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2023 年度 実施状況報告書

原子核スピンの本質に迫るための高感度偏光測定手法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 23K19057
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

都築 豊  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 基礎科学特別研究員 (80982793)

研究期間 (年度) 2023-08-31 – 2025-03-31
キーワードガンマ線 / 偏光 / コンプトン散乱 / 原子核
研究実績の概要

本研究の目的は、原子核がもつ核スピンやパリティといった物理的性質の本質に迫るために、理化学研究所にある国内最大の原子核加速器と、世界屈指の偏光測定感度を持つコンプトン偏光計とを組み合わせることにより、希少原子核に対する高感度・高精度ガンマ線偏光測定手法を確立することである。
原理実証の一環として、テルル化カドミウム (CdTe) を用いた高感度コンプトン偏光計を使用した原子核脱励起ガンマ線の偏光測定実験が計画された。 実験は理化学研究所 (埼玉県和光市) のペレトロン陽子加速器を用いて計画され、加速した陽子によって鉄-56原子核を励起し、脱励起に伴って生じる0.85メガ電子ボルトのガンマ線の偏光度を測定することとした。 実験自体は昨年度遂行され、今年度はコンプトン偏光計による実験データの解析および論文化、並びに応用的な研究に取り組んだ。
その結果、(1) コンプトン偏光計を用いて原子核からのガンマ線の偏光度を高精度で測定可能であることが明らかとなった。さらに、(2) コンプトン偏光計の高い位置分解能を生かし、ガンマ線放出点の位置を高精度で特定可能な解析手法の開発につなげることができた。 これらの成果は、今後予定されるところの、高速で飛翔する短寿命希少原子核からの放射解析に向かう重要な一歩であると位置付けられる。
なお、(1) の成果は論文化され、Scientific Reports誌に掲載されたほか、各機関からプレスリリースを発表した。 (2) の成果は目下研究中であり、近く発表予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

研究代表者に心身の不調があったため、研究の進捗に遅れが出ている。

今後の研究の推進方策

これからの研究に関して重要な点は、コンプトン偏光計の位置分解能を最大限に引き出すデータ解析手法やアルゴリズムの開発であり、来年度に取り組む予定である。

次年度使用額が生じた理由

研究計画の進捗が遅れたため、未使用額が発生した。
来年度に、解析用計算機の使用量や物品購入費用として支出予定である。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2024

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] Demonstration of nuclear gamma-ray polarimetry based on a multi-layer CdTe Compton camera2024

    • 著者名/発表者名
      Go S.、Tsuzuki Y.、Yoneda H.、Ichikawa Y.、Ikeda T.、Imai N.、Imamura K.、Niikura M.、Nishimura D.、Mizuno R.、Takeda S.、Ueno H.、Watanabe S.、Saito T. Y.、Shimoura S.、Sugawara S.、Takamine A.、Takahashi T.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 14 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-024-52692-2

    • 査読あり / オープンアクセス

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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