Extended study of the origins of heavy elements via comprehensive mass measurement of short-lived nuclides

通过短寿命核素的综合质量测量对重元素的起源进行扩展研究

• 批准号: 22H04946
• 负责人: 和田 道治
• 金额: $ 120.89万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-27 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22H04946/
• 关键词: 重元素の起源; 質量測定; 速い中性子捕獲過程; イオントラップ; MRTOF質量分光器; 精密質量測定; 多重反射型飛行時間測定式質量分光器; 短寿命原子核; 高周波イオンガイドガスセル; 新同位体

令和４年度は、加速器の故障により後期に計画していた幾つかのオンライン実験は中止となった。一方、カリフォルニウムおよびキュリウムの自発核分裂片を利用したオフラインの質量測定は順調に実行され、セリウム、ジルコニウムの中性子過剰同位体において初質量測定を実施できた。これらの測定は装置の性能の向上および診断にも有効であり、時間をかけてしっかりと測定することができた。特に、元素ごとの荷電状態（１価、２価、３価）の分布とその温度依存性の興味深い測定が実施できた。中には同位体間（あるいは核異性体間）で異なる分布がみられることがあり、その物理的理解を検討している。高速RIビームを停止してイオントラップに捕集するガスセル装置の改良も進めた。ひとつは、ヘリウムガス中に含まれる不純物で除去しにくいアルゴンガスを除去するためのアルゴントラップの整備である。ガス導入ラインに16Kまで冷やせる冷凍機を設置することで、大きな除去効率が達成できた。また、ガスセル内でのイオンの輸送速度および効率向上のためのワイヤー式の高周波カーテンを導入するべく、ワイヤー装置組み立て装置を製作した。GARIS装置で進めている超重元素の精密質量測定をより確実に実行できるよう、質量測定実験に先立ち、崩壊分光により実際に生成されている超重元素同位体の量を確認できるようにした。これまでに測定した結果の解析も進み、ウランの中性子過剰同位体を４０年ぶりに新発見できたこと、チタンやバナジウム同位体において中性子数N=34の魔法数性が消失していることの発見について論文を出版し、２件のプレスリリースを行った。

在2022年，由于加速器故障，计划后期计划的几项在线实验被取消。另一方面，使用加利福尼亚和cur的自发核裂变片段进行离线质量测量，并平滑地进行了质量测量，并在葡萄和锆的中子同位素上进行初始质量测量。这些测量值还有效地提高了设备​​的性能和出于诊断目的，并且能够随着时间的推移进行彻底的测量。特别是，对每个元素及其温度依赖性的电荷状态分布（单价，二价，三价）进行了有趣的测量。在某些情况下，在同位素（或核异构体之间）之间可能会看到不同的分布，我们正在考虑对此的物理理解。我们还改进了阻止高速RI梁并将其收集在离子陷阱中的燃气电池设备。一种是维护氩气以去除氩气的维护，由于氦气中的杂质，这很难去除。通过安装可以在气体介绍线上冷却至16K的冰箱，实现了极大的去除效率。此外，制造了电线装置设备，以引入电线射频窗帘，以提高气电池内离子的传输速度和效率。为了确保在质量测量实验之前，可以更可靠地执行对使用GARIS设备进行超重量元件的精确质量测量值，我们使我们可以确认实际上由衰减光谱镜检查实际产生的超汗元素同位素的量。对迄今为止测得的结果的分析已经进展，并且已经发表了有关铀在40年来首次发现铀中新的中子过量同位素的新闻稿，并且发现钛和钒同位素的魔法核n = 34的神奇核消失了。

项目成果

Accurate event assignment from the decay-correlated mass measurement of superheavy nuclide 257Db

根据超重核素 257Db 的衰变相关质量测量进行准确的事件分配

• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of Nuclear and Radiochemical Science
• 作者: T. Niwase;P. Schury;M. Wada
• 通讯作者: M. Wada

Development of a β-TOF detector: An enhancement of the α-TOF detector for use with β-decaying nuclides

β-TOF 探测器的开发：α-TOF 探测器的增强，可用于 β 衰变核素

• DOI: 10.1093/ptep/ptad039
• 发表时间: 2023
• 期刊: Progress of Theoretical and Experimental Physics
• 影响因子: 3.5
• 作者: Niwase Toshitaka;Xian Wenduo;Wada Michiharu;Rosenbusch Marco;Chen Sidong;Takamine Aiko;Liu Jiajian;Iimura Shun;Hou Dongsheng;Yan Shuxiong;Ishiyama Hironobu;Miyatake Hiroari;Nishimura Shunji;Kaji Daiya;Morimoto Kouji;Hirayama Yoshikazu;Watanabe Yutaka X;Ki
• 通讯作者: Ki

チタン・バナジウム中性子過剰同位体で新魔法数の消失を観測

钛、钒富中子同位素新幻数消失的观察

精密質量測定による新同位体241Uの発見

通过精确质量测量发现新同位素 241U

• 发表时间: 2022
• 作者: 庭瀬暁隆;渡辺裕;平山賀一;向井もも;P. Schury;A. N. Andreyev;飯村俊;石山博恒;鄭淳讃;宮武宇也;M. Rosenbusch;谷口秋洋;和田道治
• 通讯作者: 和田道治

Exploring exotic nuclei by high-precision MRTOF mass measurements: The new ion catcher and mass spectrograph at RIKEN's RIBF factory

通过高精度 MRTOF 质量测量探索奇异原子核：RIKEN RIBF 工厂的新型离子捕集器和质谱仪

• 发表时间: 2022
• 作者: Hirayama Y.;Mukai M.;Watanabe Y. X.;Schury P.;Nakada H.;Moon J. Y.;Hashimoto T.;Iimura S.;Jeong S. C.;Rosenbusch M.;Oyaizu M.;Niwase T.;Tajima M.;Taniguchi A.;Wada M.;Miyatake H.;和田道治;Marco Rosenbusch;Toshitaka Niwase;Michiharu Wada;Toshitaka Niwase;Marco Rosenbusch;Schury Peter;Marco Rosenbusch
• 通讯作者: Marco Rosenbusch