| 研究課題/領域番号 |
26287058
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
久保野 茂 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 客員主管研究員 (20126048)
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| 研究分担者 |
岩佐 直仁 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (50322996)
川畑 貴裕 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (80359645)
西村 俊二 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 専任研究員 (90272137)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | ビッグバン元素合成 / 始原的７Ｌｉ問題 / 不安定核の核反応 / ビッグバン模型 / 宇宙核物理実験 |
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| 研究実績の概要 |
平成２７年度の当初計画は、次の３課題であった。(1) 7Li(3He,d) 7Be反応の研究は、実際の3Heビームを用いたテスト実験を行う。(2) 4He(a,n)7Be反応断面積測定の本実験に向けたテスト実験を行う。(3) 研究課題に関係する10B(a,p)反応の実験研究を行う。(1)については、2016年１月に、原子力エネルギー研究機構(JAEA)のタンデム加速器からの3HeビームとENMAスペクトログラフを用いて、テスト実験を行った。東日本大震災によってゆがんだビームラインが修理されていなことが判明し、焦点面検出器のテストができなかった。しかし、崩壊粒子を同時測定する半導体検出器は、実験条件に近いビーム強度で、テストを行い、計数率が実験に耐えることが分かった。ビームラインの問題は、JAEAと我々とで検討会を2016年２月に開催して問題を明らかにし、2016年の早い時期に修理するという結論を得た。課題(2)に関しては、大阪大学核物理研究センター(RCNP)の中性子飛行測定装置を使うことで、ビーム起因の中性子バックグラウンドを大幅に減らすことができて、当核反応からの中性子を明確に測定することができた。角度分布も測定できたので、現在データ解析中である。有意な結論を出すためにさらにデータが必要であれば、実験を行う予定である。(3)の実験は、理化学研究所のペレトロン加速器からのα粒子ビームを用いて、2015年８月に行った。限られた点数の入射エネルギーにおける断面積の測定を行い、現在データの解析中である。(4)なお、関連研究であるＴＨ法の本課題研究核反応への適用については、feasibilityが高いという判断のもとに、理研の国際プログラム審査委員会にプロポーザルを提出し、Ａ評価でマシンタイムが認められた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究実績の(1)については、予定通り初めてのビームを用いたテストができた。これにより実験に使えるビーム強度と半導体検出器のシグナル・ノイズ比が得られた。しかし、ビームラインのゆがみの問題のために、焦点面検出器のビームテストができなかった。これは、想定外であり、急ぎ対応を進めている。実績(2)の課題は、実験研究の成果がほぼ見えてきた。解析と今後の追加測定で、研究成果としてまとめられる段階にある。実績(3)の課題は、現在データ解析を進めているが、得られたエネルギー点が少なかったので、さらに実験研究が必要となる可能性がある。解析を急ぎ、今後の方策を決める予定である。(4)の課題については、理研施設のスケジュールによるが、今年度後半か、来年度の前半にマシンタイムを実行する予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
(1)第一の課題の核反応4He(a,n)7Beの研究については、昨年度得られたデータ解析を終了させ、論文として意味のあるデータを得るための追加測定条件を明らかにし、その測定を行なう。このためのマシンタイムの申請を行うことを検討する。関連する課題として、トロイの木馬法による実験は、理研のマシンタイム配分によって決まるが、今年度後半にテストを行う方向で計画する。なお、この手法に強みを持つカタニアのグループと６月に和光で実行案の詳細を詰める予定である。(2)第２の課題である宇宙核反応7Be(n,p)の研究では、7Li(3He,d)8Be*(p)7Li反応からのdと崩壊のpを同時測定する必要がある。昨年度は、使用するスペクトログラフENMAのビームラインのゆがみの問題で、焦点面検出器のテストができなかったので、このビームラインの修正を行い、3Heビームを用いた総合的テストを今年度中に実施し、最終実験への目途を立てる。なお、この実験に用いる7Li標的は、化学的に非常に活性であるが、蒸着槽で生成した後、直ちにＡｒガスで封印することで、実験に使える状態で東北大学から東海の原子力エネルギー研究機構まで運べることを確認している。(3)本科研費研究課題に関係する、重要宇宙核反応10B(a,p)13C反応の実験は、引き続き継続して、最終データの獲得を目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
第一の課題の核反応4He(a,n)7Beの研究では、テスト実験を今年１月初めに行い、きれいな実験結果が得られた。阪大RCNPの中性子ＴＯＦビームラインでのテストを急遽行ったので、古いガス標的をそのまま用いた。本実験用に最適化したガス標的の製作を次年度に行うようにした。また、それに用いる、金属薄膜の購入も次年度に回した。
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| 次年度使用額の使用計画 |
上の項で述べたとおり、第一の課題の核反応4He(a,n)7Beの研究において、阪大RCNPの中性子ＴＯＦビームラインでの本実験用のために、最適化したガス標的の製作を行うと同時に、それに用いる、金属薄膜の購入を行う。
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