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論文

Nonresonant $$p$$-wave direct capture and interference effect observed in the $$^{16}$$O$$(n,gamma)^{17}$$O reaction

永井 泰樹*; 木下 充隆*; 井頭 政之*; 延原 由利子*; 牧井 宏之; 三島 賢二*; 嶋 達志*; Mengoni, A.*

Physical Review C, 102(4), p.044616_1 - 044616_8, 2020/10

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.102.044616
 被引用回数：4 パーセンタイル：45.12(Physics, Nuclear)

We measured the total capture cross section of the $$^{16}$$O$$(n,gamma)^{17}$$O reaction, as well as partial cross sections leading to the ground ($$J^{pi} = 5/2^{+})$$ and first excited ($$J^{pi} = 1/2^{+})$$ states in $$^{17}$$O. The measurement was carried out at average neutron energies of 157, 349, 398, 427, 468, 498, and 556 keV by using pulsed neutrons produced via the $$^{7}$$Li$$(p,n)^{7}$$Be reaction and a $$gamma$$-ray detection system based on an anti-Compton NaI(Tl) spectrometer. We observed the interference effect between the $$3/2^{-}$$ resonance state at 4554 keV of $$^{17}$$O, corresponding to a neutron energy of 411 keV in the center-of-mass system, and a non-resonant contribution in the capture process. The measured partial cross sections are in good agreement with theoretical calculations obtained taking into account the interference between the $$3/2^{-}$$ resonance and a non-resonant p-wave direct radiative capture contribution. Using the present results, together with our previous measurement, we derived the Maxwellian-averaged capture cross sections (MACS) for thermal energies between kT = 5 and 100 keV, key quantities for ${it s}$ process nucleosynthesis studies in massive stars.

論文

Measurement of neutron scattering cross section of nano-diamond with particle diameter of approximately 5 nm in energy range of 0.2 meV to 100 meV

勅使河原 誠; 土川 雄介*; 市川 豪*; 高田 慎一; 三島 賢二*; 原田 正英; 大井 元貴; 河村 幸彦*; 甲斐 哲也; 河村 聖子; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 929, p.113 - 120, 2019/06

https://doi.org/10.1016/j.nima.2019.03.038
 被引用回数：16 パーセンタイル：86.05(Instruments & Instrumentation)

ナノダイアモンドは、冷中性子以下のエネルギーにおける反射材として注目されている。ナノダイアモンドを用いた中性子源の高度化には、断面積データの整備が必要である。そのため、この論文では、中性子の透過率の測定から0.2meVから100meVの範囲で全断面積を測定した結果を報告する。測定した全断面積は、エネルギーが低くなるにつれて大きくなり、グラファイトと比較すると0.2meVで約2桁以上高くなることが分かった。その全断面積に占める非弾性散乱の寄与を調べるため、中性子のエネルギー1.2, 1.5, 1.9及び5.9meVで中性子非弾性散乱実験を行った。その結果、測定したエネルギーにおいて、全断面積に占める非弾性散乱の寄与がほぼ無視できることも分かった。さらに、中性子小角散乱実験の結果から、全断面積の高くなる要因として、前方方向、いわゆる小角方向への散乱の寄与が高いことが示された。

論文

Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) at the Japan Proton Accelerator Research Complex, 2; Neutron scattering instruments

中島 健次; 川北 至信; 伊藤 晋一*; 阿部 淳*; 相澤 一也; 青木 裕之; 遠藤 仁*; 藤田 全基*; 舟越 賢一*; Gong, W.*; et al.

Quantum Beam Science (Internet), 1(3), p.9_1 - 9_59, 2017/12

https://doi.org/10.3390/qubs1030009

J-PARC物質・生命科学実験施設の中性子実験装置についてのレビューである。物質・生命科学実験施設には23の中性子ビームポートがあり21台の装置が設置されている。それらは、J-PARCの高性能な中性子源と最新の技術を組み合わせた世界屈指の実験装置群である。このレビューでは、装置性能や典型的な成果等について概観する。

論文

$$E1$$ and $$E2$$ cross sections of the $$^{12}$$C($$alpha$$,$$gamma$$)$$^{16}$$O reaction at $$E_{rm{eff}}$$ $$sim$$ 1.2 MeV using pulsed $$alpha$$ beams

