| 研究課題/領域番号 |
18K13556
|
|---|
| 研究機関 | 東京大学 |
|---|
研究代表者 |
早川 勢也 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任助教 (00747743)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
|
| キーワード | 原子核物理学実験 / 宇宙核物理学 / 不安定核ビーム / X線バースト / rp過程 / トロイの木馬法 / 冷却期待標的開発 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究で計画している理化学研究所(理研)の加速器施設を用いる実験を遂行するために、理研のProgram Advisory Committee for Nuclear Physicsによる10.5日間の実験の承認が得られた。実験は、理研のAVFサイクロトロンから供給される一次ビームを、RI(放射性同位体)ビーム生成・分離装置であるCRIB(Center-for-Nuclear-Study RI Beam separator)へ入射し、26Siビームを生成して行う。計画している26Si(α,p)反応の直接測定で十分な統計量を得るためには、今までCRIBで経験したよりも大強度の26Siビームが必要で、2020年度は主に大強度化のための一次標的開発を前年度から継続し、2回のテスト実験を行った。1回目は、前年度の気体標的膜材の評価で候補に絞ったモリブデン膜を実際に気体標的に装着し、現状使用しているHAVAR膜よりも3倍程度の強度の一次ビームを入射できることを確認した。2回目は、モリブデン膜の長時間安定性の評価、および気体標的そのものの冷却性能の向上の可能性を探るべく、現状のステンレス部品を一部銅へ変更して効果を評価した。結果としては、モリブデン膜はHAVAR膜のときの3倍程度の強度を保って入射し続けると、30分ほどで微小な穴が空き始めることがわかった。また、銅部品による冷却効果は、2次元伝熱シミュレーションなどで予想していたよりも顕著でないことがわかり、むしろ標的窓膜と標的本体の接触状態や、標的気体自身の流量などがより冷却に寄与する可能性を示した。これらの効果を評価するため、3次元伝熱シミュレーションを導入し、新気体標的の設計を確定し、2021年度中に本実験を遂行できるように計画している。
|
| 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
科研費の使用状況は、当初の計画でまだ遂行できていない部分があるが、提案した実験の承認を得られており、本実験の前段階のテスト実験、標的開発など、着実に研究は前進している。標的開発については、2020年度のテスト実験やシミュレーションの結果を評価し、設計を確定し製造へ進む段階へ近づいている。2021年度前半は理研加速器施設の使用状況の都合により我々のビームタイムは割り当てられなかったが、後半に実験を実行できるよう申請し、有意義に当助成金を使えるよう標的開発や本実験に必要な物品などを見定めていきたい。
|
| 今後の研究の推進方策 |
気体標的開発を2021年度前半に完了させべく、3次元伝熱シミュレーションや製作業者との議論を進める。 26Si(α,p)反応直接測定の本実験を2021年度後半に実行できるよう申請し、実験セットアップの設計等は、それに必要な諸経費を執行していく。新型コロナウイルスの流行状況により海外からの実験参加者を召喚できるか不透明だが、隔離期間を含めた滞在費などの補助を出すことも検討する。本研究の第二弾階に計画している、間接的測定手法のトロイの木馬法による実験の計画は、先んじて行う上記の直接測定の実験結果を受けて、さらに再検討を進める予定である。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
一番大きい予定額を占めていた検出器配置用固定具一式の購入を次年度に見送ったため。ただし、これは2019-2020年のテスト実験の結果を受けて再設計する必要があるためであり、研究上必要でなくなったからではない。2021年度に本実験を計画しており、実験セットアップのための物品の購入・製作に当助成金を使用する予定である。また、新たに開発している気体標的は、テスト実験などを慎重に進めているため製作に入っていないが、テストの結果を踏まえ設計が完了しつつあり、本年度中に製作に進展する予定である。
|
