Role of resonance states of muonic molecule in muon catalyzed fusion

ミュオン触媒核融合におけるミュオン分子の共鳴状態

奥津 賢一*; 山下 琢磨*; 木野 康志*; 宮下 湖南*; 安田 和弘*; 岡 壽崇   ; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*

Okutsu, Kenichi*; Yamashita, Takuma*; Kino, Yasushi*; Miyashita, Konan*; Yasuda, Kazuhiro*; Oka, Toshitaka; Okada, Shinji*; Sato, Motoyasu*

ミュオン触媒核融合において、負ミュオンは水素同位体の核融合の触媒として働くことが知られている。本研究では、ミュオン触媒核融合サイクルにおける重水素・三重水素・ミュオンの共鳴状態(dt)をルンゲクッタ法による逐次計算により分析した。その結果、dtの生成が核融合反応を促進させることがわかった。

Muon catalyzed fusion (CF) is a cyclic reaction where a negatively charged muon itself acts like a catalyst of nuclear fusion between hydrogen isotopes. In the CF reaction, muon transfer from deuteron to triton and muonic molecular formation are rate-limiting processes. In this work, we have investigated the role of resonance states of muonic molecule in the CF which affects the muonic deuterium atom population. Solving simultaneous rate equations numerically by the fourth-order Runge-Kutta method, we determined the muonic molecular formation rate so that the number of fusion events reproduces a latest experimental result. It is revealed that the resonance states play a role to enhance the fusion rate by accelerating the de-excitation of the muonic atoms.