革新的低ノイズβ崩壊実験手法による遅発中性子放出機構の解明

使用创新的低噪声β衰变实验方法阐明延迟中子发射机制

基本信息

批准号：
22K14053
负责人：
横山輪
金额：
$ 2.91万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14053/
关键词：
不安定原子核ベータ崩壊原子核実験核物理原子核構造

项目摘要

宇宙において鉄より重い元素がどのようにして作られたかという疑問は長年未解決の問題である。この問題解決のカギとなるr過程で生成される中性子過剰原子核は複数のβ遅発中性子を放出するが、複数中性子の放出確率を計算するためには、複数中性子が一つずつ段階的に放出されるのか、あるいは相関を持った放出が起こり得るのか、また中性子崩壊の際にどのような準位選択性があるのかといった、プロセスに関する根本的な理解が必要である。本研究では、世界最高強度の不安定核ビーム生成施設である理化学研究所のRIBFにおいて、全く新しい手法を開発することにより低バックグラウンドで遅発中性子スペクトルの測定し、中性子放出機構を詳しく解明する。本年度は開発したビームを打ち込むためのインプラント検出器の開発と、これまでに測定されているβ遅発中性子のデータの解析から中性子放出プロセスの理解に必要な実験についての検討を行った。インプラント検出器については、すでにβ-インプラント検出器として実績のあるYSOよりもβ線の飛程が短くなりさらなるバックグラウンドの低減につながると考えられるGAGGを用いるとしていたが、本研究の過程で同等のβ線静止能と低バックグラウンド性を持ち、より波長特性に優れた139La-GPSの開発を行っている。濃縮139Laを用いたシンチレータは新たな試みであり、開発によりLaを含む検出器の応用範囲も広がると期待される。β遅発中性子のデータの解析の結果は現在論文の投稿準備中である。

宇宙中如何产生比铁重的元素的问题多年来一直是一个悬而未决的问题。 r过程中产生的富中子原子核，是解决这个问题的关键，它发射出多个β延迟中子，但为了计算发射多个中子的概率，需要对该过程有一个基本的了解需要，例如是否会发生相关发射，以及中子衰变期间存在什么水平选择性。在这项研究中，我们将开发一种全新的方法，在RIKEN的RIBF（世界上最强的不稳定核束发生设施）测量低背景延迟中子谱，并详细阐明中子发射机制。今年，我们开发了一种用于注入所开发的束流的注入探测器，并通过分析迄今为止测量的β延迟中子的数据，检查了了解中子发射过程所需的实验。关于植入探测器，计划使用 GAGG，其 β 射线范围比 YSO 更短，YSO 已被证明是 β 植入探测器，并且被认为可以进一步降低背景，目前我们正在开发。 139La-GPS，具有β射线静止能力，背景低，波长特性更好。使用浓缩139La的闪烁体是一种新的尝试，其开发有望扩大含La探测器的应用范围。目前正在准备提交β延迟中子数据的分析结果。