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応用核物理学グループ Applied Nuclear Physics Laboratory |
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| 名古屋大学アイソトープ総合センター (工学研究科エネルギー理工学専攻エネルギー量子工学講座協力講座) |
研究内容
崩壊核分光研究：β安定線から離れた不安定核の壊変特性、核構造の解明、崩壊核データ研究
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原子炉の中性子や加速器からの加速ビームにる核分裂･核反応によって生成する半減期が数秒の原子核を、それらに附置したオンライン同位体分離装置
（ISOL= Isotope Separator On-Line）を用いて迅速に分離し、半減期、γ線放出率、崩壊エネルギー(Qβ)等の崩壊核データを測定して
壊変特性を解明します。京都大学研究用原子炉、日本原子力研究開発機構(JAEA)のタンデム加速器を利用しています。短半減期で極微量の原子核を対象とするため
検出効率の高い検出器および測定法が必要です。効率を優先すると、それに対する補正が必要となります。高効率な測定と適切な補正による解析法を開発し、信頼できる核データを決定します。
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Qβは、基本的な物理量であるとともに、崩壊熱の評価にも重要な値である。 高効率の全吸収型検出器を開発して、Qβ測定を通して原子質量と半減期を同時に決定する。理論による予測値は実験値のない領域 では、実験値と大きく異なる。また、予測値もモデル間で異なる。実験値は、更に不安定な領域の理論モデルの構築に貢献する。
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高効率のGe検出器を用いることによって、β壊変に伴う娘核の高エネルギー励起準位を同定する。コインシデンスサムの補正（下、コインシデンスサムの補正参照） によって、各準位へのβ分岐比を実験的に決定するとともに、励起構造を明らかにする。
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プラスチックシンチレーターとLaBr3(Ce)シンチレーターによるβ-γ遅延同時計数によって励起準位の寿命を決定する。従来、LaBr3(Ce)は数100keV のγ線に適用されてきたが、X線コンバーター法を適用して100keV以下（数10keV領域まで）の寿命測定を目指す。
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大きな結晶を用いたクローバー検出器とGe検出器を組み合わせて、γ線の直線偏光度を測定する偏光度測定器（ポラリメーター）を開発。
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原子番号Zが100より大きい重核のα分光を利用して、核構造を研究する。Nilsson軌道の系統性を明らかにすることによって超重核領域の安定性、核構造を予測が可能となる。 原子力機構のタンデム加速器を用いて、超ウラン元素ターゲットによる核反応で対象核を生成し、ISOLで分離し、測定する。Lrなどの重核の核分裂片の質量分布の測定も行う。
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線源－検出器間の距離（立体角）が近いとコインシデンスサムの補正量が増える。また、コインシデンスサムの効果は、崩壊図式に依存する。 標準線源を用いて補正の立体角依存性および崩壊図式の複雑さによる、γ線放出率決定のための補正法の検証を行う。また、134Csを含む体積線源の簡易的な補正方法を検討中である。
利用している研究施設
京都大学原子炉実験所 研究用原子炉附置ISOL
日本原子力研究開発機構 タンデム加速器附置ISOL