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2007 年度 実績報告書

大質量星の過剰重元素合成と(n,g)反応実験

研究課題

研究課題/領域番号 19540296
研究機関大阪大学

研究代表者

永井 泰樹  大阪大学, 核物理研究センター, 協同研究員 (80028240)

研究分担者 嶋 達志  大阪大学, 核物理研究センター, 助教 (10222035)
大島 真澄  日本原子力研究開発機構, 原子力基礎工学研究部門, 研究主席 (40354815)
原田 秀郎  日本原子力研究開発機構, 原子力基礎工学研究部門, 研究主幹 (80421460)
瀬川 麻里子  日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 博士研究員 (00435603)
梶野 敏貴  東京国立天文台, 理論研究部, 助教授 (20169444)
キーワード金属欠乏星 / r-過程元素合成 / s-過程元素合成 / 中性子捕獲反応 / 恒星内温度 / 宇宙核時計 / 粒子・孔状態 / ベータ崩壊
研究概要

187Re-187Os対は銀河宇宙の歴史を探る上で優れた宇宙核時計の1つと考えられている。Re核が恒星内でr-過程でのみ合成される事、それが423億年の長寿命を有する事、ReとOsが地球科学的性質が似ており恒星内で合成され隕石となって観測されるまでに両者同じ振舞いをする事が大きな特徴である。しかし下記問題点がある。187OsはReの崩壊で生成されるだけではなく、186Os及び187Osの基底状態そして(恒星内で可能な)第一励起状態のs-過程による中性子捕獲反応で生成及び消耗される。そこでこのs-過程による影響を知り187Reのベータ崩壊による成分のみを求め事が重要である。そのため186,187,189Osの3核種について恒星内温度に相当するkeVエネルギーで中性子捕獲反応断面積を,更に187Osは第一励起状態への非弾性散乱断面積を測定した。そして、上記影響を理論計算と合わせて精度良く補正する事ができRe-Os核時計の核物理上の問題点を解決できた。次に金属欠乏星でのs-過程元素合成に重要な影響を与える18Oの熱中性子捕獲反応断面積の測定を行った。その結果、初めてこの反応の部分断面積を求める事に成功すると共に、18O基底状態の2粒子4孔状態(全状態の10%未満の成分)が反応に大きく寄与している事を明らかにすると共に、19Oの閾値近傍の3/2(-)状態が1粒子4孔状態である事を明らかにした。この状態は20年前に1粒子4孔状態と理論的に予言されていたのを初めて証明した。又上記過程は今までに無かった初めての現象であり興味深い発見である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Neutron capture cross sections of 186Os,187Os,and 189Os for the Re-Os chronology2007

    • 著者名/発表者名
      M. Segawa, Y. Nagai, et. al.
    • 雑誌名

      Physical Review C76

      ページ: 022802-1,022802-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neutron-induced reactions using a γ -ray detector in a 12C(α,γ)16O reaction study2007

    • 著者名/発表者名
      H. Makii, Y. Nagai, et. al.
    • 雑誌名

      Physical Review C76

      ページ: 022802-1,022802-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of multiparticle-multihole states in 18,19O in thermal neutron capture of 18O2007

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

      Physical Review C76

      ページ: 051301-1,051301-6

    • 査読あり
  • [学会発表] 超新星爆発に関わる軽核の光核反応2008

    • 著者名/発表者名
      嶋 達志
    • 学会等名
      光隕石ワークショップ
    • 発表場所
      日本原子力研究開発機構光科学研究所(木津)
    • 年月日
      2008-02-21
  • [学会発表] 天体核物理研究で学ぶ核物理2008

    • 著者名/発表者名
      永井泰樹
    • 学会等名
      光隕石ワークショップ
    • 発表場所
      日本原子力研究開発機構光科学研究所(木津)
    • 年月日
      2008-02-21
  • [学会発表] Study of photonuclear reactions relevant for astrophysical nucleosynthesis with NewSubaru Laser-Compton-Scattered Gamma-ray beam2007

    • 著者名/発表者名
      T. Shima, et. al.
    • 学会等名
      第10回国際シンポジウム:物質の起源と銀河の進化
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-12-05
  • [学会発表] E1 and E2 cross sections of the 12C (He, gamma)16O reaction at Ec.m.=1.4 MeV using pulsed He beams2007

    • 著者名/発表者名
      H. Makii, Y. Nagai, et. al.
    • 学会等名
      第10回国際シンポジウム:物質の起源と銀河の進化
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-12-05
  • [学会発表] Neutron capture and inelastic scattering cross sections for 186Os,187Os,and 189Os and the Re-Os chronology2007

    • 著者名/発表者名
      M. Segawa, Y. Nagai, et. al.
    • 学会等名
      第10回国際シンポジウム:物質の起源と銀河の進化
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-12-05
  • [学会発表] Alpha and neutron radiative capture reactions2007

    • 著者名/発表者名
      永井泰樹
    • 学会等名
      日本物理学会秋の分科会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-21
  • [学会発表] Probing nuclear properties by prompt gamma-ray detection2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Nagai, et. al.
    • 学会等名
      第12回国際会議:放射化分析の最新の傾向
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2007-09-18

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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