1 / 29

中間エネルギー領域に於ける 入射核荷電変化に関する系統的研究

中間エネルギー領域に於ける 入射核荷電変化に関する系統的研究. The Systematic Study of Charge Changing on Intermediate-Energy Projectiles. 理工学研究科博士前期課程 物理機能系専攻物理学コース 12MP106 　河野　準平. 実験背景と目的 入射核荷電変化に関わる 3 つの断面積 荷電変化断面積 破砕片生成断面積 荷電ピックアップ断面積 実験 解析 結果と考察 まとめ. 内容. 実験背景と目的. 核子密度. 安定核. 中性子スキン・ハロー構造

kareem
Télécharger la présentation

中間エネルギー領域に於ける 入射核荷電変化に関する系統的研究

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 中間エネルギー領域に於ける入射核荷電変化に関する系統的研究中間エネルギー領域に於ける入射核荷電変化に関する系統的研究 The Systematic Study of Charge Changing on Intermediate-Energy Projectiles 理工学研究科博士前期課程 物理機能系専攻物理学コース 12MP106　河野　準平

  2. 実験背景と目的 • 入射核荷電変化に関わる3つの断面積 荷電変化断面積 破砕片生成断面積 荷電ピックアップ断面積 • 実験 • 解析 • 結果と考察 • まとめ 内容

  3. 実験背景と目的

  4. 核子密度 安定核 • 中性子スキン・ハロー構造 → 核物質半径・荷電半径の測定 • 核破砕反応に関する研究 → 反応メカニズムの解明、基礎研究 中心からの距離 スキン核 陽子数（原子番号）Z ハロー核 最近に理研で発見 陽子ハロー核 中性子スキン核 中性子ハロー核 Island of inversion 領域 中性子数N 核破砕反応における、入射核の荷電変化についての研究

  5. 陽子分布のみを考慮 　　：衝突パラメータ　　　　　　　　：標的の陽子密度　　　　　　 　　：陽子-陽子断面積 ：入射核の陽子密度 　　：中性子-陽子断面積　　　　　 ：標的の中性子密度 M.Takechi et al. Physics Letters B 707 (2012) 357–361 T.Yamaguchi et al. Phys. Rev. Let. 107 (2011) 032502 : 核子−核子散乱断面積 28Si + C T.Ymaguchi et al. Phys. Rev. C 82 (2010) 014609

  6. 荷電変化断面積 (Total Charge Changing Cross Section σcc) • 破砕片生成断面積 (Partial Charge Changing Cross Section σF) • 荷電ピックアップ断面積 (Charge Pick-up Cross Section σup) 入射核荷電変化に関わる３つの断面積

  7. 入射核の原子番号Zが変化する確率として定義入射核の原子番号Zが変化する確率として定義 N1= N0exp[ -σcct ] N0: 標的に入射した粒子数 N1: 反応によって、Zが変化しなかった粒子数 counter0 N0in counter0 N0out Reaction Target counter1 N1in counter1 N1out : 単位面積当りの粒子数 [1/cm2] 荷電変化断面積(Total Charge Changing Cross Section) 原子番号Zが変化 → 陽子分布に感度があると予想 測定核種に制限がない → 荷電半径を測定できる新しい方法として期待

  8. 破砕片生成断面積(Partial Charge Changing Cross Section) • 入射核の原子番号Zが変化した ある破砕片が生成される確率として定義 Nfrag = N0 σFt N0 : 標的に入射した粒子数 Nfrag : 生成されたある原子番号Zを持った破砕片の粒子数 t : 単位面積当りの粒子数 • 入射核の陽子数(偶奇性)、陽子の束縛エネルギーの情報を反映 • 破砕片生成の基礎データ(入射ビームを変化させた測定)

  9. 荷電ピックアップ断面積(Charge Pick-up Cross Section) • 入射核の原子番号Zが増加した(ΔZ=+1)核が 生成される確率として定義 Nup = N0 σup t N0 : 標的に入射した粒子数 Nup : 反応によって原子番号Zが増加した核の粒子数 t : 単位面積当りの粒子数 • 入射核のアイソスピン,核力のアイソスピン依存性を反映 • π,Δなどの中間状態も関連 • 核物質半径,中性子分布半径に感度のある物理量として期待

  10. 実験

  11. Dipole Magnet Quadrupole Magnet F1slit ±2.5mm ・Al wedge degrader (10.5, 17.6mmt) ・Plastic scintillator 65Ge 66Ge 68Ge 69Ge 67Ge 70Ge Focal Plane 65Ga 66Ga 63Ga 67Ga 64Ga 69Ga 65Zn 62Zn 63Zn 61Zn 66Zn 67Zn 64Zn 68Zn F3 61Cu 60Cu 62Cu 59Cu 63Cu 65Cu F2 59Ni 57Ni 56Ni 58Ni 61Ni 63Ni 64Ni 60Ni 62Ni 55Co 56Co 63Co 62Co 59Fe 60Fe F1 56Fe 57Fe 58Fe 58Mn 57Mn F2slit ± 5mm Si detector × 2 (500, 325mmt) 55Mn 56Mn 50Cr 52Cr 53Cr 54Cr SB2コース 51V 44Ti 45Ti 46Ti 47Ti 48Ti 50Ti 49Ti F0 Production Target Be 42Sc 42Ca 44Ca 45Ca 46Ca 39Ca 40Ca 41Ca Primary beam 56Fe, 70Ge (500MeV/u) from HIMAC 40K 41K 42K 44K 43K 36Ar 39Ar 40Ar 38Ar 37Ar 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 測定核種 19 18

  12. energy loss energy loss F1 slit (dispersive) D2 Secondary Beam (particle identified) F3 Si D1 degrader F2 slit (achromatic) 2次ビーム生成・粒子識別 (Bρ – ΔE – TOF method) F0 magnetic rigidity Production target Primary Beam from HIMAC

  13. plastic scintillator (trigger) plastic scintillator (trigger) veto collimator Si TEGIC Reaction Target TEGIC Reaction Target d-PPAC F3セットアップ d-PPAC ビーム方向

  14. 解析

  15. TOF,ΔEに対してガウスフィッティングして、それぞれ±3σでゲートTOF,ΔEに対してガウスフィッティングして、それぞれ±3σでゲート 46Ca ΔE [MeV] 45Ca 44K 反応標的上流 (ex. 46Ca) TOF [ns] TOF [ns]

  16. ICの谷から谷までゲート Partial Charge Changing event (ΔZ=-1) Partial Charge Changing event (ΔZ=-2) Charge Pick-up event (ΔZ=+1) Total Charge Changing event Ca K Ar Charge Pick-up event (ΔZ=+1) count S Si Mg Ne Cl P Al Na Sc 反応標的下流（ex. 46Ca) Total Charge Changing event [ch] Partial Charge Changing event (ΔZ=-2) Partial Charge Changing event (ΔZ=-1)

  17. 結果と考察

  18. 荷電変化断面積 C 標的

  19. 荷電半径に対して感度はあるが 各アイソトープにおいて質量数依存性が見られる ↓ アイソトープごとに質量数依存性を考慮 荷電半径との相関

  20. 荷電半径が測定されている核において 陽子分布のみを考慮したグラウバー計算から 導出した荷電変化断面積の理論値と比をとる。 I.Angeli, Atomic Data and Nuclear Data Tables vol.87 (2004) 185 質量数に対してフラットではない。 陽子分布半径 荷電半径 中性子荷電半径 陽子荷電半径 荷電半径の決定 (Ni isotope) ratio = -0.01245*A + 1.71620 直線式から、荷電変化断面積の予想値を導出し、 その値を満たす荷電半径を求める。

  21. 破砕片生成断面積

  22. 39 破砕片生成 even – odd effect C. Zeitlin et al. Phys. Rev. C 77, 034605 (2008) G. Iancu et al. Radiat. Meas. 39, 525-533 (2005)

  23. R. Guoxiao et al., Phys. Rev. C 39 (1989) 1351. 荷電ピックアップ断面積

  24. (Z+1,A) (Z+1,A+1) 1p pick-up (Z,A) Nucleon exchange 荷電ピックアップ反応 vs 陽子束縛エネルギー Charge Pick-upする反応チャンネルは主に２つ存在 核子当り300MeV領域では、exchange 反応がほとんど exchange先の核の陽子束縛エネルギーと関連がある可能性

  25. まとめ

  26. 入射核荷電変化に関する3つの断面積を安定核を含めた80核種において系統的に測定した入射核荷電変化に関する3つの断面積を安定核を含めた80核種において系統的に測定した • 荷電変化断面積の測定から、中重核領域においても陽子分布のみを考慮したグラウバ−理論による計算値と10%以内の精度で一致し、荷電半径未測定核の荷電半径を決定した。 • 破砕片生成断面積の測定から、入射核原子番号Z依存性と偶奇効果を定量的に測定できた。 • 荷電ピックアップ断面積の測定から、それまでに見られていたような傾向とは異なる指数的上昇が見られた。

  27. Fin.

  28. 入射核破砕反応(Projectile Fragmentation) 入射速度 v 入射エネルギー＞30 MeV/u Projectile Fragment vf Target Projectile Participant Target Fragment (Spectator) v ≒ vf 狭い運動量分布 飛行分離が可能 →Fragmentの速度を自由に選べる →　エネルギーが揃っている →　短寿命核の生成も可能 理論上、入射核より軽い全ての核を生成することができる 高エネルギーの不安定核生成、２次ビームとしての利用が可能

  29. SB2コース angular acceptance : horizontal, vertical ±13 mrad momentum acceptance : ±2.5 % max magnetic rigidity : 8.13 Tm momentum dispersion : 2.0 m • 放射線医学総合研究所 • Heavy Ion Medical Accelerator in Chiba RFQライナック イオン源 最大エネルギー 800 MeV/u 強度　　　　　 2.5×108 ppp @ 56Fe 1次ビーム He,C,N,O,Ne,Si,Ar,Fe,Ni,Ge,Kr,Xe アルバレライナック 治療室 2次ビーム照射室 シンクロトロン 物理汎用照射室

More Related