Nat Zn+ 40 Ar 反応における 高スピン状態の研究 阪大理、理研 A 登壇者：堀稔一 共同実験者：増江俊行、田尻邦彦、小紫順治、長澤拓、 西村太樹、佐藤昭彦、赤阪陽介、古川武 A 、 福地知則、小田原厚子、下田正.

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1 nat Zn+ 40 Ar 反応における 高スピン状態の研究 阪大理、理研 A 登壇者：堀稔一 共同実験者：増江俊行、田尻邦彦、小紫順治、長澤拓、 西村太樹、佐藤昭彦、赤阪陽介、古川武 A 、 福地知則、小田原厚子、下田正

2 もくじ 目的 2006 年 1 月、 RCNP での高スピンアイソマー探査 インビーム nat Zn+ 40 Ar 反応実験 2007 年 3 月、 RCNP 、 EN コースでの高スピンアイソマー探 査 リコイルキャッチャー法を用いた 13 C+ 86 Kr 反応実験 まとめ

3 オブレート 型 原子核の構造が変化する節目にアイソマーが現れる可能性がある。 球形からオブレート型への変形が 長寿命の原因だと考えられる （ N ＝ 82,Z ＝偶数）のコア + 中 性子１ 高スピン状態ではコアの中で ペアを組んでいる２つの中性子が ペアを壊して、スピンが対称軸に揃う。 （ N ＝ 80,Z ＝偶数）のコア + 中性 子３ 低スピン状態では球形 長寿命 アイソマー探査をすることで、原子核の構造が変化している様子を 効率よく観測することができる。 N=83 高スピンアイソマーの場合 オブレート型に変形

4 146 Gd の単一粒子軌道 N = 83 ( 魔法数 +1) のシステマティク ス β ～ -0.20 oblate

5 excitation energy [MeV] odd nuclei [ν(d 5/2 g 7/2 h 11/2 ) π(h 9/2 2 )] 39/2 - odd-odd nuclei [ν(d 5/2 g 7/2 h 11/2 ) π(p 1/2 -1 d 9/2 2 )] 20 + 90 Zr の単一粒子軌道 高スピンアイソマーは 1 つ見つかっている N = 51 ( 魔法数 +1) のシステマティ クス

6 実験条件 場所 : 大阪大学 RCNP( 核物理研究センター ) EN コース 期間 : 2006 年 1 月 11 日～ 13 日 40 時間 (4 年生卒業研究 ) 反応 : nat Zn+ 40 Ar ビームエネルギー : 197MeV 平均ビーム強度 : 1pnA ターゲット : nat Zn(1.9mg/cm 2 ) バッキング : nat Pb(8.8mg/cm 2 ) 検出器 : ゲルマニウム検出器 5 台 45%Ge 、 40%Ge 、 LEPS 、 10segmentedGe 、 25segmentedGe 測定方法 : 同時, 遅延ガンマ線測定

7 セットアップ

8 Projection ガンマ線スペクトル 17 核種を確認 Energy [keV] Counts

9 94 Mo 高スピンアイソマーの可能 性 同時・遅延計測データの解析にて スピン・パリティ : 14 + 以上の領域 励起エネルギー : 7554 keV 以上の領域 T 1/2 ≥ 600 nsec （前回の学会で報告） もっと、精度よくアイソマー探査を行うために リコイルキャッチャー法を用いた実験を計画し、実 施した。

10 実験条件 場所 : 大阪大学 RCNP( 核物理研究センター ) EN コース 期間 : 2007 年 3 月 16 日～ 24 日 8 日間 反応 : 13 C+ 86 Kr ビームエネルギー : 7.4MeV/u F0 ターゲット : 13 C(1mg/cm 2 ) F2 キャッチャー : nat Pb( ～ 40mg/cm 2 ) 検出器 : ゲルマニウム検出器 14 台 +SSD(20μm) 測定方法 : リコイルキャッチャー法

11 セットアップ 14 台のゲルマニウム検出器 うち 11 台はストーニーブルッ クから借用。 2 台は BGO 付き F0 ～ F2 ～ 16m 飛行時間 ～ 500ns アイソマーを効率よく観測で きる

12 粒子にゲートをかけた gamma 線スペクト ル 93 Mo T 1/2 =6.85h,21/2+ 91 Zr T 1/2 =4.35μs,21/2+ 94 Mo T 1/2 =98ns,8+

13 942keV 294keV 98 nsec 942keV 294keV Level scheme : B.Kharraja et.al., Phys.Rev.C57(1998)2903 98 nsec : C.M Leder Nucl.Phys.A169(1971)449-488 94Mo Level Scheme Energy [keV] Counts 粒子にゲートをかけた gamma 線スペクトル（拡 大） Preliminary

14 まとめ 2007 年 3 月、 RCNP 、 EN コースにて高スピンアイソマー探 査として、リコイルキャッチャー法を用いた実験を行っ た。 13 C+ 86 Kr にて、 8 日間。 SSD Gamma の解析から, 94 Mo のアイソマー （ 98ns 、 8+ 、 2955keV ）より上の準位間のガンマ線エネルギーと一致 するピークを２つ確認。 2006 年 1 月、 RCNP にて高スピンアイソマー探査として、 インビーム実験を行った。 nat Zn+ 40 Ar にて、 2 日間。 94 Mo に、同時・遅延計測データの解析にて、高スピンア イソマーがある可能性。

15 942keV 294keV 98 nsec 942keV 294keV Level scheme : B.Kharraja et.al., Phys.Rev.C57(1998)2903 98 nsec : C.M Leder Nucl.Phys.A169(1971)449-488 94Mo Level Scheme Energy [keV] Counts 粒子にゲートをかけた gamma 線スペクトル（拡 大） Preliminary 93 Mo 93 Nb 92 Zr 93 Mo

16 Level scheme : B.Kharraja et.al., Phys.Rev.C57(1998)2903 98 nsec : C.M Leder Nucl.Phys.A169(1971)449-488 98 nsec 872,703,850keV のピーク : ① 200-600 nsec 遅れた領域 ② 1400-1800 nsec 遅れた領域 両方の領域に見える 14 + 94 Mo 872,703,850keV は ② に見えないはず 98 nsec より半減期が長い アイソマーがあるはず 98 nsec のアイソマーより上の準位間の ガンマ線を ② の領域で調べた ② の領域で 14 ＋ まで確認！！ 14 + 以上の領域にアイソマーが 存在する 14 + 以上の領域にアイソマーが 存在する

17 質問用 SSD-gamma の TAC で 1us ～ 2us のところで、よく見 えているので、その程度の長さの寿命を持つと 考えられる。 F0 ファラデイカップにて、 SSD の場合 30enA gamma-gamma の場合 150enA 94 Mo 、 g 9/2 の 2-particle excitation のアイソマー 294keV のスペクトルに見えている、 289keV の gamma 線は 91 Zr 、 330keV の gamma 線は 93 Mo 942keV のスペクトルに見えている、 947keV の gamma 線は 93 Nb,934keV の gamma 線は 92 Zr

18 できた核種 92,93,94 Mo 91,92,93 Nb 90,91,92 Zr

19 言うこと 14 台のうち 11 台は、ストーニーブルックから借 りたゲルマ。東北大の小池さんのご協力により 実現することができました。どうもありがとう ございました。 LEPS タイプ 3 台、同軸型 11 台（うち BGO 付き 2 台 ）

20 やること SSD とコインシデンスした gamma 線スペク トル（拡大）で 942keV の右隣のピークが 何の核種かを調べる。 → 93 Nb の gamma 線