オンライン・ガスセルを用いたタングステン不安定核のレーザー核分光

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24540311
• 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: 飯村 秀紀 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門・原子力基礎工学研究センター, 研究主幹 (10343906)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: レーザー分光 / ガスセル / タングステン / 核半径 / 不安定核

研究実績の概要

本研究の目的は、加速器で生成されてターゲットから反跳したタングステン不安定核をガスセル中で捕獲し、それにレーザーを照射してオンラインでレーザー分光する手法を開発することである。タングステン原子の同位体シフトをレーザー分光で測定することにより、タングステン同位体間での核荷電半径の変化量を決定することが出来る。
この手法を開発する上で最も考慮しなくてはならないのは、生成される不安定核が極微量であるので、非常に高い検出感度が必要なことである。検出感度を評価するため、タンデム加速器でタングステン安定同位体のイオンを加速してガスセルに入射し、ガス中で捕獲されたタングステン原子にレーザーを照射して共鳴蛍光を観測した。イオンビームとガスとの衝突で発生するバックグラウンド光を抑制するため、加速器のイオンビームをパルス化する工夫をした。その結果、共鳴蛍光は観測されたが、不安定核の測定には検出感度が不十分であることが判明した。
そこで、それまで準安定状態にあるタングステン原子からレーザー励起していたのを改め、より原子数の多い基底状態から励起することを試みた。基底状態から励起するには短波長のレーザーが必要であるので、それまで使用していた色素レーザーに変えて、青色半導体レーザーを製作した。このレーザーを用いて、レーザーアブレーションで生成したタングステン安定同位体原子を基底状態から励起する試験を行った。その結果、同位体シフトが観測された。今後、加速器でタングステン安定同位体イオンビームを用いて同様の実験を行い、検出感度を評価する。また、レーザーをパルス化して散乱光を抑制することを計画している。

研究成果

• [雑誌論文] Charge radii in macroscopic-microscopic mass models (2015)
  • 著者名/発表者名: Iimura, H., Moller, P., Ichikawa, T., Sagawa, H., Iwamoto, A.
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 6 ページ: 未定
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Laser spectroscopy of the neutron deficient La isotopes (2014)
  • 著者名/発表者名: Iimura, H., Buchinger, F., Crawford, J. E., Gulick, S., Cocolios, T. E., Kolomenski, A., Fahes, M., Schuessler, H. A.
  • 学会等名: 2nd Conf. on Advances in Radioactive Isotope Science
  • 発表場所: 東京大学（東京都）
  • 年月日: 2014-06-03
• [備考] JAEA核データ研究グループホームページ＞レーザー核分光
  • URL: http://wwwndc.jaea.go.jp/Labo/Laser_JP.html