牧井 宏之; 上田 仁*; 天満 康之*; 永井 泰樹*; 嶋 達志*; 藤本 臣哉*; 瀬川 麻里子; 三島 賢二*; 西山 潤*; 井頭 政之*

AIP Conference Proceedings 1269, p.283 - 288, 2010/10

https://doi.org/10.1063/1.3485149
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Astronomy & Astrophysics)

$$^{12}$$C($$alpha$$,$$gamma$$)$$^{16}$$O反応はHe燃焼期における恒星の進化を理解するうえで非常に重要な反応である。しかしながら、低エネルギー領域での断面積の測定結果には大きな不確定性がある。われわれは大立体角・高効率NaI(Tl)検出器,パルス化$$alpha$$ビーム,標的膜厚モニターからなる新しいシステムの構築を行った。この測定システムを用いて$$^{12}$$C($$alpha$$,$$gamma$$)$$^{16}$$O反応により発生した$$gamma$$の角度分布を行い、重心系エネルギー1.2MeV付近で$$E1$$及び$$E2$$断面積の絶対値を導出した。

論文

$$E1$$ and $$E2$$ cross sections of the $$^{12}$$C$$(alpha,gamma_{0})^{16}$$O reaction using pulsed $$alpha$$ beams

牧井 宏之; 永井 泰樹*; 嶋 達志*; 瀬川 麻里子; 三島 賢二*; 上田 仁*; 井頭 政之*; 大崎 敏郎*

Physical Review C, 80(6), p.065802_1 - 065802_16, 2009/10

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.80.065802
 被引用回数：32 パーセンタイル：83.95(Physics, Nuclear)

$$^{12}$$C$$(alpha,gamma_{0})^{16}$$O反応により放出された$$gamma$$線の角度分布の測定を$$E_{rm eff}=1.6$$ and 1.4MeVで行った。$$^{12}$$C$$(alpha,gamma_{0})^{16}$$O反応によるイベントは飛行時間法を用いて$$^{13}$$C($$alpha,n$$)$$^{16}$$Oによる中性子起因のバックグラウンドから分離して測定し、得られた$$gamma$$線ピークは残留核$$^{16}$$Oの反跳によるドップラーシフトと入射$$alpha$$粒子の標的中でのエネルギー損失を反映した特徴的なものとなった。得られた天体物理的S因子は$$R$$-matrix理論により計算された結果とよく一致した。

論文

Design of neutron beamline for fundamental physics at J-PARC BL05

三島 賢二*; 猪野 隆*; 酒井 健二; 篠原 武尚; 広田 克也*; 池田 一昭*; 佐藤 広海*; 大竹 淑恵*; 大森 整*; 武藤 豪*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600, p.342 - 345, 2009/02

https://doi.org/10.1016/j.nima.2008.11.087
 被引用回数：27 パーセンタイル：85.04(Instruments & Instrumentation)

J-PARC、物質$$cdot$$生命科学実験施設(MLF)のBL05ポートに基礎物理実験のための新しいビームラインを建設している。このビームラインは中性子光学の高度な技術を駆使して設計されており、NOP(Neutron Optics and Physics)と名づけられている。中性子モデレータから供給される中性子ビームは、マルチチャンネルのスーパーミラーで曲げられ、低発散, 高強度, 高偏極という3本の特徴あるビームブランチに分岐された後、実験エリアに引き出され、中性子干渉, 散乱, 崩壊という基礎物理実験に各々利用される。本研究では、モンテカルロシミュレーションコードである"PHITS"を使って中性子光学素子構成及び遮蔽設計の最適化を実施し、低発散ブランチで$$9.2 times 10^5/$$cm$$^2/mu$$str$$/$$s$$/$$MW、高強度ブランチで$$1.2 times 10^9/$$cm$$^2/$$s$$/$$MW、高偏極ブランチではビーム偏極率99.8%を保った状態で$$4.0 times 10^8/$$cm$$^2/$$s$$/$$MWのビーム強度を得ることができるという評価結果を得た。

論文

$$E1$$ and $$E2$$ cross sections of the $$^{12}$$C($$alpha,gamma)^{16}$$O reaction at $$E_{cm} sim$$ 1.4 MeV using pulsed $$alpha$$ beams

