魔法数をまたぐ領域での断面積測定による核半径異常増大現象のメカニズム解明

通过测量跨越幻数的区域的横截面积来阐明核半径异常增大的机制

• 批准号: 22KJ2193
• 负责人: 福留 美樹
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2193/
• 关键词: 中性子魔法数; 中性子スキン; プラスチックシンチレーションカウンター; 時間分解能; 光電子増倍管

本研究の目的は、中性子魔法数82をまたぐSn同位体の核物質半径の測定・中性子スキン厚の導出を行うことである。実験は超中性子過剰核ビームの生成が世界で唯一可能である理研RIビームファクトリーで予定している。中性子スキン厚導出のために必要となる荷電半径は134Snまでしか測られていない。より詳細な議論のためにさらに中性子過剰な領域135-140Snでの荷電半径が必要とされるが、既存の方法では統計的困難がある。そこで新たな手法として、短時間で効率の良い測定ができる荷電変化断面積の測定に注目した。これを実現するために、申請者は超高時間分解能TOF(飛行時間)検出器を新たに開発した。 通常のプラスチックシンチレータとPMTの組み合わせでは100 ps程度の時間分解能が普通であるが、Z=50付近の原子番号ピークを分離するにはTOF検出器の時間分解能をさらに上げる必要があった。そのため、タイミング特性に優れているプラスチックシンチレータと高速PMT(光電子増倍管)から構成されるプラスチックシンチレーション検出器を作成し、系統的なビーム試験を量子医科学研究所のHIMACシンクロトロン加速器施設で行った。検出器はシンチレータの厚さやPMTの種類を変えて複数台作成し、どの組み合わせが最適かを求めた。をまた、PMTにかける電圧や生信号に対するディスクリミネーターの閾値などの最適条件も求めた。その結果、420 MeV/核子の132Xe 1次ビームに対して、時間分解能< 5 psというTOF検出器として世界最高の性能を達成し、従来に比べて20倍以上の改善に成功した。

The purpose of this study is to determine the radius of nuclear matter of Sn isotope with neutral number 82 and to derive the thickness of Sn isotope. It is the only way to create a super-neutral nuclear system. The radius of charge is 134Sn. The radius of charge in the region 135-140Sn is necessary for detailed discussion, and the existing methods are difficult for statistics. The new method is to measure the effective rate in a short time and to measure the charged area. The time of flight detector (TOF) was developed by the applicant. Usually, the time resolution energy of PMT is about 100 ps, and the time resolution energy of TOF detector is about 100 ps. The characteristics of PMT(Photoelectron Multiplier Tube) are optimized and the system is tested by HIMAC accelerator of the Institute of Quantum Medical Sciences. The type of PMT in the detector can be changed from one to another, and the optimum combination can be obtained. The optimum conditions for the threshold value of the PMT voltage generator are determined. As a result, 420 MeV/nuclear and 132Xe 1st generation detection, time resolution energy < 5 ps, TOF detector achieved the highest performance in the world, and the improvement was more than 20 times than that of the previous generation.

项目成果

One neutron removal cross sections for the 16N isomeric state

16N 异构态的一个中子去除截面

• 发表时间: 2021
• 作者: M. Fukutome;M. Fukuda;M. Tanaka;D. Nishimura;M. Takechi;T. Ohtsubo;他
• 通讯作者: 他

16Nアイソマーの中性子剥離断面積測定と理論モデルとの比較による核構造の探究

通过测量 16N 异构体的中子剥离截面并与理论模型进行比较来探索核结构

• 发表时间: 2022
• 作者: Asuka Yamaguchi;Takeshi Sasamura;Kohei Yoshimura;Chinami Maeda;Takeshi Haraguchi;Kohji Ito;Kenji Matsuno;福留美樹
• 通讯作者: 福留美樹

16Nアイソマーの中性子剥離断面積・反応断面積

16N异构体的中子剥离截面/反应截面

• 发表时间: 2023
• 作者: Asuka Yamaguchi;Takeshi Sasamura;Kohei Yoshimura;Chinami Maeda;Takeshi Haraguchi;Kohji Ito;Kenji Matsuno;福留美樹
• 通讯作者: 福留美樹

One-Neutron Removal Cross Sections for $$^{16}$$N Isomeric State

$$^{16}$$N 异构态的一中子去除横截面

• DOI: 10.1007/s00601-021-01721-1
• 发表时间: 2022
• 期刊: Few-Body Systems
• 影响因子: 1.6
• 作者: Fukutome M.;Fukuda M.;Tanaka M.;Nishimura D.;Takechi M.;Ohtsubo T.;Mihara M.;Matsuta K.;Suzuki T.;Yamaguchi T.;Izumikawa T.;Sato S.;Fukuda S.;Kitagawa A.;Takahashi H.;Kimura Y.;Sugawara S.;Takatsu K.;Takayama G.
• 通讯作者: Takayama G.