Extended study of the origins of heavy elements via comprehensive mass measurement of short-lived nuclides

通过短寿命核素的综合质量测量对重元素的起源进行扩展研究

• 批准号: 22H04946
• 负责人: 和田 道治
• 金额: $ 120.89万
• 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 (S)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-27 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22H04946/
• 关键词: 重元素の起源; 質量測定; 速い中性子捕獲過程; イオントラップ; MRTOF質量分光器; 精密質量測定; 多重反射型飛行時間測定式質量分光器; 短寿命原子核; 高周波イオンガイドガスセル; 新同位体

令和４年度は、加速器の故障により後期に計画していた幾つかのオンライン実験は中止となった。一方、カリフォルニウムおよびキュリウムの自発核分裂片を利用したオフラインの質量測定は順調に実行され、セリウム、ジルコニウムの中性子過剰同位体において初質量測定を実施できた。これらの測定は装置の性能の向上および診断にも有効であり、時間をかけてしっかりと測定することができた。特に、元素ごとの荷電状態（１価、２価、３価）の分布とその温度依存性の興味深い測定が実施できた。中には同位体間（あるいは核異性体間）で異なる分布がみられることがあり、その物理的理解を検討している。高速RIビームを停止してイオントラップに捕集するガスセル装置の改良も進めた。ひとつは、ヘリウムガス中に含まれる不純物で除去しにくいアルゴンガスを除去するためのアルゴントラップの整備である。ガス導入ラインに16Kまで冷やせる冷凍機を設置することで、大きな除去効率が達成できた。また、ガスセル内でのイオンの輸送速度および効率向上のためのワイヤー式の高周波カーテンを導入するべく、ワイヤー装置組み立て装置を製作した。GARIS装置で進めている超重元素の精密質量測定をより確実に実行できるよう、質量測定実験に先立ち、崩壊分光により実際に生成されている超重元素同位体の量を確認できるようにした。これまでに測定した結果の解析も進み、ウランの中性子過剰同位体を４０年ぶりに新発見できたこと、チタンやバナジウム同位体において中性子数N=34の魔法数性が消失していることの発見について論文を出版し、２件のプレスリリースを行った。

In the fourth year, the accelerator failure occurred in the late stage of the plan. The mass measurement of the spontaneous fission fragments of the first generation is carried out in sequence, and the initial mass measurement of the intermediate sub-isotopes of the first generation is carried out in sequence. The measurement of the performance of the device has been carried out in a timely manner. The temperature dependence of the distribution and the state of charge (1, 2, 3) of the elements is determined. A discussion of the distribution of differences between isotopes and physical understanding improve method for capturing high-speed RI stream The impurities contained in the sample are removed from the sample. 16K refrigerator settings are introduced to achieve high efficiency. The transmission speed and efficiency of the equipment are increased. The GARIS apparatus is used to determine the precise mass of the superheavy element, and to determine the mass of the superheavy element. The analysis of the results of this measurement has been carried out for 40 years, and new discoveries have been made. The number of intermediate isotopes in N=34 has disappeared, and two papers have been published.

项目成果

Accurate event assignment from the decay-correlated mass measurement of superheavy nuclide 257Db

根据超重核素 257Db 的衰变相关质量测量进行准确的事件分配

• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of Nuclear and Radiochemical Science
• 作者: T. Niwase;P. Schury;M. Wada
• 通讯作者: M. Wada

精密質量測定による新同位体241Uの発見

通过精确质量测量发现新同位素 241U

• 发表时间: 2022
• 作者: 庭瀬暁隆;渡辺裕;平山賀一;向井もも;P. Schury;A. N. Andreyev;飯村俊;石山博恒;鄭淳讃;宮武宇也;M. Rosenbusch;谷口秋洋;和田道治
• 通讯作者: 和田道治

Exploring exotic nuclei by high-precision MRTOF mass measurements: The new ion catcher and mass spectrograph at RIKEN's RIBF factory

通过高精度 MRTOF 质量测量探索奇异原子核：RIKEN RIBF 工厂的新型离子捕集器和质谱仪

• 发表时间: 2022
• 作者: Hirayama Y.;Mukai M.;Watanabe Y. X.;Schury P.;Nakada H.;Moon J. Y.;Hashimoto T.;Iimura S.;Jeong S. C.;Rosenbusch M.;Oyaizu M.;Niwase T.;Tajima M.;Taniguchi A.;Wada M.;Miyatake H.;和田道治;Marco Rosenbusch;Toshitaka Niwase;Michiharu Wada;Toshitaka Niwase;Marco Rosenbusch;Schury Peter;Marco Rosenbusch
• 通讯作者: Marco Rosenbusch

KEK Wako Nuclear Science Center

KEK 和光核科学中心

超重元素同位体の精密質量測定

超重元素同位素的精确质量测量

• 发表时间: 2022
• 期刊: アイソトープニュース
• 作者: Hirayama Y.;Mukai M.;Watanabe Y. X.;Schury P.;Nakada H.;Moon J. Y.;Hashimoto T.;Iimura S.;Jeong S. C.;Rosenbusch M.;Oyaizu M.;Niwase T.;Tajima M.;Taniguchi A.;Wada M.;Miyatake H.;和田道治
• 通讯作者: 和田道治