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2016 年度 実績報告書

原子核の低エネルギー集団励起と核融合・核分裂機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25287065
研究機関筑波大学

研究代表者

中務 孝  筑波大学, 計算科学研究センター, 教授 (40333786)

研究分担者 市川 隆敏  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (00370354)
吉田 賢市  新潟大学, 自然科学系, 助教 (00567547)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード時間依存密度汎関数理論 / 核融合反応
研究実績の概要

我々は昨年度、断熱型自己無撞着集団座標法(ASCC法)により、2つのアルファ粒子散乱の反応経路、ベリリウム8の核分裂経路、及び散乱の集団慣性質量を核子自由度から決定することに成功し、アルファ・アルファ散乱の位相のずれを計算した。今年度は、これをさらに発展させ、より重い系への適用に成功した。その一つは酸素16の原子核同士の衝突問題であり、離れた2つの酸素の原子核からスタートして、核融合して硫黄32の原子核に至る反応経路を決定した。この経路は硫黄原子核の基底状態には到達しないが、大きな変形をもつ超変形状態に至ることが確認された。同時に散乱の慣性質量を自己無撞着に決定した。2つの原子核が接触後に質量が増大し、特に、超変形状態を通過してさらにコンパクトな形状になる過程では、急激な増加が示唆される。これは、もはや2つの酸素原子核間の距離が集団座標として適切でなくなっていることを意味している。また、アルファ粒子と酸素の原子核の融合・散乱反応についても同様の解析を行なった。こちらは、非対称な反応であり、最終的にはネオン20の原子核の基底状態に至る反応経路が導出された。ネオン原子核の基底状態はプロレート型(ラグビーボール型)に変形しているが、洋なし型の変形を伴う八重極振動励起が低エネルギーに現れ、このモードに沿った運動がアルファ・酸素の反応経路に一致することが確かめられた。これらの得られた反応経路と集団慣性質量を用いて、核融合反応断面積、天体物理S因子を求めることができた。さらに、密度汎関数がカレント密度に依存する場合に、集団質量のクランキング公式との比較を行い、慣性質量に大きな影響があることが分かった。昨年度、建物の耐震改修作業による研究室の一時待避等のため、この研究についてのみ研究期間を延長してこららの成果を得た。現在論文を1本投稿中、別の1本を準備中である。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (30件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 11件、 招待講演 6件)

  • [国際共同研究] ワルシャワ大学(ポーランド)

    • 国名
      ポーランド
    • 外国機関名
      ワルシャワ大学
  • [国際共同研究] ユバスキラ大学(フィンランド)

    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      ユバスキラ大学
  • [国際共同研究] サリー大学(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      サリー大学
  • [国際共同研究] ミシシッピ州立大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ミシシッピ州立大学
  • [国際共同研究] トレント大学(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      トレント大学
  • [雑誌論文] Density functional calculations for the neutron star matter at subnormal density2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kashiwaba and T. Nakatsukasa
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 14 ページ: 020801

    • DOI

      10.7566/JPSCP.14.020801

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nuclear reaction path and inertial mass in the self-consistent collective coordinate method2017

    • 著者名/発表者名
      K. Wen, F. Ni, and T. Nakatsukasa
    • 雑誌名

      Proceedings of Science

      巻: INPC2016 ページ: 211

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Octupole deformation in the nuclear clhart based on the 3D Skyrme Hartree-Fock plus BCS mode2017

    • 著者名/発表者名
      S. Ebata and T. Nakatsukasa
    • 雑誌名

      Physics Scripta

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Self-consistent collective coordinate for reaction path and inertial mass2016

    • 著者名/発表者名
      K. Wen and T. Nakatsukasa
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 94 ページ: 054618

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.94.054618

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Time-dependent density-functional description of nuclear dynamics2016

    • 著者名/発表者名
      T. Nakatsukasa, K. Matsuyanagi, M. Matsuo, and K. Yabana
    • 雑誌名

      Review of Modern Physics

      巻: 88 ページ: 045004

    • DOI

      10.1103/RevModPhys.88.045004

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Quantal rotation and its coupling to intrinsic motion in nuclei2016

    • 著者名/発表者名
      T. Nakatsukasa, K. Matsuyanagi, M. Matsuzaki, and Y. R. Shimizu
    • 雑誌名

      Physics Scripta

      巻: 91 ページ: 073008

    • DOI

      10.1088/0031-8949/91/7/073008

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Microscopic derivation of the Boh-Mottelson collective Hamiltonian and its application to quadrupole shape dynamics2016

    • 著者名/発表者名
      K. Matsuyanagi, M. Matsuo, T. Nakatsukasa, K. Yoshida, N. Hinohara, and K. Sato
    • 雑誌名

      Physics Scripta

      巻: 91 ページ: 063014

    • DOI

      10.1088/0031-8949/91/6/063014

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 3次元QRPAに対する有限振幅法の開発と応用2017

    • 著者名/発表者名
      鷲山広平、中務孝
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学、豊中市
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] 5次元四重極集団ハミルトニアンを用いた回転バンド間E2遷移の研究2017

