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2021 年度 実績報告書

新しい核壊変様式・二陽子放出の機構解明ー二陽子放出核の直接質量測定

研究課題

研究課題/領域番号 20H01910
研究機関東京大学

研究代表者

道正 新一郎  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80392140)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード実験核物理 / 不安定核 / 二陽子放出 / 核質量測定
研究実績の概要

本研究は、2002年に発見された新たな核壊変様式である二陽子放出現象の機構解明を目指している。この現象は非束縛二陽子のトンネル効果を伴うため、弱く束縛した二陽子の相関を評価することが不可欠で、その理解には二陽子放出核45Fe, 48Ni等の質量が決定的である。核質量は不安定核ビームラインの飛行時間法を用いて行ない、ビームラインを飛行する粒子の飛行時間と磁気剛性の個別測定が必須な技術となっている。
本研究期間では、本実験的研究で開発した検出器群を完成し、加速器実験の準備、実験データ取得を実施した。本研究で実施する実験向けて、以下の3点を準備した。(1)ビームラインの始点と終点に設置される飛行時間測定用検出器の最適化を行った。高速応答を特徴とするCVDダイヤモンド検出器に加え、高速応答プラスチック検出器をビームラインの終点に設置し、冗長性を持たせた。これにより、時間分解能が向上するとともに、原子番号の識別能力が向上する。(2)ビームライン中間点にストリップ読み出し型平行平板アバランシェ検出器(SR-PPAC)を磁気剛性測定用検出器として設置した。ストリップの個別読み出しによりビーム強度耐性と位置精度向上を図った。(3)アイソマー同定のための最終焦点面検出器群を製作した。質量測定検出器群を通過した稀少短寿命原子核をMPPC読み出しプラスチックシンチレータストッパーに停止させ、二陽子崩壊に起因する陽子放出、またはβ崩壊起因の陽電子放出の測定を試みた。また、アイソマー及びβ崩壊起因の遅延ガンマ線測定のために2台のゲルマニウム検出器もあわせて設置した。
上記の検出器群をもちいて加速器実験を実施、当初予定した陽子ドリップライン近傍の鉄を中心とする原子核領域のデータを得た。

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

検出器の基礎試験から、本計画実験の検出器構成が完成し、加速器ビームラインへの設置、実験でのデータ測定を実施した。

今後の研究の推進方策

研究施設の事情により当初計画から半年ほど遅れて計画実験を実施した。今後は、二陽子放出核の崩壊メカニズム解明に繋がる物理成果にむけて、取得したデータの解析を進める。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] CENS, IBS(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      CENS, IBS
  • [雑誌論文] Large enhancement of total reaction cross sections at the edge of the island of inversion in Ti, Cr, and Fe isotopes2022

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi W.、Inakura T.、Michimasa S.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 105 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.105.014316

    • 査読あり
  • [雑誌論文] First Application of Mass Measurements with the Rare-RI Ring Reveals the Solar r-Process Abundance Trend at A=122 and A=1232022

    • 著者名/発表者名
      Li H.F.、Naimi S.、Michimasa S. et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 128 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.128.152701

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Direct mass measurements around neutron-rich Ca region at SHARAQ2022

    • 著者名/発表者名
      道正新一郎
    • 学会等名
      Physics of RI: Recent and Perspectives, RIKEN Nishina Center, Japan.
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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