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中重核の構造と r 過程： 中性子過剰な W 同位体

中重核の構造と r 過程： 中性子過剰な W 同位体. 専修大学自然科学研究所 理研（中務原子核理論研究室） 大井万紀人. r-process とは？. r-process ： 　鉄類（ 56 Fe, 56 Ni,…) より重い元素の 　合成過程の一つ（その他： s-process ） 　中性子捕獲（ n,γ ）と β 崩壊（　　　　　　　　　）の競合 r-proc: τ n-capt < τ β , s-proc: τ n-capt > τ β. r- and s-process paths. r-process の物理スケール.

marina
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中重核の構造と r 過程： 中性子過剰な W 同位体

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  1. 中重核の構造と r過程：中性子過剰なW同位体 専修大学自然科学研究所 理研（中務原子核理論研究室） 大井万紀人

  2. r-processとは？ • r-process：　鉄類（56Fe,56Ni,…)より重い元素の　合成過程の一つ（その他：s-process）　中性子捕獲（n,γ）とβ崩壊（　　　　　　　　　）の競合 • r-proc: τn-capt < τβ ,s-proc: τn-capt > τβ

  3. r- and s-process paths

  4. r-processの物理スケール • τn-capt~0.1-1 μs • τβ~ hours（平均） • T9 ~ 1　（十億度）…E ~ 1 MeV • nr-proc ~ 1023 cm-3 （超新星爆発）　nnucl ~ 1038 cm-3 • τr-proc ~0.1-100 s • τn-capt ~千、万年（s-process) • τSN ~ days

  5. Waiting points (nγ) ⇄ (γn) Qn ~ 2 MeV (T9 ~ 1)

  6. Q-values for N=50 isotones

  7. β崩壊寿命 （酸素同位体）

  8. r-processの物理スケール • τn-capt~0.1-1 μs • τβ~ hours（平均） • T9 ~ 1　（十億度）…E ~ 1 MeV • nr-proc ~ 1023 cm-3 （超新星爆発）　nnucl ~ 1038 cm-3 • τr-proc ~0.1-100 s • τn-capt ~千、万年（s-process) • τSN ~ days

  9. naïve idea: isomers • 中重核でμsの寿命→ High-K isomers Kπ= 8- (Hf isotopes: Z=72) π(7/2)+[404] (x) π(9/2)- [514] ; g7/2 * h11/2 EK MeV

  10. その他の中重核のisomers Kπ= 16+ (178Hf) :τK=31 yr, E=2.45 MeV : 基底:τβ= 8 hr isomer: τK=1015 yrτunv ~ 1010 yr

  11. “Neutron-rich” isomers

  12. 殻構造と魔法数（Nilsson+BCS) 40Ca 24Mg

  13. 24Mg

  14. 26Mg

  15. 28Mg

  16. 30Mg

  17. 32Mg

  18. Mg同位体の「超」変形(ν2p-2h)

  19. 32Mg

  20. 34Si

  21. 36S

  22. 38Ar

  23. 40Ca (0p0h,ν2p2h)

  24. 40Ca (4p4h)

  25. 40Ca (6p6h)

  26. 40Ca (8p8h)

  27. mp-mhの「超」変形状態 -0.4 0.0 0.4 β

  28. To Neutron-rich SuperDeformation 40Ca 24Mg

  29. まとめ 中重核の核構造を研究する立場からr過程を考察 シェル効果の変化、アイソマー励起など、集団励起に結合した一粒子自由度に関する核構造 例）中性子過剰な超変形 不安定核ビームを用いた破砕反応、陽子蒸発反応などが有効

  30. 課題 • W同位体の研究（200W126) 共同研究者 　井手口栄治（東大CNS） Phil Walker (University of Surrey,UK) 　静間俊行（JAEA) 　大西直毅（東大名誉教授）

  31. 「中性子過剰度」の定義 “中重核は全部中性子過剰だ” “r-procではβ崩壊が主役” 安定線からの「距離」　→中性子過剰度 ただし、A=N+Z=N0+Z0

  32. 半減期の分布

  33. Dnの導出

  34. Qβの分布

  35. Snの分布

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