Comprehensive research of cluster formation in nuclear matter

核物质团簇形成的综合研究

基本信息

批准号：
21H04975
负责人：
上坂友洋
金额：
$ 408.43万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-05-18 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、核物質内で陽子や中性子が「クラスター」構造を形成する現象を、ノックアウト反応と呼ばれる研究手法を用いて解明する。2021年度は逆運動学ノックアウト反応実験のための検出器アレイ建設着手、反応理論研究、及び新規実験提案を行った。TOGAXSI(戸隠)と名付けられた、逆運動学クラスターノックアウト実験に特化した検出器アレイは、粒子飛跡を決定するシリコンストリップ検出器と粒子エネルギーを測定するGAGG:Ceシンチレータにより構成される。2021年8月にHIMACで加速される陽子及びアルファ粒子ビームを用いて性能評価実験を行った。その結果、シリコンストリップ検出器のノイズレベルはエネルギー損失等価で高々4 keVであり、本課題の要求を満たしていることが確認された。また、GAGG:Ceシンチレータは、28mm角の感応面積を持つ光ダイオードを光検出に用いた場合、100 MeVの陽子に対して⊿E/E=0.5%と本研究の要求を十分上回る性能を発揮することを明らかにした。これを受け、2021年12月に開催されたRIBFの国際プログラム・アドバイザリー委員会にTOGAXSI建設プロポーザルを提出した。プロポーザルは国際委員会で高く評価され、強い後押しを受けている。並行して、クラスターノックアウト反応理論の研究を進めた。特に束縛エネルギーが小さい、脆いクラスターのノックアウト反応を記述する新反応模型CDCCIA(連続状態離散化チャネル結合インパルス近似)を開発した。これにより、α粒子のような固いクラスターに限らず、d, t, 3Heといった様々なクラスターをノックアウトする反応を理論的に記述する大きな枠組みが構築された。以上に加え、クラスターノックアウト反応機構の基盤研究を目的とした計画を大阪大学RCNP国際共同研究・共同利用プロジェクトとして提案し、高い評価を得て採択された。

在这项研究中，我们将使用称为敲除反应的研究方法阐明质子和中子形成核材料中“簇”结构的现象。在2021年，我们开始构建用于逆运动敲除反应实验的检测器阵列，对反应理论的研究以及拟议的新实验。探测器阵列（称为Togaxsi（Togakushi））专门用于逆运动群集敲除实验，由一个硅条检测器组成，该硅条检测器决定了粒子轨道和一个GAGG：CE CE闪烁体，该镜头测量了粒子能量。 2021年8月，使用HIMAC加速的质子和α粒子梁进行了性能评估实验。结果，已经证实，硅条检测器的噪声水平最多为4 keV，相当于能量损失，并且符合该受试者的要求。此外，当使用具有28 mm平方的敏感面积的光电二极管用于光电检测时，GAGG：CE闪烁体的性能表现为100 MEV质子的性能，该性能为0.5％，这远远超出了这项研究的要求。为此，我们向RIBF的国际计划咨询委员会提交了Togaxsi建设建议，该咨询委员会于2021年12月举行。该提案受到国际委员会的高度赞扬，并得到了大力支持。同时，对群集敲除响应理论进行了研究。我们开发了一种新的反应模型CDCCIA（连续离散的通道耦合脉冲近似），该模型描述了具有特别低约束能量的脆性簇的敲除反应。这创造了一个庞大的框架，理论上描述了反应，这些反应敲除了诸如D，T和3HE等各种簇，而不仅仅是硬簇，例如α颗粒。此外，提出了针对大阪大学的国际联合研究和联合使用项目的针对集群敲除反应机制的基础研究的计划，并受到了高度赞扬。