応用に向けた微視的核構造モデルによる崩壊と遅発中性子研究

A Study of -decay and delayed neutron based on microscopic nuclear structure model for applications

湊 太志   

Minato, Futoshi

原子核理論研究の中で、平均場理論に基づいた手法は、核図表上の広い範囲の原子核を計算できる一方で、その研究対象は主に偶数核(中性子と陽子が偶数個)に絞られてきた。このような傾向が見られるのは、偶数核の比較的単純な構造と、平均場理論による偶数核の扱いやすさが主因であると思われる。しかしながら、奇数核(中性子および陽子のどちらかが奇数個)を正確に取り扱うことができない平均場理論の欠点は、核データ研究や星の元素合成研究に応用するためには、大きな障害である。この問題を克服するために、本研究では、偶数核をコアにした二体および三体模型を用いた理論モデルを構築し、奇数核のガモフ・テラー励起状態について調べた。得られたガモフ・テラー励起状態から、崩壊半減期と遅発中性子放出分岐比を求め、実験データとの比較を行い、本研究で得られた結果は、従来法である独立粒子モデルを用いた結果よりも、実験データをよく再現していることが分かった。また本講演では、星の中の元素合成研究のような精密な理論予測が求められる科学研究に対する原子核物理の、新たな可能性についても議論を行う。

While mean-field theory has been extensively applied in nuclei on the nuclear chart, majority of nucleus investigated has been limited to even-one. This would be because a relatively simple picture of even-nuclei and easiness to handle with mean-field theory. The shortcoming which the mean-field theory is not able to calculate odd nuclei properly is a barrier to apply the theory to studies of nuclear data and nucleosynthesis. To overcome this problem, we worked on two-body and three-body models applicable to odd-nuclei (either proton or neutron numbers is odd). We calculated Gamow-Teller states with this model, and estimated beta-decay half-lives and delayed neutron branching ratios. The obtained results reproduced the experimental data better than a conventional approach. We also discuss future perspectives of nuclear physics for applications to sciences demanding accurate theoretical predictions like nucleosynthesis.