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2022 年度 実施状況報告書

α非弾性散乱を用いた新しいアプローチによる炭素燃焼過程の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K03859
研究機関北海道大学

研究代表者

木村 真明  北海道大学, 理学研究院, 教授 (50402813)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワード天体核反応 / クラスター / 共鳴
研究実績の概要

【12C+12C核融合反応の研究】様々な密度汎関数法を用いて、12C+12C共鳴のエネルギーと崩壊寿命を計算し、核融合反応率を見積もることで、密度汎関数の不定性が反応率にどの程度伝播するのかを調べた。その結果、(1) 低温での反応率については、密度汎関数への依存性が大きく、依然として不定性が残っていること。(2) 有限レンジ相互作用であるGogny汎関数は大きめの反応率を与える一方、局所密度近似によるSkyrme汎関数はかなり小さな反応率となることを示した。この違いは、相互作用のレンジが異なるため、炭素原子核間の引力の強さが、GognyとSkyrmeで異なっていることに起因すると考えられる。
【核融合反応の微視的模型の開発】(1) 反対称化分子動力学の実時間発展計算を行い、核融合で形成される複合核を記述する波動関数を生成する方法を開発した。(2) 反対称化分子動力学の波動関数から、散乱の境界条件を構成する方法を開発し、(1)で求めた複合核状態を表す波動関数と接続する事に成功した。これにより、多数の核子の組み換えを含む核反応を微視的に扱うことが可能になった。
【中性子ハローを記述する手法の開発】上記の模型の応用として、中性子ハローの記述を行った。反対称化分子動力学の波動関数を用いて、中性子ハローの漸近系を表現する方法を開発した。これを、近距離の波動関数と接続することで、中性子ハローを効率的に記述することが可能になった。この方法を用いて、今後質量数の大きな中性子ハロー核を微視的に研究することが可能となった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初目的とした反応率を求めており、さらに核模型の不定性に由来する、反応率の誤差を見積もることにも成功している。
完全微視的に核融合を記述する模型も開発が完了し、実際の系に適用する段階である。

今後の研究の推進方策

成果発表を予定していた国際研究会が2023年度に延期になっている。それまでに、成果をまとめて、本課題の成果報告とする予定である。そのため、旅費予算の繰り越し申請を行った。

次年度使用額が生じた理由

参加を予定していた国際研究会2件が中止となったため、計画延期を行った。当該研究会は2023年度の開催が決定したため、本研究課題予算を使用して出席し、成果発表を行う。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] 同済大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      同済大学
  • [雑誌論文] Microscopic study of the deformed neutron halo of 31Ne2023

    • 著者名/発表者名
      Takatsu R.、Suzuki Y.、Horiuchi W.、Kimura M.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 107 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.107.024314

    • 査読あり
  • [雑誌論文] alpha formation probability in 10Be and 12Be within a microscopic cluster model2022

    • 著者名/発表者名
      Zhao Qing、Kimura Masaaki、Zhou Bo、Shin Seung-heon
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 106 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.106.054313

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-Neutron Halo Structure and Anti-halo Effect in 31F2022

    • 著者名/発表者名
      Masui Hiroshi、Horiuchi Wataru、Kimura Masaaki
    • 雑誌名

      Few-Body Systems

      巻: 63 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1007/s00601-021-01715-z

    • 査読あり
  • [学会発表] Astrophysical S-factor for 12C+12C fusion reaction from a full-microscopic nuclear model2022

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Kimura
    • 学会等名
      Annual Topical Meeting of IReNA - FA1 Nuclear reaction measurements in Underground Laboratories
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Alpha cluster formation at the surface of stable and unstable nuclei2022

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Kimura
    • 学会等名
      Korean Physical Society Spring meeting 2022
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Monopole transitions as a probe for nuclear shape and clusters2022

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Kimura
    • 学会等名
      Developments of Physics of Unstable Nuclei (YKIS2022b)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Low energy monopole strength: A novel approach to the astrophysical fusion reactions2022

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Kimura
    • 学会等名
      ECT* workshop, Advances On Giant Nuclear Monopole Excitations And Applications To Multi-Messenger Astrophysics
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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