Mechanism of Two-proton Radioactivity - Direct Mass Measurements of Two-proton Emitters

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本研究は、2002年に発見された新たな核壊変様式である二陽子放出現象の機構解明を目指している。この現象は非束縛二陽子のトンネル効果を伴うため、弱く束縛した二陽子の相関を評価することが不可欠で、その理解には二陽子放出核45Fe, 48Ni等の質量が決定的である。核質量は不安定核ビームラインの飛行時間法を用いて行ない、ビームラインを飛行する粒子の飛行時間と磁気剛性の個別測定が必須な技術となっている。本研究期間では、本実験的研究で開発した検出器群を完成し、加速器実験の準備、実験データ取得を実施した。本研究で実施する実験向けて、以下の３点を準備した。(1)ビームラインの始点と終点に設置される飛行時間測定用検出器の最適化を行った。高速応答を特徴とするCVDダイヤモンド検出器に加え、高速応答プラスチック検出器をビームラインの終点に設置し、冗長性を持たせた。これにより、時間分解能が向上するとともに、原子番号の識別能力が向上する。(2)ビームライン中間点にストリップ読み出し型平行平板アバランシェ検出器（SR-PPAC）を磁気剛性測定用検出器として設置した。ストリップの個別読み出しによりビーム強度耐性と位置精度向上を図った。(3)アイソマー同定のための最終焦点面検出器群を製作した。質量測定検出器群を通過した稀少短寿命原子核をMPPC読み出しプラスチックシンチレータストッパーに停止させ、二陽子崩壊に起因する陽子放出、またはβ崩壊起因の陽電子放出の測定を試みた。また、アイソマー及びβ崩壊起因の遅延ガンマ線測定のために２台のゲルマニウム検出器もあわせて設置した。上記の検出器群をもちいて加速器実験を実施、当初予定した陽子ドリップライン近傍の鉄を中心とする原子核領域のデータを得た。