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本研究は、KEK同位体分離装置(KISS)において、ウラン・ビームとウラン標的による多核子移行反応で中性子過剰アクチノイド同位体を生成し、ガスセルで収集、レーザー共鳴イオン化と双極電磁石により単一核種を分離した後、精密質量測定や分光実験を行うこと目的としている。本年度は大型ガスセルを用いてビーム照射実験を実施した。
大型ガスセルは昨年度オフライン試験を行って白金フィラメントから蒸発させた白金原子をレーザー共鳴イオン化法によりイオン化して引き出すことに成功している。本年度はビーム照射による原子核反応で合成した短寿命原子核を大型ガスセルで収集してレーザー共鳴イオン化によりイオンとして引き出す試験を行った。安全のため、ウランビームとウラン標的を使用する前にキセノンビームと天然白金標的を用いてビーム照射実験を行った。キセノンビームと天然白金標的の間の多核子移行反応で合成される白金やイリジウムの放射性同位体を大型ガスセルで収集し、イオンとして引き出して多重反射型飛行時間測定式質量分光器を用いて精密に質量を測定することでそれぞれの同位体を同定した。各同位体の相対的な収量は理論計算の予測とほぼ一致した。アルゴンガスの圧力、ビーム強度、レーザー照射の有無、ビーム照射の有無など、条件を変えて引き出されるイオンの収量の変化を測定し、大型ガスセルの性能評価を行った。従来のアルゴンガスセルに比較して、高いビーム強度まで引き出されるイオンの収量の線形性が保たれる兆候が見られたが、ビーム強度やビーム照射の有無、レーザー照射の有無に対する再現性が乏しく、大型ガスセルの性能の十分な理解には至らなかった。
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