    • 著者名/発表者名
      八百板恭介、中務孝
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学、豊中市
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] 拘束付き三次元HF+BCSによる偶々核の八重極変形相関の研究2017

    • 著者名/発表者名
      江幡修一郎、中務孝
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学、豊中市
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] 中性子星内殻におけるスラブ相に対する完全自己無撞着計算2017

    • 著者名/発表者名
      柏葉優、中務孝
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学、豊中市
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] Self-consistent collective coordinate for reaction path and inertial mass2016

    • 著者名/発表者名
      K. Wen and T. Nakatsukasa
    • 学会等名
      First Tsukuba-CCS-RIKEN joint workshop on microscopic theories of nuclear structure and dynamics
    • 発表場所
      University of Tsukuba, Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2016-12-12 – 2016-12-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Octupole deformed nuclei in the nuclear chart based on the three dimensional mean field calculation2016

    • 著者名/発表者名
      S. Ebata and T. Nakatsukasa
    • 学会等名
      First Tsukuba-CCS-RIKEN joint workshop on microscopic theories of nuclear structure and dynamics
    • 発表場所
      RIKEN, Wako, Japan
    • 年月日
      2016-12-12 – 2016-12-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Finite amplitude method for QRPA in three-dimensional coordinate2016

    • 著者名/発表者名
      K. Washiyama and T. Nakatsukasa
    • 学会等名
      First Tsukuba-CCS-RIKEN joint workshop on microscopic theories of nuclear structure and dynamics
    • 発表場所
      University of Tsukuba, Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2016-12-12 – 2016-12-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Self-consistent collective coordinate in Richardson model2016

    • 著者名/発表者名
      F. Ni and T. Nakatsukasa
    • 学会等名
      First Tsukuba-CCS-RIKEN joint workshop on microscopic theories of nuclear structure and dynamics
    • 発表場所
      University of Tsukuba, Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2016-12-12 – 2016-12-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Microscopic determination of reaction path and inertial mass2016

    • 著者名/発表者名
      T. Nakatsukasa
    • 学会等名
      International workshop on Recent Progresses in Nuclear Structure Physics 2016
    • 発表場所
      Yukawa Institute, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2016-12-05 – 2016-12-23
    • 国際学会
  • [学会発表] 0+対励起状態を記述する集団座標と四重極相関2016

    • 著者名/発表者名
      倪放、中務孝
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      宮崎大学、宮崎市
    • 年月日
      2016-09-21 – 2016-09-24
  • [学会発表] 3次元有限振幅法QRPAの非軸対称原子核への応用2016

    • 著者名/発表者名
      鷲山広平、中務孝
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      宮崎大学、宮崎市
    • 年月日
      2016-09-21 – 2016-09-24
  • [学会発表] The Inertial mass and collective path in nuclear fusion/fission reactions2016

    • 著者名/発表者名
      K. Wen
    • 学会等名
      International Conference "Nuclear Theory in the Supercomputing Era - 2016"
    • 発表場所
      Khabarovsk, Russia
    • 年月日
      2016-09-19 – 2016-09-23
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nuclear reaction as large-amplitude collective motion2016

    • 著者名/発表者名
      T. Nakatsukasa
    • 学会等名
      Heavy-Ion Accelerator Symposium on Fundamental and Applied Sciences
    • 発表場所
      Canberra, Australia
    • 年月日
      2016-09-18 – 2016-09-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nuclar reaction path and inertial mass in the self-consistent collective coordinate method2016

    • 著者名/発表者名
      T. Nakatsukasa
    • 学会等名
      International Nuclear Physics Conference
    • 発表場所
      Adelaide, Australia
    • 年月日
      2016-09-11 – 2016-09-16
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 原子核の形と対称性の破れ2016

    • 著者名/発表者名
      中務孝
    • 学会等名
      日本物理学会科学セミナー
    • 発表場所
      東京大学駒場キャンパス、東京
    • 年月日
      2016-08-20 – 2016-08-21
    • 招待講演
  • [学会発表] Density functional calculations for the neutron star matter at subnormal density2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Kashiwaba and T. Nakatsukasa
    • 学会等名
      Nuclei In Cosmos XIV
    • 発表場所
      Toki Messe, Niigata, Japan
    • 年月日
      2016-06-19 – 2016-06-24
    • 国際学会
  • [学会発表] Microscopic determination of reaction path, potential, and inertial mass2016

    • 著者名/発表者名
      T. Nakatsukasa
    • 学会等名
      ECT* workshop on Towards consistent approaches for nuclear structure and reactions
    • 発表場所
      Trento, Italy
    • 年月日
      2016-06-06 – 2016-06-10
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Time-dependent density-functional theory and linear response theory2016

    • 著者名/発表者名
      T. Nakatsukasa
    • 学会等名
      SERC School on Modern Microscopic Approaches in Nuclear Physics
    • 発表場所
      Srinagar, India
    • 年月日
      2016-05-17 – 2016-06-06
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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