Direct measurement of Li+d reactions of astrophysical interest

天体中の温度領域におけるLi+d反応の直接測定

橋本 尚志; 石山 博恒*; 渡辺 裕*; 平山 賀一*; 今井 伸明*; 宮武 宇也; Jeong, S. C.*; 田中 雅彦*; 吉川 宣治*; 野村 亨*; 光岡 真一; 西尾 勝久   ; 佐藤 哲也   ; 市川 進一; 池添 博; 長 明彦  ; 松田 誠  ; Das, S. K.*; 溝井 浩*; 福田 共和*; 佐藤 昭彦*; 下田 正*

Hashimoto, Takashi; Ishiyama, Hironobu*; Watanabe, Yutaka*; Hirayama, Yoshikazu*; Imai, Nobuaki*; Miyatake, Hiroari; Jeong, S. C.*; Tanaka, Masahiko*; Yoshikawa, Nobuharu*; Nomura, Toru*; Mitsuoka, Shinichi; Nishio, Katsuhisa; Sato, Tetsuya; Ichikawa, Shinichi; Ikezoe, Hiroshi; Osa, Akihiko; Matsuda, Makoto; Das, S. K.*; Mizoi, Yutaka*; Fukuda, Tomokazu*; Sato, Akihiko*; Shimoda, Tadashi*

Liを含む原子核反応は安定核の存在しない質量数8のギャップを超える反応として、初期宇宙や超新星爆発時の重元素合成の鍵を握ると考えられている。われわれは天体中の環境温度に相当する重心系でE=0.3 to 1.2MeVのエネルギーにおいてLi(d,x), (x=t,p,)反応断面積の直接測定を行った。東海短寿命核生成分離実験装置(TRIAC)から供給されたLiビームはCDターゲットに照射され、放出される軽粒子を大立体核位置検出型シリコン検出器で検出する。この実験で重心系1.5MeV以下の断面積のデータが世界で初めて得られた。Li(d,t)反応については解析が終了しており、重心系で0.8MeVに断面積の増大が見いだされた。これは複合核であるBeの22.4MeVの励起準位の寄与であると考えられる。本実験で得られた断面積から得られた天体核反応率と超新星爆発時の元素合成に与える寄与を議論する。また、Li(d,p)反応についても予備的な結果を報告する。

Nuclear reactions involving Li are thought to be key reactions to synthesize heavier elements in the early universe and supernovae because of filling a gap of mass number=8. Direct cross-section measurement of Li(d,x), (x = t,p,) reactions was performed in the energy region of astrophysical interest, covering the Gamow peaks of T=1-3. The Li beam at 7 different energies from E=0.3 to 1.2 MeV was provided by Tokai Radioactive Ion Accelerator Complex (TRIAC). The experiment was carried out using a CD target and large-area position sensitive silicon detectors. This measurement provides the first data of cross sections in the low-energy region below E=1.5 MeV. The analysis of the Li(d,t)Li reaction measurement has been completed. An enhancement on the excitation function was observed at around E = 0.8 MeV and its energy corresponds to the excitation energy of E=22.4 MeV in Be, where an excited state was previously reported. The new astrophysical nuclear reaction rate will be presented and the contribution to the r-process nucleosynthesis will be discussed. Also, the preliminary result of the Li(d,p)Li reaction will be presented.