牧井 宏之; 永井 泰樹; 三島 賢二*; 瀬川 麻里子; 嶋 達志*; 上田 仁; 井頭 政之*

AIP Conference Proceedings 1016, p.215 - 220, 2008/05

https://doi.org/10.1063/1.2943575

$$^{12}$$C($$alpha,gamma)^{16}$$O反応は恒星の進化・元素合成を理解するうえで非常に重要な反応である。しかしながら、低エネルギー領域での断面積の測定結果には大きな不確定性がある。われわれは大立体角・高効率NaI(Tl)検出器,パルス化$$alpha$$ビーム,標的膜厚からなる新たな測定システムを構築した。この測定システムを用いて$$^{12}$$C($$alpha,gamma)^{16}$$O反応により発生した$$gamma$$線の角度分布の測定を行った。パルス化$$alpha$$ビームと飛行時間法を組合せて中性子起因のバックグラウンドを除去し、これまでにない信号・雑音比で測定を行うことに成功した。得られた$$gamma$$線の角度分布から$$E1$$及び、$$E2$$断面積の絶対値を導出した。

論文

Neutron capture and inelastic scattering cross sections for $$^{186}$$Os, $$^{187}$$Os, and $$^{189}$$Os and the Re-Os chronology

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.*

AIP Conference Proceedings 1016, p.448 - 450, 2008/05

https://doi.org/10.1063/1.2943622

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$$^{187}$$Osの存在量を知る必要があるが、$$^{187}$$Osは$$^{186}$$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$$^{186}$$Os(n,$$gamma$$)及び$$^{187}$$Os(n,$$gamma$$)反応断面積を精度よく求める必要がある。加えて、$$^{187}$$Osは星の中で励起され第一励起状態($$^{187}$$Os')からも中性子捕獲反応が進行する。この反応による$$^{187}$$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$$^{186,187,189}$$Os(n,$$gamma$$)反応断面積及び$$^{187}$$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$$^{187}$$Os'(n,$$gamma$$)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。

論文

Neutron-induced reactions using a $$gamma$$-ray detector in a $$^{12}$$C($$alpha,gamma$$)$$^{16}$$O reaction study

牧井 宏之; 永井 泰樹*; 三島 賢二*; 瀬川 麻里子; 嶋 達志*; 井頭 政之*

Physical Review C, 76(2), p.022801_1 - 022801_5, 2007/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.76.022801
 被引用回数：14 パーセンタイル：67.84(Physics, Nuclear)

パルス化$$alpha$$ビームを$$^{12}$$C標的に照射し、発生した$$gamma$$線をNaI(Tl)検出器で測定した結果、$$^{127}$$I$$(n,n'{gamma})^{127}$$Iや$$^{127}$$I$$(n,{gamma})^{128}$$I反応に特徴的な連続スペクトルが観測された。過去に行われた連続$$alpha$$ビームとGe検出器を用いた$$^{12}$$C($$alpha$$,$$gamma$$)$$^{16}$$O反応断面積測定でも同様に、Ge同位体の$$(n,n'{gamma})$$反応に特徴的なピークや連続スペクトル、$$^{70}$$Ge$$(n,p)^{70}$$Ga反応による幅の広いピークが観測されており、$$^{12}$$C標的に含まれる$$^{9}$$Beや$$^{13}$$C等の不純物による$$({alpha},n)$$反応がこれらのバックグラウンドに寄与していることを確認した。これらの観測されたスペクトルとシミュレーションで得られたスペクトルを比較した結果、Ge同位体と中性子による反応が$$^{12}$$C($$alpha$$,$$gamma$$)$$^{16}$$O反応測定に重大な影響を与えることが判明した。この結果は、現在進行中の$$^{12}$$C($$alpha$$,$$gamma$$)$$^{16}$$O反応断面積測定データの解析や過去に行われた測定の再評価、将来の新たな測定計画に重要な指針を与えるものである。

論文

Neutron capture cross sections of $$^{186}$$Os, $$^{187}$$Os, and $$^{189}$$Os for the Re-Os chronology

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

Physical Review C, 76(2), p.022802_1 - 022802_5, 2007/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.76.022802
 被引用回数：17 パーセンタイル：72.66(Physics, Nuclear)

宇宙の年齢を決定する最も誤差の少ない方法の一つであるRe/Os核時計を用いて宇宙年齢を推定するにはOs同位体の中性子捕獲反応断面積を精度よく求める必要がある。そこでわれわれは$$^{186}$$Os, $$^{187}$$Os及び$$^{189}$$Os(n, $$gamma$$)反応断面積を測定した。本実験は、東工大ペレトロン加速器で加速された陽子の$$^{7}$$Li(p,n)反応で生成されたkeV中性子の捕獲反応から放出される即発$$gamma$$線を大立体角を持つコンプトン抑制型$$gamma$$線検出器で精度よく測定し、$$^{186,187,189}$$Os(n,$$gamma$$)からの不連続及び連続$$gamma$$線スペクトラムを得ることに成功した初めての実験である。このような即発$$gamma$$線を高精度で測定するという点において、本実験手法であるパルス化中性子を用いた即発$$gamma$$線測定及び$$gamma$$線・中性子線に対する遮蔽技術は中性子のエネルギーによらず$$gamma$$線スペクトロスコピー分野での広い応用が期待される。

