて、今後MRTOFによる同位体元素同定と崩壊分光を同時に行うための測定ステーションを新たに設置するとともに、従来のβ-, γ-崩壊分光システムをレール上に配置して、MRTOFと独立に、あるいはMRTOF下流で配置できるように、KISSビームラインの改造を行った。
上記の通り、本研究課題の最終目標である中性子過剰なアクチナイド領域における核分裂障壁測定に向けたGAGG検出器の整備、MRTOFによる質量測定系の整備は、ほぼ完了した。今後KISSにおいて、ウランやキュリウム標的を用いた多核子移行反応を可能とするために、核燃料物質取扱いに関する環境整備を図るとともに、回転ウラン標的の準備などを進めて、1、2年のうちに実験を実施できるであろう。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

備考

元素選択型質量分離装置KISSや多重反射型飛行時間測定式質量分析器MRTOFの説明および、本研究内容も含めて、これらの実験装置による基礎科学の研究課題の解説、これまでに得られた成果、論文リストなどが紹介されている。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 6件、 査読あり 7件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Institute for Basic Science/Seoul National University(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      Institute for Basic Science/Seoul National University
  • [国際共同研究] Beihan University/Institute of Modern Physics(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Beihan University/Institute of Modern Physics
  • [国際共同研究] Surrey University/Brighton University(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Surrey University/Brighton University
  • [国際共同研究] Argonne Nat. Lab.(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Argonne Nat. Lab.
  • [国際共同研究] GSI(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      GSI
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      1
  • [雑誌論文] Three-dimensional tracking multi-segmented proportional gas counter for β-decay spectroscopy of unstable nuclei2021

    • 著者名/発表者名
      Mukai, M. et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 997 ページ: 165152

    • DOI

      10.1016/j.nima.2021.165152

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] KISS Project2021

    • 著者名/発表者名
      Miyatake, H.
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 2319 ページ: 080006

    • DOI

      10.1063/5.0036990

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nuclear spectroscopy of r-process nuclei using KEK Isotope Separation System2020

    • 著者名/発表者名
      Hirayama, Y.
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 1643 ページ: 012138

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1643/1/012138

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Properties of Ta 187 Revealed through Isomeric Decay2020

    • 著者名/発表者名
      Walker, P.M. et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letter

      巻: 125 ページ: 192505

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.125.192505

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] In-gas-cell laser ionization spectroscopy of Os 194,196 isotopes by using a multireflection time-of-flight mass spectrograph2020

    • 著者名/発表者名
      Choi, H. et al.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 102 ページ: 034309

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.102.034309

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Deexcitation γ -ray transitions from the long-lived Iπ=13/2+ metastable state in Os 1952020

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, X.Y. et al.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 101 ページ: 041305

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.101.041305

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nuclear spectroscopy of r-process nuclei using KEK Isotope Separation System2020

    • 著者名/発表者名
      Hirayama, Y. et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms

      巻: 463 ページ: 425 - 430

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2019.04.035

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 非軸対称変形核192Reの基底状態からのベータ崩壊2020

    • 著者名/発表者名
      渡邉 寛
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年度 秋季大会
  • [学会発表] MRTOF+α-TOFを用いた短寿命α崩壊核種の質量-崩壊特性測定2020

    • 著者名/発表者名
      庭瀬暁隆
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年度 第75回年次大会
  • [備考] 高エネルギー加速器研究機構素粒子原子核研究所和光原子核科学センター

    • URL

      https://research.kek.jp/group/wnsc/

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公開日: 2021-12-27  

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