化学状態により変化するＴｈ－２２９ｍの核壊変機構の解明

阐明随化学状态变化的Th-229m核衰变机制

基本信息

批准号：
16J06700
负责人：
重河優大
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J06700/
关键词：
229Th 核異性体内部転換電子分光磁気ボトル半減期変化アクチニウムイオン交換内部転換電子分光測定 Th-229m U-233 Ac-229 磁気ボトル型電子分光装置コインシデンス測定阻止電場原子核時計 α線分光測定半減期

项目摘要

229mThは229Thの第一励起準位の原子核であり，励起エネルギーが8 eV程度と極端に低い．そのため，原子核の半減期が化学状態に依存して大きく変化するなどの特異な現象が観測されると期待されている．最近229mTh由来の内部転換電子が初めて明確に観測され，Ni合金表面における半減期が7 ± 1 μsであることが分かったが，化学状態に依存した半減期の変化は未観測であった．本研究では半減期変化を観測し，さらに内部転換電子分光測定により半減期変化の起源を解明することを目指した．今年度は，229Acから229mThに壊変する際に発生するβ－線をトリガーとし，7 μs程度遅れて発生する229mThの内部転換電子を観測することを試みた。まず，229Acを232Th (p, α) 229Ac反応により製造し，2段のイオン交換分離により229Acを232Thや核分裂生成物などから分離した．化学分離後に得られた溶液には229Ac，228Acのみが含まれており，4時間程度の短時間でAcを高い分離係数で分離することに成功した．その溶液を用いて電着法により229Ac線源を作製し，β－線―電子同時計数測定を実施したところ，229mThの内部転換電子に対応した10 ± 8 μsの減衰曲線が観測された．先行研究に比べて半減期の変化を観測できなかったが， 229mThが内部転換により脱励起し，その半減期が10 μs程度であることを先行研究とは別の手法で確認することに成功した．今後は，測定のS/Nを高めることで半減期変化を実際に観測できると期待される．一方，阻止電場―磁気ボトル型電子分光装置を開発し，235mUの内部転換電子を高検出効かつ高エネルギー分解能で分光測定することに成功した．今後は，本装置を229mThの内部転換電子分光測定に用いることで229mThの内部転換過程を解明できると期待される．

229mTh是229Th的第一激发能级核，其激发能极低，约为8 eV。因此，预计将观察到独特的现象，例如原子核的半衰期根据其化学状态而发生很大变化。最近，首次清楚地观察到源自229mTh的内转换电子，并发现Ni合金表面的半衰期为7±1μs，但半衰期随化学状态的变化尚未得到证实。观察到。在本研究中，我们旨在通过内转换电子能谱观察半衰期的变化并进一步阐明半衰期变化的根源。今年，我们尝试以229Ac衰变到229mTh时产生的β射线为触发，观察延迟约7μs产生的229mTh的内转换电子。首先，通过232Th(p,α)229Ac反应生成229Ac，并通过两级离子交换分离将229Ac与232Th和裂变产物分离。化学分离后得到的溶液仅含有229Ac和228Ac，我们在约4小时的短时间内成功地以高分离系数分离了Ac。当使用该溶液通过电沉积制造229Ac源并进行β射线电子符合测量时，观察到对应于229mTh的内部转换电子的10±8μs的衰减曲线。虽然与以前的研究相比，没有观察到半衰期的变化，但我们使用与以前的研究不同的方法成功确认了 229mTh 通过内部转换去激发，其半衰期约为 10 μs ．未来，预计可以通过增加测量的信噪比来实际观察半衰期的变化。另一方面，我们开发了阻挡电场-磁瓶式电子能谱仪，成功地对235 mU的内部转换电子进行了光谱测量，具有高检测效率和高能量分辨率。未来，预计通过使用该装置进行229mTh的内转换电子能谱测量，我们将能够阐明229mTh的内转换过程。

项目成果

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Development and evaluation of a collection apparatus for recoil products for study of the deexcitation process of 235mU

用于研究235mU去励磁过程的反冲产物收集装置的开发和评估

DOI：
10.1063/1.4950900
发表时间：
2016
期刊：
REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS
影响因子：
1.6
作者：
Y. Shigekawa;Y. Kasamatsu;and A. Shinohara
通讯作者：
and A. Shinohara

Measurement of the half-lives and the internal-conversion electron spectra of 235mU depending on the chemical environments

根据化学环境测量 235mU 的半衰期和内转换电子能谱

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yudai Shigekawa;Yoshitaka Kasamatsu;Yuki Yasuda;Atsushi Shinohara
通讯作者：
Atsushi Shinohara

Toward an energy measurement of the internal conversion electron in the deexcitation of the 229Th isomer

229Th 异构体去激发中内转换电子的能量测量

DOI：
10.1103/physrevc.98.014317
发表时间：
2018
期刊：
Phys. Rev. C
影响因子：
0
作者：
S. Stellmer*;Y. Shigekawa*;V. Rosecker;G. A. Kazakov;Y. Kasamatsu;Y. Yasuda;A. Shinohara;and T. Schumm (*co-first authors)
通讯作者：
and T. Schumm (*co-first authors)

阻止電場ー磁気ボトル型電子分光装置の開発およびU-235mの内部転換電子分光測定

停止电场——磁瓶式电子能谱仪研制及U-235m内转换电子能谱测量