論文

Highly polarized cold neutron beam obtained by using a quadrupole magnet

奥 隆之; 山田 悟; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 三島 賢二*; 広田 克也*; 佐藤 広海*; 清水 裕彦

Physica B; Condensed Matter, 397(1-2), p.188 - 191, 2007/07

https://doi.org/10.1016/j.physb.2007.02.055
 被引用回数：5 パーセンタイル：27.18(Physics, Condensed Matter)

四極磁石を用いた中性子偏極装置の開発研究を行っている。中性子が四極磁石内に入射すると、磁石が形成する磁場勾配により、正極性成分と負極性成分が空間的に分離する。そこで、そのうちの一成分を抽出することにより、偏極中性子ビームを得るものである。この方法では、中性子が物質により散乱されたり、吸収されたりすることがないため、非常に高い偏極度の中性子ビームを高効率で得ることが可能である。これまでに、四極永久磁石を用いて冷中性子ビームの偏極実験を行った結果、偏極度P0.999を達成することに成功した。会議では、実験結果の詳細について発表するほか、この偏極装置の中性子散乱実験への応用方法について議論する予定である。

口頭

磁場勾配を用いた中性子スピン偏極デバイスの開発

奥 隆之; 山田 悟; 鈴木 淳市; 三島 賢二*; 篠原 武尚*; 池田 一昭*; 広田 克也*; 佐藤 広海*; 清水 裕彦*

no journal, , 

極めて高い偏極度を持つ中性子ビームの安定かつ効率良い発生は、偏極中性子実験で求められる物理量の飛躍的な決定精度向上や、新概念に基づく中性子分光法の開発等をもたらすと期待される。そこで、われわれは磁場強度勾配を利用して、高い偏極効率を有する中性子スピン偏極デバイスの開発に取り組んできた。中性子の磁気モーメントと磁場との相互作用は非常に弱いため、磁場勾配を用いて中性子を制御するためには、大きな磁場勾配を中性子ビーム軸に沿って形成する必要がある。そこで、われわれは広い空間に効率よく大きな磁場勾配を発生できるHalbach型四極磁石(HQM)を開発した。中性子がこのHQMの中心軸に沿って入射すると、スピン正極性成分は磁石の中心軸に向かって、負極性成分は磁石の中心軸から遠ざかる方向に一定の加速度を受ける。そこで、両極性成分が空間的に分離したところで、中心軸付近の中性子のみを抽出し、偏極中性子を得ることができる。われわれは、このHQMの中性子偏極性能をJRR-3 C3-1-2-1(NOP)ビームラインにおいて、冷中性子ビームを用いて評価した。HQMの直上流に2mm$$phi$$のスリットを設置し、コリメートした波長9.5$AA $の中性子ビームをHQMに入射させた。そして、HQMを通過した中性子の偏極度を評価した。その結果、極めて高い偏極度P=0.9993$$pm$$0.0059を得ることに成功した。学会では、この四極磁石に基づく中性子スピン偏極デバイスの性能と評価実験の結果について詳細に報告する。

口頭

JRR-3での中性子ベータ崩壊実験(NBD)について; ベータ崩壊イベントの測定

山田 悟; 三島 賢二*; 佐藤 広海*; 広田 克也*; 篠原 武尚*; 森嶋 隆裕*; 大野 雅史*; 奥 隆之; 鈴木 淳市; 清水 裕彦*

no journal, , 

本研究は中性子のベータ崩壊で発生する陽子のエネルギースペクトルを精密に測定することにより素粒子標準理論の3世代クォーク間の混合を記述する小林-益川行列の行列要素$$V_{ud}$$を導出し、小林-益川行列のユニタリティ($$|V_{ud}|^{2}+|V_{us}|^{2}+|V_{ub}|^{2}=1$$)の検証を行うことを目標としている。今回はその前段階の実験としての常温の検出器を用いた中性子のベータ崩壊イベント測定について発表を行う。この実験では、ベータ崩壊陽子検出器としてチャネル電子増倍管を、ベータ崩壊電子検出器としてプラスチックシンチレータを用いて、2つの検出器のイベントの時間差を測定することでベータ崩壊イベントの抽出を行った。これはベータ崩壊電子に比べて陽子の速度が遅いため、崩壊場所から検出器までの両者の飛行時間に測定可能な差が生じることを利用している。この手法によりJRR-3の熱中性子ビームラインからの中性子ベータ崩壊イベントの検出に成功した。

