Neutron capture and inelastic scattering cross sections for Os, Os, and Os and the Re-Os chronology

Re/Os宇宙核時計におけるOs, Os, Os中性子捕獲反応及び非弾性散乱反応断面積測定

瀬川 麻里子   ; 永井 泰樹*; 正木 智広*; 天満 康之*; 嶋 達志*; 三島 賢二*; 井頭 政之*; Goriely, S.*; Koning, A.*; Hilaire, S.*

Segawa, Mariko; Nagai, Yasuki*; Masaki, Tomohiro*; Temma, Yasuyuki*; Shima, Tatsushi*; Mishima, Kenji*; Igashira, Masayuki*; Goriely, S.*; Koning, A.*; Hilaire, S.*

宇宙の年齢を決定する最も誤差の少ない方法のひとつであるRe/Os核時計は、ベータ崩壊する長寿命核の親核と娘核の存在比とその半減期から宇宙の年齢を求めることができる。核時計として用いるにはベータ崩壊でのみ生成された娘核Osの存在量を知る必要があるが、OsはOsの中性子捕獲反応によっても生成また自身の中性子捕獲反応によっても減少するためOs(n,)及びOs(n,)反応断面積を精度よく求める必要がある。加えて、Osは星の中で励起され第一励起状態(Os')からも中性子捕獲反応が進行する。この反応によるOs存在量の減少効果は理論計算から求められるため、この理論の精度向上が急務となっている。本講演では以上の目的により測定したOs(n,)反応断面積及びOs(n,n')反応断面積の実験結果と、さらにこれらの実験値と精度よく一致した理論模型によって求めたOs'(n,)反応断面積値から宇宙年齢を高精度に推定するため不可欠なOs量にかかわる中性子捕獲断面積の補正係数を星の温度関数として求めた結果を示す。

Re-Os pair is known as the most promising nuclear cosmochronometer with considerable potential. However, there remains non-trivial problems related to an excited neutron capture reaction of Os at a stellar temperature. Firstly, Os is produced and depleted by the slow process nucleosynthesis. Hence, it is necessary to obtain both the production and depletion rates of Os. Secondly, Os is depleted not only by its ground state neutron capture reaction but also by an excited state neutron capture reaction of Os in a stellar temperature. In the present study, we have measured the neutron capture reaction cross sections for Os, Os and Os accurately and neutron inelastic scattering reaction cross section for Os off the ground state of Os to its 9.75 keV first excited state in the neutron energy range from 10 to 100 keV.