99番元素Es標的を用いた重アクチノイド核の特異な核分裂機構の解明

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中性子過剰Fm同位体では、自発核分裂片の質量分布が非対称分布から対称分布へと突然変化する極めて特異な物理現象が観測される。本研究では、合成が極めて困難な中性子過剰Fm領域核を、半減期276日のEs-254標的に重イオンビームを照射することで合成し、対称・非対称分裂それぞれにおける質量分布と全運動エネルギー（TKE）分布の相関、並びにそれらの励起エネルギー依存性を測定することで、対称・非対称核分裂それぞれにおける分裂核の変形状態や障壁ポテンシャル構造を明らかにし、この領域の特異な核分裂現象の発生メカニズムを解明することを目的とする。令和3年度に標的原料となる極微量のEs-254を入手して標的を作製し、これを用いて令和4年度にかけて対称・非対称核分裂の競合が観測されると期待されるMd-259の自発核分裂の測定を実施した。Es-254標的とO-18ビームとの多核子移行反応により中性子過剰Fm領域核を合成したのち、オンライン同位体分離装置ISOLを用いてMd-259のみを同位体分離し、自発核分裂片の運動エネルギーを測定した。データ解析の結果、Md-259の自発核分裂片の質量分布とTKE分布の相関を精度良く導出することに成功し、これまでTKEの低い対称核分裂と考えられてきた成分が異なる性質を持つ核分裂であることを示唆する非常に興味深い結果を得た。更に、Md-259実験終了後に標的を溶解・再精製して作り直し、He-4ビームとEs-258標的による捕獲反応で合成されるMd-258の励起状態からの即発核分裂測定を実施し、核分裂片の質量分布とTKE分布の相関の励起エネルギー依存性データの取得に成功した。解析の結果、Md-258の即発核分裂では、対称核分裂に対する非対称核分裂の混合割合が励起エネルギーが上がるにつれて増えていくという通常とは異なる興味深い結果を得た。