口頭

$$sigma$$$$_{E2}$$ and $$sigma$$$$_{E1}$$ of the $$^{12}$$C($$alpha$$, $$gamma$$)$$^{16}$$O reaction obtained at E$$_{cm}$$ = 1.6 and 1.4 MeV

牧井 宏之; 永井 泰樹*; 嶋 達志*; 瀬川 麻里子; 上田 仁*; 正木 智洋*; 三島 賢二*; 井頭 政之*; 大崎 敏郎*

no journal, , 

恒星の進化と元素合成を理解するうえで非常に重要な$$^{12}$$C($$alpha$$, $$gamma$$)$$^{16}$$O反応の精密測定を行うため、大立体角・高効率NaI(Tl)検出器,パルス化$$alpha$$ビーム,標的膜厚モニターからなる新たな測定システムを導入した。この測定システムを用いて、$$^{12}$$C($$alpha$$, $$gamma$$)$$^{16}$$O反応により発生する$$gamma$$線の角度分布を重心系エネルギー1.4MeV及び、1.6MeVで測定した。高効率$$gamma$$線検出器,高強度パルス化$$alpha$$ビーム及び、濃縮$$^{12}$$C標的を組合せることにより、$$^{12}$$C($$alpha$$, $$gamma$$)$$^{16}$$Oにより発生する$$gamma$$線をこれまでにない信号・雑音比で測定することに成功した。得られた$$gamma$$線角度分布から、$$^{12}$$C($$alpha$$, $$gamma$$)$$^{16}$$O反応の微分断面積のエネルギーと角度依存性を考慮したうえでE1及び、E2断面積の絶対値を導出した。

口頭

4重極磁石を用いた高偏極中性子ビームの生成と基礎物理への応用

山田 悟; 奥 隆之; 三島 賢二*; 佐藤 広海*; 広田 克也*; 森嶋 隆裕*; 大野 雅史*; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 清水 裕彦*

no journal, , 

原子炉や核破砕中性子源から発生する低エネルギー中性子($$sim$$meV)を偏極させたビームは、基礎物理においては中性子ベータ崩壊におけるスピンと相関を持つ項の係数測定などに広く用いられている。現在主として使われている中性子ビームの偏極法には中性子磁気ミラーを用いたものや、$$^3$$Heフィルターを用いるものがある。これらは中性子ビームを物質に通して、物質と中性子との相互作用を利用して偏極させる方法であるため、偏極子による中性子の吸収や散乱によるビーム強度の減少という問題点がある。今回発表する偏極法は、4極磁場を用いた手法であり、ビームのスピン成分を運動学的に分離することにより原理的には100%近い高偏極度を達成することが可能である。われわれは永久磁石を用いたHalbach型4極磁石を開発し、日本原子力研究開発機構3号炉の冷中性子ビームライン(C3-1-2 NOP)において実際に4極磁石を用いた中性子ビームの偏極度測定を行い99%台後半の偏極度を得た。

口頭

中性子反応によるRe/Os宇宙核時計,3

瀬川 麻里子; 永井 泰樹*; 正木 智洋*; 嶋 達志*; 牧井 宏之; 三島 賢二*; 上田 仁*; 天満 康之*; 井頭 政之*; 大崎 敏郎*; et al.

no journal, , 

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存在比を核時計として用いるには$$beta$$崩壊でのみ生成された娘核$$^{187}$$Osの存在量を知る必要がある。そのためには$$^{186}$$Os(n,$$gamma$$)及び$$^{187}$$Os(n,$$gamma$$)反応断面積を精度よく求める必要がある。加えて、$$^{187}$$Osは星の中で第一励起状態($$^{187}$$Os')からも中性子捕獲を起こし存在量を減少させるため、この効果を見積もる理論模型の精度向上が急務である。そこでわれわれは上記の実験に加え次の二つの実験により得ることで、理論模型に制限を加えることに成功した。(1)$$^{187}$$Os非弾性散乱断面積測定,(2)$$^{187}$$Osと$$^{189}$$OsJRR-3の中性子ビームを用いた即発$$gamma$$線測定により実験的な裏づけを得た。本講演では$$^{186,187,189}$$Os(n,$$gamma$$)反応断面積及び$$^{187}$$Os(n,n')反応断面積の実験結果と、これらの実験値と精度よく一致した理論模型による$$^{187}$$Os'(n,$$gamma$$)反応断面積値及び宇宙年齢の結果を示す。

