革新的低ノイズβ崩壊実験手法による遅発中性子放出機構の解明

宇宙において鉄より重い元素がどのようにして作られたかという疑問は長年未解決の問題である。この問題解決のカギとなるr過程で生成される中性子過剰原子核は複数のβ遅発中性子を放出するが、複数中性子の放出確率を計算するためには、複数中性子が一つずつ段階的に放出されるのか、あるいは相関を持った放出が起こり得るのか、また中性子崩壊の際にどのような準位選択性があるのかといった、プロセスに関する根本的な理解が必要である。本研究では、世界最高強度の不安定核ビーム生成施設である理化学研究所のRIBFにおいて、全く新しい手法を開発することにより低バックグラウンドで遅発中性子スペクトルの測定し、中性子放出機構を詳しく解明する。本年度は開発したビームを打ち込むためのインプラント検出器の開発と、これまでに測定されているβ遅発中性子のデータの解析から中性子放出プロセスの理解に必要な実験についての検討を行った。インプラント検出器については、すでにβ-インプラント検出器として実績のあるYSOよりもβ線の飛程が短くなりさらなるバックグラウンドの低減につながると考えられるGAGGを用いるとしていたが、本研究の過程で同等のβ線静止能と低バックグラウンド性を持ち、より波長特性に優れた139La-GPSの開発を行っている。濃縮139Laを用いたシンチレータは新たな試みであり、開発によりLaを含む検出器の応用範囲も広がると期待される。β遅発中性子のデータの解析の結果は現在論文の投稿準備中である。

宇宙において鉄より重い元素がどのようにして作られたかという疑問は長年未解決の問題である。この問題解決のカギとなるr過程で生成される中性子過剰原子核は複数のβ遅発中性子を放出するが、複数中性子の放出確率を計算するためには、複数中性子が一つずつ段階的に放出されるのか、あるいは相関を持った放出が起こり得るのか、また中性子崩壊の際にどのような準位選択性があるのかといった、プロセスに関する根本的な理解が必要である。本研究では、世界最高強度の不安定核ビーム生成施設である理化学研究所のRIBFにおいて、全く新しい手法を開発することにより低バックグラウンドで遅発中性子スペクトルの測定し、中性子放出機構を詳しく解明する。本年度は開発したビームを打ち込むためのインプラント検出器の開発と、これまでに測定されているβ遅発中性子のデータの解析から中性子放出プロセスの理解に必要な実験についての検討を行った。インプラント検出器については、すでにβ-インプラント検出器として実績のあるYSOよりもβ線の飛程が短くなりさらなるバックグラウンドの低減につながると考えられるGAGGを用いるとしていたが、本研究の過程で同等のβ線静止能と低バックグラウンド性を持ち、より波長特性に優れた139La-GPSの開発を行っている。濃縮139Laを用いたシンチレータは新たな試みであり、開発によりLaを含む検出器の応用範囲も広がると期待される。β遅発中性子のデータの解析の結果は現在論文の投稿準備中である。