R-process termination region: Pioneering research of unknown trans-uranium isotopes

R过程终止区：未知反铀同位素的开创性研究

• 批准号: 22H00136
• 负责人: 宮武 宇也
• 金额: $ 26.96万
• 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 (A)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00136/
• 关键词: 天体核物理; 早い中性子捕獲過程; 天体における重元素合成; 実験核物理; r-過程終焉部の核物理実験; ウラン・超ウラン領域の質量測定; 放射同位体の超微細構造測定; 天体核物理実験; r-過程研究

2022年度は、当初の研究計画通りにウラン(U)と白金(Pt)による多核子移行反応実験を遂行した。最初の実験において、元素選択型質量分離器、KISSの焦点面に設置した多重反射型飛行時間測定式質量分光器(MRTOF-MS)による未知同位元素241Uの同定に成功した。これは多核子移行反応によるr-過程終焉部の未知同位体探索の有効性を示すものであり、その結果として40年ぶりの中性子過剰な未知ウラン元素同位体の測定が実現できた。さらにMRTOF-MSによる高分解の質量測定がウラン、超ウラン領域において本領を発揮できることも示すことができた。この成果はプレスリリースを行ない、広く社会に公開した。またPhysical Review LetterにおいてEditor's Suggestionに選ばれた。レーザー分光においては、201,202Ptの超微細構造測定に成功し、荷電半径や変形度についての知見を得ることができた。この実験では、201,202Ptイオンの計測にMRTOF-MSにより得られた精密な質量スペクトルを適用することで、比較的半減期の長いRI（200Ptは、T1/2 = 12.6(3) h、201PtはT1/2 = 2.5(1) min）に対してもS/N比よく超微細構造を測定できた。この方法によって、安定な同位体のレーザー分光が可能となった。老朽化が進み通常運転の難しくなったレーザーシステムは、本研究費と他の費用も合算して一新することができた。基本性能の確認をおえ、2023年度の実験から本格運用する。レーザー光の高強度化によって、本研究が対象とする希少生成核種のレーザー核分光が効率よく行える。r-過程終焉部を探求する上で、将来的に必要となるKISS II設備の検討結果については、高評価であった国際レビューのサマリーも含めて、デザインレポートとして公表できた。

In 2022, the original research plan was carried out through the multi-nuclear migration reaction system. Initially, an element-selective mass separator, a multi-reflection time-of-flight mass spectrometer (MRTOF-MS), and an unknown element 241U were successfully identified. The determination of the unknown isotope at the end of the multi-nucleon migration process has been carried out for 40 years. MRTOF-MS is a high-resolution mass spectrometry system. The results of this study are published in the Chinese language. Physical Review Letter Editor's Suggestion 201,202Pt ultra-fine structure measurement was successful, and the radius of charge and the shape of the ultra-fine structure were found The measurement of MRTOF-MS results in accurate mass selection and comparison of RI (200Pt, T1/2 = 12.6(3) h, 201Pt, T1/2 = 2.5(1) min) for S/N ratio measurement of ultra-fine structure. This method can be used to determine the stability of isotopes. The cost of this study is not only the cost of the study, but also the cost of the study. Basic performance confirmation, 2023 annual implementation of this standard. In this study, we hope to reduce the generation of radionuclides by increasing the intensity of light. The final part of the process is to explore the future needs of KISS II equipment.

项目成果

Design report of the KISS-II facility for exploring the origin of uranium

KISS-II铀起源探测设施设计报告

• 发表时间: 2022
• 期刊: arXiv:2209.12649v2 [
• 作者: Takamichi Aoki;Yoshikazu Hirayama;Hironobu Ishiyama;SunChan Jeong;Sota Kimura;Yasuhiro Makida;Hiroari Miyatake;Momo Mukai;Shunji Nishimura;Katsuhisa Nishio;Toshitaka Niwase;Tatsuhiko Ogawa;Hiroki Okuno;Marco Rosenbusch;Peter Schury;Yutaka W
• 通讯作者: Yutaka W

高エネルギー加速器研究機構素粒子原子核研究所和光原子核科学センター

高能加速器研究机构、粒子核研究所、和光核科学中心

超重・超アクチノイド核の 精密質量測定

超重/超锕系元素核的精确质量测量

• 发表时间: 2023
• 作者: 藤井 隆登;作田 皓基;安福 千貴;伊藤 駿;岡田 久美子;吉平 圭徳;叶 哲生;石田 直樹;田村 啓輔;鈴木 亮汰;宮田 喜久子;成影 典之;山口 豪太;伊藤 旺成;伊藤 駿佑;毛利 柊太郎;竹尾 陽子;久米 健大;松澤 雄介;今村 洋一;齋藤 貴宏;平栗 健太郎;橋爪 寛和;三村 秀和;三石 郁之;庭瀬暁隆
• 通讯作者: 庭瀬暁隆

40年ぶりに中性子過剰なウラン同位体を新発見 ~ウランの起源解明に期待~

40年来首次新发现富中子铀同位素～阐明铀起源的期待～

Ground-state β-decay spectroscopy of Ta-187

Ta-187 的基态 β 衰变光谱

• DOI: 10.1103/physrevc.105.034331
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review C
• 影响因子: 3.1
• 作者: Mukai M.;Hirayama Y.;Watanabe Y. X.;Watanabe H.;Koura H.;Jeong S. C.;Miyatake H.;Brunet M.;Ishizawa S.;Kondev F. G.;Lane G. J.;Litvinov Yu. A.;Niwase T.;Oyaizu M.;Podolyak Zs.;Rosenbusch M.;Schury P.;Wada M.;Walker P. M.
• 通讯作者: Walker P. M.