口頭

四極磁石に基づく中性子高偏極デバイスの開発

奥 隆之; 山田 悟*; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 三島 賢二*; 広田 克也*; 佐藤 広海*; 清水 裕彦

no journal, , 

四極磁石を用いた中性子偏極装置の開発研究を行っている。中性子が四極磁石内に入射すると、磁石が形成する磁場勾配により、正極性成分と負極性成分が空間的に分離する。そこで、そのうちの一成分を抽出することにより、偏極中性子ビームを得るものである。この方法では、中性子が物質により散乱されたり、吸収されたりすることがないため、非常に高い偏極度の中性子ビームを高効率で得ることが可能である。これまでに、四極永久磁石を用いて冷中性子ビームの偏極実験を行った結果、P$$sim$$0.999の偏極度を達成することに成功した。会議では、実験結果の詳細について発表するほか、この偏極装置の中性子散乱実験への応用方法について議論する予定である。

口頭

Nuclear astrophysics study with pulsed neutrons

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

no journal, , 

宇宙の年齢を決定する最も誤差の少ない方法の一つであるRe/Os核時計は、beta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beta崩壊でのみ生成された娘核$$^{187}$$Osの存在量を知る必要があり、それを知るには$$^{186,187,189}$$Os(n,$$gamma$$)反応断面積及び$$^{187}$$Os(n,n')反応断面積を精度よく求める必要がある。本講演では以上の目的により測定した$$^{186,187,189}$$Os(n,$$gamma$$)反応断面積及び$$^{187}$$Os(n,n')反応断面積の実験結果と、これらの実験値と精度よく一致した理論模型による計算値から、宇宙年齢の高精度決定に貢献した結果を示す。

口頭

Os同位体の中性子反応とRe/Os宇宙核時計

瀬川 麻里子; 永井 泰樹*; 正木 智洋*; 天満 康之*; 嶋 達志*; 牧井 宏之*; 三島 賢二*; 上田 仁*; 仲吉 彬*; 太田 岳史*; et al.

no journal, , 

宇宙の年齢を決定する最も誤差の少ない方法の一つであるRe/Os核時計を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$$^{187}$$Osの存在量を知る必要があるため、$$^{186}$$Os(n,$$gamma$$)及び$$^{187}$$Os(n,$$gamma$$)反応断面積を精度よく求める必要がある。加えて、$$^{187}$$Osは星の中で第一励起状態($$^{187}$$Os')からも中性子捕獲を起こし存在量を減少させるため、この効果を見積もる理論模型の精度向上が急務となっている。そこでわれわれは上記の実験に加え次の二つの実験により得ることで、理論模型に制限を加えることに成功した。(1)$$^{187}$$Os非弾性散乱断面積測定、(2)$$^{187}$$Osと核構造が類似している$$^{189}$$Osの(n,$$gamma$$)反応断面積測定。核の類似性についてはJRR-3中性子源を用いて確認した。本講演では$$^{186,187,189}$$Os(n,$$gamma$$)反応断面積及び$$^{187}$$Os(n,n')反応断面積の実験結果と、これらの実験値と精度よく一致した理論模型による$$^{187}$$Os'(n,$$gamma$$)反応断面積値及び宇宙年齢導出の精度向上に貢献した結果を示す。

口頭

J-PARC BL05中性子光学・基礎物理実験装置の現状

酒井 健二; 武藤 豪*; 猪野 隆*; 吉岡 瑞樹*; 三島 賢二*; 竹谷 薫*; 清水 裕彦*

no journal, , 

われわれは、低エネルギー中性子を用いた基礎物理探索を目的とし、J-PARC/物質・生命科学実験施設(MLF)の中性子ビームライン05(BL05)に、「中性子光学と基礎物理(NOP)」ビームラインを建設した。BL05では、中性子の「崩壊」,「散乱」,「干渉」という3つの物理量測定を行うために、高偏極,大強度,低発散という異なる特徴を持つ3本のビームブランチを、中性子光学素子(中性子ミラー,ベンダー,磁石など)を駆使して構築している。BL05の本格的な設計・建設は2007年度から始まり、2008年12月には、最初の中性子TOFスペクトル測定に成功した。現在は、各ブランチのビーム特性試験と物理実験に向けた準備を進めている。本報告では、BL05の設計・建設とビーム特性試験状況について報告する。

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