短寿命軽核ビームの生成と天体核反応

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本研究では天体核反応測定に必要な窓無し気体標的の製作と二次ビーム(反跳粒子)分析装置の設計を完了した。新方式の吹き込み型気体標的の改良を重ね、目標の0.1atm・cmの窓無し標的の実現が可能になった。この気体標的に陽子ビームを入射し散乱を利用してガス圧を測定した所、ビーム軸に沿って理想的な台形型分布をしており、従来の差分排気型より気体閉じ込め性能が良いことが判明した。またガスジェット方式より一桁以上ガス流量が少ないため、真空ポンプ系は従来の差分排気型と同程度の小規模で良い。この窓無し気体標的、天体核反応で最も注目されている^4He+^<12>C→^<16>O^+γ反応断面積の直接測定に使用予定であり、過去この反応の測定に使われた気体標的より5-10倍厚い。^6He,^8Li,^7Be等の短寿命核ビームの生成のため、新設のイオン源(SNICS II)から^7Liビームの引き出しテストを繰り返し、目標の1pμAは達成できることを確認した。このビームを入射する炭素薄膜窓の水素標的を整備した。0°方向に反跳される^<16>Oや^6He,^8Li,^7Beを1次ビームと分離し収束するために、3次収束までを考慮した二次ビーム収束系の軌道計算を行い、現有の電磁石系(QQDDQ)と本研究で購入したQを組み込んだ収束系の最終設計案(QQE MMDDQQ)を確立した。その後、上記窓無し気体標的とこの収束系を組み合わせて^4He(^<12>C,^<16>O)γ反応の測定をした場合の軌道解析を行い、前方約2°の円錐内に出射される^<16>Oは一次ビームと分離された後にすべて収束され、従って全立体角での測定が一気に出来ることを確認した。^6He,^8Li,^7Be等の二次ビームの軌道解析も行った。未購入の要素(EMM)が入手出来るまでの間天体核反応の測定テストをするため、現有の要素を動員して磁気分析系(QQDDQQ)を組み立てた。