星の中での12C(α,γ)反応測定に向けた高濃縮炭素12標的の開発

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22740181
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 牧井 宏之 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 研究員 (20425573)
• キーワード: 実験核物理 / 恒星内元素合成 / イオン注入 / 高濃縮標的

研究概要

12C(α,γ)反応は恒星内のヘリウム燃焼期後の炭素/酸素比だけでなく、鉄までの中重元素の合成に大きな影響を与えることが知られているが、恒星内での温度に相当するエネルギーでの反応率の不確定性は大きい。従来の研究では実現できていない、恒星内の温度に近い低エネルギー領域での断面積導出を可能にするため、本研究課題では測定に必要な濃縮炭素12標的の製作とビーム照射中の標的原子核数を導出する手法の開発を行う。
標的の製作はECRイオン源・質量分析用偏向電磁石・ビーム収束用レンズ・試料照射用の真空槽から構成される装置を用いて、質量分離した炭素12イオンを金薄膜に打ち込んで行う。本年度は昨年度に引き続き標的に炭素12イオンを照射する真空槽内部の整備を進め、製作した標的内の炭素イオンの深さ分布や総量を推定するのに不可欠な、注入したイオン量を精度良く測定するためのサプレッサ電極付のFaraday CupやFaraday Cupで観測されたイオン電流量を記録するシステムの構築等を行い、標的の製作を継続した。また、短寿命核加速実験装置(TRIAC)からの高強度パルス化Heビームを用いた測定の解析結果を国際シンポジウムにて報告した。
さらに、筑波大学に新たに導入予定のタンデム加速器でのパルス化Heビームを用いた^<12>C(α,γ)^<16>O反応測定の可能性について検討を行い、関係する研究会に参加してその内容を紹介するとともに、関係者と議論を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Tilted-foil technique for producing a spin-polarized radioactive isotope beam (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Hirayama, M. Mihara, Y. X. Watanabe, S. C. Jeong, H. Miyatake, S. Momota, T. Hashimoto, N. Imai, K. Matsuta, H. Ishiyama, S. Ichikawa, T. Ishii, T. Izumikawa, I. Katayama, H. Kawakami, H. Kawamura, I. Nishinaka, K. Nishio, H. Makii, S. Mitsuoka, A. Osa
  • 雑誌名: European Physical Journal A 巻: 48 ページ: 54-1-10
  • DOI: DOI:10.1140/epja/i2012-12054-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-background prebunching system for heavy-ion beams at the Tokai radioactive ion accelerator complex (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Okada, et al
  • 雑誌名: Phys.Rev.Special Topics 巻: 15 ページ: "030101-1"-"030101-10"
  • DOI: 10.1103/PhysRevSTAB.15.030101
  • 査読あり
• [雑誌論文] GEM-MSTPC : An active-target type detector in low-pressure He/Co_2 mixed gas (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Ishiyama, et al
  • 雑誌名: JINST 巻: 7 ページ: "C03036-1"-"C03036-16"
  • DOI: 10.1088/1748-0221/7/3/C03036
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adhesion improvement of HIVIPP ^<12>C targets on Au backings (2011)
  • 著者名/発表者名: I.Sugai, et al
  • 雑誌名: Nucl.Instrum.Meth.Phys.Res.A 巻: 655 ページ: 24-33
  • DOI: 10.1063/1.3670740
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-polarization of radioactive ^<123>Ing.s.by the tilted-foil method (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Hirayama, et al
  • 雑誌名: Eur.Phys.J.A 巻: 47 ページ: "138-1"-"138-5"
  • DOI: 10.1140/epja/i2011-11138-8
  • 査読あり
• [学会発表] ^<12>C(α,γ)^<16>O反応と元素合成:つくばタンデムでの実験可能性について (2012)
  • 著者名/発表者名: 牧井宏之
  • 学会等名: 筑波大学複合タンデム加速器施設の新展開-タンデム加速器更新計画と今後の研究展望-
  • 発表場所: 筑波大学、つくば市(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] Measurement of the ^<12>C(α,γ)^<16>O reaction at TRIAC (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Makii, et al
  • 学会等名: 11th Int.Symp.on Origin of Matter and Evolution of Galaxies
  • 発表場所: 理化学研究所、和光市
  • 年月日: 2011-11-17