J-PARCの速中性子を用いた天体核物理研究

J-PARC 使用快中子进行天核物理研究

• 批准号: 21340058
• 负责人: 永井 泰樹
• 金额: $ 11.81万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency (2010-2011)Osaka University (2009)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21340058/
• 关键词: 恒星内元素合成; 中性子捕獲反応; パルス中性子; 核破砕反応; s-過程元素合成; r-過程元素合成; LaBr検出器; 即発ガンマ線

目的本研究では、最近、オランダで開発された高性能のBrilLanCe(LaBr_3)を用いた高感度γ線検出器系を製作する事、「すばる望遠鏡」等で観測され大きな問題となっている金属欠乏星内での重元素合成に関わる鉛核等の中性子捕獲反応断面積を測定する事、そして恒星内の重元素合成模型構築に寄与する事を目的とする。研究成果製作した原子核による中性子捕獲反応からの即発γ線を測定する反同時計測型BrilLanCe(LaBr)検出器の性能試験を行った。先ず、東京工大のペレトロン加速器で7Li(p,gamma)8Be反応で生成される最大エネルギーが約17MeVのガンマ線を検出してこの検出器系の時間分解能を測定した。その結果、約2.5ナノ秒と極めて高い時間分解能を得た。これは、従来我々が使用してきたNaI(T1)検出器の3.5ナノ秒を上まわるものであった。又、製作した遮蔽体は、上記ガンマ線を効果的に減衰できている事が分かった。そのため、今後、keV中性子を用いた実験で、中性子エネルギーが高精度で決められる事になり、実験感度が向上すると期待できる。尚、従来は、17MeVガンマ線を減衰させるためにシャドーバーと呼ばれる鉛遮蔽をセットする必要があったが、本装置ではそれが不要であった。次いで、上記加速器で7Li(p,n7Be反応で生成したkeV中性子を用いて、試料位置に試料をセットしないで、LaBr_3検出器系の中性子遮蔽能力を調べるためバックグランドの測定を行った。何度も試行錯誤をした結果、製作した遮蔽体に更にボロン入りポリエチレンを追加した結果、バックグランドを激減できた。そこで、研究目的の鉛-204のkeV中性子捕獲断面積を測定を行った。その断面積の絶対値は、既にその断面積が精度良く測定されている197Au(n,gamma)198Au反応を用い、相対測定で決定した。実験は、成功し204Pb(n,gamma)205Pb反応からの即発不連続ガンマ線を世界で初めて測定できた。得られた結果の解析を行っている。

Objective To investigate the recent development of high performance Brillance(LaBr_3) and high sensitivity gamma ray detector system, and to determine the neutral carrier capture area associated with heavy element synthesis in metal-deficient stars, and to establish a model for heavy element synthesis in stars. Research results: Performance test of neutron-capture detector and gamma ray detector for simultaneous measurement The time decomposition energy of the detector system was measured at the maximum production capacity of 7Li(p,gamma) 8 Be at the accelerator of Tokyo University of Technology. The result is about 2.5 seconds. This is a 3.5-second detector. In addition, the production of shielding body, on the record of the line to reduce the decline of the matter In the future, we will continue to improve the quality of our products. 17MeV, 17MeV In the second place, the accelerator 7Li (p, n7Be) is used to generate keV neutral particles, sample position, sample position, LaBr_3 detector system and its neutral particle shielding ability are adjusted. How to test the error result, make the mask, add the error result, and reduce the error result The aim of this study is to determine the capture cross-sectional area of lead-204 keV neutrals. 197Au(n,gamma)198Au reflection is determined by phase contrast. 204Pb(n,gamma)205 Pb(n,gamma) The results of the analysis were obtained.

项目成果

Revies of (n, gamma) reactions in astrophysics and scope at J-PARC

J-PARC 天体物理学中的 (n, gamma) 反应和范围回顾

• 发表时间: 2009
• 作者: S.Okuma;Y.Suzuki;K.Kokubo;Y.Nagai
• 通讯作者: Y.Nagai

E1 AND E2sections of the C12(α, γ_0)O16 reaction using pulsed α beams

使用脉冲 α 光束的 C12(α, γ_0)O16 反应的 E1 和 E2 部分

• 发表时间: 2009
• 期刊: Physical Review C80
• 作者: H.Makii;Y.Nagai;他
• 通讯作者: 他

E1 & E2 X-sections of 12C(α, γ)160 at Eeff=1.2 MeV using pulsed α beams

使用脉冲 α 光束在 Eeff=1.2 MeV 下的 12C(α, γ)160 的 E1 和 E2 X 截面

• 发表时间: 2010
• 作者: H.Makii;Y.Nagai
• 通讯作者: Y.Nagai

E1 and E2 cross sections of the ^<12>C(α,gamma)^<16>O reaction at E_<eff>～1.2 MeV using pulsed α beams

使用脉冲α束在E_<eff>〜1.2 MeV下^<12>C(α,gamma)^<16>O反应的E1和E2截面

• 发表时间: 2010
• 期刊: THE 10TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ORIGIN OF MATTER AND EVOLUTION OF GALAXIES : OMEG
• 作者: H.Makii;H.Ueda;Y.Temma;Y.Nagai;T.Shima;et al.
• 通讯作者: et al.

Nwe constraints on radiative decay of long-lived particles in big bang nucleosynt hesis with new He4 photodisintegration data

新的 He4 光解体数据对大爆炸核合成中长寿命粒子辐射衰变的限制

• 发表时间: 2009
• 期刊: Physical Review D79
• 作者: M.Kusakabe;Y.Nagai;他
• 通讯作者: 他