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

基本信息

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

项目摘要

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。

目的本研究旨在使用最近在荷兰开发的高性能亮度（LABR_3）来制造高度敏感的γ射线探测器系统，以测量铅核的中子捕获反应截面的中子捕获反应截面，这些反应涉及金属缺乏恒星中重型元素合成的含量，并在繁重的元素中观察到了繁重的元素和其他元素，并贡献了造成的元素，并撰写了造成的元素。对抗疾病光彩（LABR）检测器进行了性能测试，该检测器测量了由研究结果产生的核产生的中子捕获反应的立即γ射线。首先，东京理工学院Pelletron加速器检测到7LI（P，伽马）8BE反应中产生的最大能量的伽马射线，以测量该检测器系统的时间分辨率。结果，在大约2.5纳秒处实现了极高的时间分辨率。这是我们过去使用的NAI（T1）检测器的3.5纳秒以上。还发现，制造的屏蔽材料可以有效地减弱伽马射线。因此，将来，使用KEV中子的实验中，中子能将以高精度确定，并且可以预期可以提高实验敏感性。过去，有必要设置一个名为Shadow杆的铅盾来减轻17 Mev Gamma射线，但该设备不需要此。接下来，使用7LI产生的KEV中子（P，N7BE反应在加速器中，测量背景以检查LABR_3检测器系统的中子屏蔽能力而不将样品设置在样品位置。在许多试验和误差之后，将含Boron的多乙烯添加到构造的屏蔽体中，导致散布的屏蔽体，从而在背景中占据了杂物。用于研究目的的铅-204是通过使用197AU（N，Gamma）198AU反应来确定横截面区域的绝对值，该反应已经以很高的精度进行了测量。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
Physical Review C80
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
THE 10TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ORIGIN OF MATTER AND EVOLUTION OF GALAXIES : OMEG
影响因子：
0
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