ウラン核分裂片量子ビームに対する陽子半径の系統的測定

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23600002
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 山口 貴之 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10375595)
• キーワード: 不安定核 / 陽子半径 / 荷電変化反応

研究概要

本研究は、高エネルキー不安定核ビームに対して荷電変化反応断面積を精密測定し、それらの原子核中の陽子分布に対する半径「陽子半径」（荷電半径）を決定することを目的としている。原子核の荷電半径は本来、電子散乱によって正確に測定することができるが、不安定な原子核の場合は適用できない。現在のところ、アイソトープシフトの測定が不安定核の荷電半径決定のための唯一の手段と言えるが、ルミノシティの制限のため極端に不安定な原子核には適用できない。そこで、我々は独自のアイディアにより不安定核ビーム反応（荷電変化反応）を用いて直接陽子半径を決定する方法を開発した。これによりドリップライン近傍の極端に不安定で生成量の少ない原子核に対しても陽子半径を決定することができる。高エネルキー重イオン反応は入射核と標的核の中の核子同士の反応の和で表されるため、荷電変化反応は入射核の陽子と標的核が反応する確率か最も高い。我々はクラウバー理論を改良し、荷電変化反応断面積から陽子半径を得るための定式化を行った。そして荷電半径が既知の軽い核で原理検証実験を行い、数%の精度で荷電変化反応断面積から陽子半径を得ることに成功した（PRC）。この方法を荷電半径未知の炭素同位体に適用し中性子スキン厚を初めて決定することができた（PRL）。さらにこの方法を重い核で一般化するために、56Feや70Geの1次ビームから80種類以上の2次ビーム（ArからGe同位体まで）を生成し、その荷電変化反応断面積を精密測定した。そして荷電半径が既知である核種に対して、荷電半径と荷電変化反応断面積の相関を調べたところ、やはり数％の精度で断面積から半径を導くことができることが分かった。鉄やニッケル同位体の不安定核に対して予備的な陽子半径を得ており、その結果はイタリアで開催された国際会議INPC2013にて口頭発表した。

研究成果

• [雑誌論文] Charge-changing interactions probing point-proton radii of nuclei (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Yamaki, J. Kouno, D. Nishimura, M. Nagashima, M. Takechi, K. Sato, K. Abe, Y. Abe, M. Fukuda, H. Furuki, I. Hachiuma, A. Homma, N. Ichihashi, C. Ichikawa, N. Inaba, T. Ito, K. Iwamoto, T. Izumikawa, Y. Kamisho, N. Kikuchi, S. Kinno, A. Kitagawa, T. Kojima, T. Kuboki, M. Mihara, .S. Miyazawa, S. Momota, Y. Morita, D. Nagae, Y. Nakamura, K. Namihira, R. Nishikiori, I. Nishizuka, T. Niwa, M. Ogura, Y. Ohkuma, T. Ohtsubo, S. Okada, J. Ohno, A. Ozawa, Y. Saito, T. Sakai, S. Sato, D. Sera, F. Suzaki, S. Suzuki, S. Suzuki, T. Suzuki, M. Taguchi, H. Uenishi, M. Wakabayashi, D. Watanabe, M. Yaguchi, S. Yasumoto, and T. Yamaguchi
  • 雑誌名: Eur. Phys. J. 巻: 66 ページ: 03099/1-4
  • DOI: 10.1051/epjconf/20146603099
  • 査読あり
• [雑誌論文] Search for halo nucleus in Mg isotopes through the measurements of reaction cross sections towards the vicinity of neutron drip line (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Takechi, S. Suzuki, D. Nishimura, M. Fukuda, T. Ohtsubo, M. Nagashima, T. Suzuki, T. Yamaguchi, A. Ozawa, 他47名
  • 雑誌名: Eur. Phys. J. 巻: 66 ページ: 02101/1-4
  • DOI: 10.1051/epjconf/20146602101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurements of interaction cross sections for 22-35Na isotopes (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki, M. Takechi, T. Ohtsubo, D. Nishimura, M. Fukuda, T. Kuboki, M. Nagashima, T. Suzuki, T. Yamaguchi, A. Ozawa, H. Ohishi, T. Moriguchi, T. Sumikama, H. Geissel, N. Aoi, Rui-Jiu Chen, De-Qing Fang, N. Fukuda, S. Fukuoka, H. Furuki, 他27名
  • 雑誌名: Eur. Phys. J. (Web of Conferences) 巻: 66 ページ: 03084/1-4
  • DOI: 10.1051/epjconf/20146603084
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inelastic process observed in charge-exchange reactions of 56Fe at 500 MeV/u (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Momota, T. Yamaguchi, T. Suzuki, F. Suzuki, K. Sato, S. Yamaki, J. Kouno, A. Ozawa, R. Nishikiori, D. Nishimura, M. Fukuda, S. Suzuki, M. Nagashima, A. Kitagawa, S. Sato
  • 雑誌名: Eur. Phys. J. (Web of Conferences) 巻: 66 ページ: 03062/1-4
  • DOI: 10.1051/epjconf/20146603062
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutron halo in 14B studied via reaction cross sections (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Fukuda, D. Nishimura, S. Suzuki, M. Tanaka, M. Takechi, K. Iwamoto, S. Wakabayashi, M. Yaguchi, J. Ohno, Y. Morita, Y. Kamisho, M. Mihara, K. Matsuta, M. Nagashima, T. Ohtsubo, T. Izumikawa, T. Ogura, K. Abe, N. Kikukawa, T. Sakai, 他12名
  • 雑誌名: Eur. Phys. J. (Web of Conferences) 巻: 66 ページ: 02037/1-4
  • DOI: 10.1051/epjconf/20146602037
  • 査読あり
• [雑誌論文] Systematic study of individual charge-changing cross sections of intermediate-energy secondary beams (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Yamaki, T. Yamaguchi, J. Kouno, K. Sato, N. Ichihashi, T. Suzuki, 他32名
  • 雑誌名: Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. 巻: B 317 ページ: 774-778
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2013.05.057
  • 査読あり
• [学会発表] 300MeV/uにおける陽子ピックアップ反応の系統的測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 河野準平
  • 学会等名: 日本物理学会2014年年会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20140327-20140330
• [学会発表] 重イオンビーム用多層電極型イオンチェンバーにおけるエネルギー分解能のガス圧力依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松永達
  • 学会等名: 日本物理学会2014年年会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20140327-20140330
• [学会発表] Charge-changing interactions probing point-proton radii of nuclei (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yamaguchi
  • 学会等名: INPC2013 International Nuclear Physics Conference
  • 発表場所: イタリア フィレンツェ
  • 年月日: 20130602-20130607