• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2011 年度 実績報告書

恒星温度での炭素-ヘリウム核融合反応率測定

研究課題

研究課題/領域番号 22740170
研究機関九州大学

研究代表者

藤田 訓裕  九州大学, 大学院・理学研究院, 助教 (60532364)

キーワード天体核物理 / ヘリウム燃焼
研究概要

天体エネルギー近傍での炭素・ヘリウム融合反応12C+4He→160+γの断面積および天体S-factorの測定を九州大学タンデム加速器施設において行った。炭素ビームとヘリウムガス標的を用い、核融合反応で生成した酸素の数を検出器で測定した。去年度で反応エネルギーEcm=1.5MeVでの測定に成功したが、これより低いエネルギーで測定するためにはバックグラウンドを3桁以上減らす装置が必要である。その為、イオンチェンバーを使った放射線検出器を開発した。有感面積が広く、低エネルギーの重イオンを精度良く測定できると言う条件を満たす為、材質の選定や検出器の構造に様々な工夫を行い製作した。
その後、バックグラウンド除去性能の確認のためビームを用いた実験を行った。実験期間は10日でおよそ、30個の160を測定した。バックグラウンドをこれまでの10-16から10-19以下の桁まで除去出来ることが確認された。これにより次年度以降に実施予定のEcm=1.15MeV以下での測定準備が整った。
また、その他の開発については以下の事を行った。
1.加速減速法によるビーム量増大のための準備
Ecm=1.15MeV以下の測定ではビーム量が現在の10倍以上必要になる。その為にはビームの透過効率を上げるために加速減速法という手法を用いることを計画している。それにはタンデム加速器を改造する必要があるが、今年度はその前準備として加速管のアライメントを行った。これによって、加速減速法を使わずに透過効率が最大となるようになった。また、加速減速法を用いた際のビーム軌道のシミュレーションも行い、透過効率を最適化する電場勾配を求めた。
2.ガス循環系の開発
最終目標の0.7MeV実験では約1ヶ月の測定が必要であるが、標的であるヘリウムガスはボンベから供給され、使われた後は真空ポンプで排気され捨てられる。これは非常に不経済であるため、ポンプで排気されたヘリウムを洗浄し、再び標的として用いるガス循環系を製作した。

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

最終目標は天体エネルギー近傍の0.7MeVでの測定であり、現在は1.5MeVまでのエネルギーで測定に成功している。この後、1.15,1.0,0.8MeVで測定を行っていく予定であるが、問題となっていたバックグラウンド除去や標的の厚さについてはこれまでの開発で解決された為、後は計画通りに測定を行っていく。

今後の研究の推進方策

今後はより低いエネルギーで測定を行うため、反応確率が減少する。その為、ビーム量を増大させることが重要である。この為の加速減速法というタンデム加速器の改良方法は既に実証されており、今後はそれの実装を進めていく予定である。
そして、重心エネルギー0.7MeVでの測定に向かって、低いエネルギーでの測定を順番に進めていく。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] 九州大学タンデム加速器の現状2011

    • 著者名/発表者名
      藤田訓裕, 他
    • 雑誌名

      第24回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集

      ページ: 97-100

  • [学会発表] 恒星温度における4He(12C,16O)γ反応の直接測定2012

    • 著者名/発表者名
      藤田 訓裕
    • 学会等名
      日本物理学会春季大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-25
  • [学会発表] Ecm=1.5,1.15MeVでの4He(12C,16O)γ反応断面積測定の現状2011

    • 著者名/発表者名
      藤田訓裕
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      弘前大学
    • 年月日
      2011-09-19
  • [学会発表] 九州大学タンデム加速器の現状2011

    • 著者名/発表者名
      藤田 訓裕
    • 学会等名
      第24回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会
    • 発表場所
      奈良女子大学
    • 年月日
      2011-07-02

URL: 

公開日: 2013-06-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi