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卒業論文発表
１４
中性子ハロー核 Beの分解反応
物理学科４年
中村研究室所属
00-0591-9
小原雅子
序論
２中性子ハロー核
F
陽
子
数
Ｚ
O
N
中性子数 N
C
B
Be
Li
N=20
He
N=8
H
中性子
ドリップライン
14
Be
12Be+
12Be
n
12Be
n
n
安定核
中性子ハロー核
n
ボロミアン核
n
n+n
12Be
+n+n
目的
1
2中性子ハロー核14Beの
ソフトE1共鳴状態の探索
2
非束縛核13Be の質量測定
と価中性子の配位決定
目的と手法１
巨大双極子
共鳴
p
n
B(E1)[W.u.] ソフトE1共鳴？
（E1遷移確率）
10~20MeV
1~2MeV
Ex [MeV]
（励起エネルギー）
1中性子ハロー核では共鳴
2中性子ハロー核では？
クーロン分解反応
n
n 12
Be
12
n
g
208
Pb
Be
n
dCD 16 3
dB( E1) NE1（光子数）[個]

N E1 ( E x )
dEx 9c
dEx
断面積＝（光子数）×(遷移確率）
Ein=70MeV
dCD
の積分値
dEx
(=反応断面積σ)が大きい
低励起E１強度の存在
Ex（励起エネルギー）[MeV]
EX B(E1)
2MeV 1W.u
共鳴状態？直接分解？
10MeV 1W.u
σ=449mb
σ=37mb
目的と手法２
13
１中性子ストリッピング反応
Be
P(n)
n
n
12Be
12Be
n
12C
P(12Be)
n
14Be
13Be
12Be+n
不変質量法
2
n
n
M  (  Ei )  (  pi )
i 1
i 1
不変質量
2
n
E rel  M  (i mi )
相対エネルギー
放出粒子の静止質量
価中性子の配位
2s1/2
2s1/2
1d5/2
1p1/2
2s1/2
1p3/2
1s1/2
p
1d5/2
1p1/2
1p3/2
1s1/2
n
11Be
(10Be + n)
?
p
n
13Be
(12Be + n)
実験
ＲＩＰＳ (ＲＩＫＥＮ
重イオンビーム
18
O beam
100MeV/u
Ｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅ-Ｆｒagment Separator)
大 A
Z
Magnet1
Be
Target
Energy
Degrader
入射核破砕反応
Magnet2
小
（磁場 × 回転半径）
P
A
A
B 
 v
Q
Z
Z
A2 .5
Z
1.5
 const. 一定
Z大
Z小
不安定核ビーム
14
Be beam
70MeV/u
各検出器の配置図
target
(Pb,C)
Veto counters
Drift chamber
NaIs
Neutron counters
n
n
12
PPACs
Hodoscope
Drift chamber
14
Be beam
70MeV/u
Dipole magnet
Be
解析
入射粒子の識別
⊿Ｅ[ch]
2
E  Z2
v
 Z 2  TOF2
１４
A2 .5
Ｂｅ
Z
1.5
 const. ＠RIPS
１４
ＢｅのＰｕｒｉｔｙ
・・・８６％
ＴＯＦ [ns]
荷電粒子の識別
原子番号Ｚの識別
質量数Ａの識別
E  Z TOF
2
1.5
⊿Ｅ[ch]
Z=4
B
 DC  ( X DC  X t )  

B ρ0
B  A TOF
1
A
１４
Ｂｅ
１２
Ｂｅ
１１
Ｂｅ
１０
TOF[ns]
Ｂｅ
TOF[ns]
反応断面積の導出
質量数スペクトル
[counts]
10Be
d
１中性子角度分布
d [b/sr]
アクセプタンス補正後
11Be
12Be
アクセプタンス補正前
mass
θn [deg.]
結果1
14Be
２中性子分解反応断面積
14Be
+ target
→ 12Be
+X
+ target
→12Be
+n+X
Multiplicity
(中性子多重度）
σ-2n [mb]
σn [mb]
mn(σn /σ-2n)
C
235±7
256±2
1.1±0.02
Pb
1030±130
2218±41
2.1±0.3
(中性子検出効率：20.3%)
n
mn = 2
mn = 1
n
n
12
12
Be
Neutron counter
Be
結果2
13Be相対エネルギースペクトル
d
d E rel
14Be
+ C → 13Be → 12Be + n
[b/MeV]
α= 51 [MeV/u]
EB = 1.5 [MeV]
cf. S2n (14Be) = 1.34 [MeV]
a = －3.5 [fm]
re = 0.78 [fm]
k  2Erel
  2EB
2

a

1

ar
k
2
d
1


e
 k 2 2
s軌道
2
2
dE rel

 k  1  are k 2  ak 2
2
Erel [MeV]
G.F.Bertch and K.Hencken, Phys. Rev. C 57, 1366 (1998)
まとめと今後の課題
１
σ(12Be)～ 1barn （＠鉛標的）
Ex = ２ MeV付近にB(E1)～1W.u.の
大きなE1遷移確率がある
mn～ 2 （＠鉛標的）
14
Beの分解反応では２中性子が
放出されるクーロン分解が支配的
2
13Beの相対エネルギーは３００keV付近にピーク
価中性子の軌道はs軌道が支配的
11Beと同様にs軌道が下がっている
12
Be + 2n の相対エネルギースペクトルを求め、
14
Beの低励起エネルギーでのE1強度を確認し、
そのメカニズムを解明する