ビッグバン元素合成でのベリリウム７分解反応が宇宙リチウム問題に与える影響の研究

大爆炸核合成中铍7分解反应对空间锂问题的影响研究

• 批准号: 20J14920
• 负责人: 石川 竣喜
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J14920/
• 关键词: 実験の遂行; 反応測定の成功; 標的作成; 論文投稿

本研究では、前年度の研究成果を踏まえて7Li+3He→8Be+d反応の測定実験を行う方針を固めた。実験では反応測定用のフッ化リチウム標的、バックグラウンド差し引き用の炭素標的、テフロン標的、マイラー標的、そして高純度フッ化リチウム６標的を使用する。それらに加えて、焦点面検出器の較正用にマグネシウム標的を購入した。２０２１年６月に日本原子力開発機構（JAEA）のタンデム加速器施設を用いて、テスト実験を行った。実験の目的として、①弾性散乱事象を用いた標的厚の導出、②焦点面検出器較正用のマグネシウム標的のテスト、③本実験に向けた7Li(3He,d)8Be(p)7Li反応測定のコインシデンス回路調整、等である。我々はこの実験から、①と③の目的を果たすことに成功した。また②に関して、この較正は目的である7Li+3He→8Be+d反応測定において精度良くエネルギースペクトルを決定するために重要である。その上で、目的反応の運動量アクセプタンスと同じ領域に同定可能なピークが焦点面で測定されるか否かは、実際に較正用標的にビームを照射して調べる必要があった。結果、マグネシウム標的では較正に使えるピーク数は少ないことが判明し、これを受けて、次の実験では別のシリコン標的を新たに用意し、再度測定を行う方針に決定した。我々は今回の実験データを解析し、目的の8Beの19.4MeV状態の測定に7Li(3He,d)8Be(p)7Li反応が有望であることを確認、かつ、8Beが7Liの基底状態と第一励起状態に崩壊する時に放出される陽子を分離測定することに成功した。preliminaryな結果として、目的の8Beの19.4MeV状態に関して、前者の崩壊事象の方が確率的に大きいことが分かった。本実験では、高統計・高精度の測定を目指し、定量的に崩壊分岐比を導出することで、本研究課題に決着をつけられると考えている。

在这项研究中，考虑到上一年的结果，我们决定对7LI+3HE→8BE+D反应进行测量实验。该实验使用氟化锂靶标进行反应测量，背景减法的碳靶标，特氟龙靶标，聚酯纤维靶标和高硫化锂6靶标。除它们外，还购买了镁靶标进行焦平面检测器校准。 2021年6月，使用日本原子能局（JAEA）串联加速器设施进行了测试实验。实验的目的是：1）使用弹性散射事件得出目标厚度，2）测试镁探测器校准的镁靶标，以及3）调整该实验的7LI（3He，d）8BE（p）7LI反应的重合回路。从这个实验中，我们成功实现了目标①和③。同样，对于②，该校准对于准确确定物镜7LI+3HE→8BE+D反应测量中的能量谱很重要。此外，有必要实际检查是否可以通过用梁照射校准靶标在焦平面上测量靶反应的动量接受，在同一区域中是否可以鉴定出一个可以鉴定的峰。结果，发现可用于校准镁目标的峰数很小，因此，对此，决定在下一个实验中准备了另一个硅靶标，并且下一个测试将被用于再次测量它。我们分析了当前的实验数据，并确认7Li（3He，d）8BE（P）7Li反应有望测量19.4meV 8BE的状态，并成功地分离并测量了8BE衰减到地面状态和第一个激发7Li时发出的质子。作为初步结果，发现对目标8BE的19.4 MEV状态，以前的倒塌事件在概率上更大。在本实验中，我们认为，通过定量得出崩溃的分支比率，旨在进行高统计和高精度测量值，可以解决该研究主题。

项目成果

9Be(3He,a)8Be*->7Li+p反応測定を用いた、宇宙リチウム問題への7Be(n,p1)7Li*反応の影響の研究

利用9Be(3He,a)8Be*->7Li+p反应测量研究7Be(n,p1)7Li*反应对太空锂问题的影响

• 发表时间: 2020
• 作者: 石川 竣喜;岩佐 直仁;久保野 茂;西尾 勝久;朝田 晃世;榊原 昂浩;小湊 和也;早川 勢也;廣瀬 健太郎;川畑 貴裕;牧井 宏之;松田 誠;西村 俊二;Riccard Orlandi
• 通讯作者: Riccard Orlandi

Experimental study of the Γp1/Γp0 ratios of resonance states in Be8 for deducing the Be7(n,p1)Li*7 reaction rate relevant to the cosmological lithium problem

Be8 共振态 Гp1/Гp0 比的实验研究，推导与宇宙学锂问题相关的 Be7(n,p1)Li*7 反应速率

• DOI: 10.1103/physrevc.103.015801
• 发表时间: 2021
• 期刊: Physical Review C
• 影响因子: 3.1
• 作者: Iwasa N.;Ishikawa S.;Kubono S.;Sakakibara T.;Kominato K.;Nishio K.;Matsuda M.;Hirose K.;Makii H.;Orlandi R.;Asada K.;Guru D.;Nishimura S.;Hayakawa S.;Kawabata T.
• 通讯作者: Kawabata T.

東北大学 短寿命核ビーム物理グループ

东北大学短命核束物理组