| 研究実績の概要 |
ヘリウムから炭素を生成するトリプルアルファ(3α)反応は宇宙での元素合成や天体の進化において重要な役割をしている。3α反応率を決定するパラメータの一つである、炭素12の第2励起状態(ホイル状態)の放射崩壊幅は、現在のところ実験的には±9%程度の精度でしか決定されていない。この放射崩壊幅の実験決定精度を最も支配している測定量はホイル状態の対崩壊分岐比である。本研究では新考案の逆運動学α共鳴非弾性散乱法により、ヘリウムガス標的、対崩壊検出器、および反跳粒子検出器を用いて、対崩壊分岐比を従来より高精度で決定することを目指している。
本年度は、対崩壊検出器の検出効率とバックグラウンドの評価に関するテスト実験を行い、以下の結果を得た。
(1) 42 MeV炭素12ビームによるα(12C,α1)散乱により生成されたγ線を対崩壊検出器により検出した。測定エネルギースペクトルおよび検出効率をシミュレーション・コードにより十分良い精度で再現できた。
(2) 酸素16ビームによるα(16O,α1)およびα(16O,α2)散乱によりそれぞれ生成された、電子・陽電子対およびγ線に対するエネルギースペクトルを測定した。ただし反跳α1およびα2粒子の分離識別ができないため、両反応は混合した状態で観測された。測定スペクトルは、反応混合比を仮定したシミュレーションにより、よく再現することができた。測定は 47 および 49 MeV のビームエネルギーにおいて行われたが、前者の場合は後者に比べ電子・陽電子対イベントの割合が多く、対崩壊測定テストに、より適していることが分かった。
(3) 上記の各測定エネルギースペクトル中に、ガス標的用チタン薄膜とビーム粒子の反応で生成されたγ線によると思われるバックグラウンド成分が確認できた。
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