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2020 年度 実績報告書

極端環境下における元素合成過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H05604
研究機関大阪大学

研究代表者

川畑 貴裕  大阪大学, 理学研究科, 教授 (80359645)

研究分担者 久保野 茂  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 客員主管研究員 (20126048)
伊藤 正俊  東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 教授 (30400435)
松田 洋平  甲南大学, 理工学部, 准教授 (50569043)
秋宗 秀俊  甲南大学, 理工学部, 教授 (60319829)
研究期間 (年度) 2019-06-26 – 2024-03-31
キーワードトリプルアルファ反応 / 元素合成 / アクティブ標的
研究実績の概要

高密度環境下におけるトリプルアルファ反応率を決定するために、MAIKoアクティブ標的の大型化を実施した。30 cm × 30 cm × 30 cm の有感領域を持つ時間射影型位置検出器のドリフトケージを設計・製作するとともに、これを収める大型真空槽を整備した。そして、アルファ線源を用いた基礎性能試験を実施した。
また、大面積シリコン半導体検出器アレイを完成させた。全140chの波形を取得できるデータ収集系を構築するとともに、神戸大学海事科学部タンデム加速器施設および日本原子力研究開発機構タンデム加速器施設において性能評価試験を行い、概ね期待通りのエネルギー分解能と粒子識別能を実現していることを確認した。
東北大学サイクロトロン・ラジオアイソトープセンターでは、可変エネルギー単色中性子源の開発を行った。中性子の生成断面積およびバックグラウンドについての基礎データを得るとともに、生成標的厚を増加させて、さらなる高輝度化・高S/N化を図るために、冷却水素標的の開発に着手した。

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

2019年度に、アクティブ標的開発の専門的知識を有する研究協力者の雇用が遅れたため、MAIKoアクティブ標的の大型化計画の開始が遅延した。これに伴って、計画全体の進捗が当初の予定に比べてやや遅延しているが、開発に着手して以降は、概ね順調に進捗している。

今後の研究の推進方策

当初の予定からは遅延したものの、現在は、アクティブ標的開発の専門的知識を有する研究協力者を迎え入れてMAIKoアクティブ標的の大型化を完了させ、アルファ線源による基礎性能評価を実施している。期待通りの基礎性能を確認した後に、大阪大学工学部中性子工学実験施設において中性子ビームを用いた高密度環境下におけるトリプルアルファ反応率測定の技術実証を行う。
また、高温度環境下におけるトリプルアルファ反応率を測定するための新しい実験の検討を行う。従来の固体水素標的に変えて、冷却ヘリウム標的、ないしは、重陽子標的の可能性を検討する。現実的な実験条件を考慮したシミュレーション計算を行い、最適な実験セットアップを決定する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] ブリュッセル自由大学(ベルギー)

    • 国名
      ベルギー
    • 外国機関名
      ブリュッセル自由大学
  • [雑誌論文] 宇宙における元素合成とトリプル・アルファ反応2020

    • 著者名/発表者名
      川畑貴裕
    • 雑誌名

      生産と技術

      巻: 72 ページ: 52--56

    • オープンアクセス
  • [学会発表] Triple alpha reaction rate under extreme conditions2021

    • 著者名/発表者名
      T. Kawabata
    • 学会等名
      the 8th Asia-Pacific Conference on Few-Body Problems in Physics (APFB2020)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] GAGGシンチレータの波形解析による粒子識別法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      辻聖也
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
  • [学会発表] 高密度環境下におけるトリプルアルファ反応率決定のための12C(n,n')12C(02+)の散乱断面積の測定2021

    • 著者名/発表者名
      氷見香奈子
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
  • [学会発表] Si検出器を用いた低エネルギー荷電粒子の波形弁別2021

    • 著者名/発表者名
      坂梨公亮
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
  • [学会発表] 中性子によるトリプルアルファ反応の増幅率決定に向けた10MeV単色中性子源の開発2020

    • 著者名/発表者名
      黒澤駿斗
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
  • [学会発表] Si検出器を用いた低エネルギー荷電粒子の波形弁別2020

    • 著者名/発表者名
      坂梨公亮
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会

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公開日: 2022-12-28  

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