Ecm=1.5MeV以下での 4He+12C→16O+γ反応測定における BG除去

九州大学院

岩崎諒藤田訓裕、相良建至、寺西高

山口祐幸、松田沙矢香、三鼓達輝、MariaTheodoraRosary、劉盛進

4He+12C16O+g 反応断面積測定

反応断面積測定に必要な条件

･反応量の確保　　　　　･ BGの十分な低減

Ruhr U.

Kyushu U.

extrapolation

1.5

恒星での 4He(12C,16O)γ反応がおこるエネルギー領域付近で S因子が変化するため、近いエネルギー領域までの測定が必要。

恒星エネルギーでの 4He(12C,16O)γ反応断面積測定は不可能。

0.7MeVまでを測定して外挿で求める。

0.3

実験セットアップ

イオン源

タンデム加速器

長時間チョッパー第一集束面 (F1)

チョッパー

バンチャー

膜無し Heターゲット

12C+4He →16O+g

検出器第一集束面(F2)

反跳質量分析器(RMS)

ビーム 標的 検出

バックグランド (BG)除去･ BG1パルスビーム (Time of Flight)･ BG2反跳質量分析器 (RMS)･ BG3長時間チョッパー (LTC)

BG1　パルスビーム (Time of Flightの利用 )

4He(12C,16O)γ反応がおきる時間を特定できる。↓

時間判別による BG低減パルスビームによる TOF利用で

バックグランド低減 N(BG)/N(Cbeam) ～ 10-2

時間

ビーム強

度270nsec

Si SSD

静電偏向器磁気偏向器

Bρ p/q∝

F1収束面 F2収束面

12C ビーム

4He ガスターゲット

BG2　反跳質量分析器(RMS)

RMSによるバックグランド低減N(BG)/N(Cbeam) ～ 10-11

m/q ∝ (p/q)/v

16O ３ +Eρ T/q∝

V (T/q)/(p/q)∝

速度分散 質量分散

4He+12C16O+g

16O

12C生成 16Oに比べ非常に多い

長時間チョッパー (LTC)

Si SSD

12C+ パルスビーム

4He ガスターゲット

16O ３ +

BG3　 Long Time Chopper(LTC)

LTC

生成 16O通過

BG除去

12C

f0

Vf0

3f0

V3f0

～ ～

F1

magnetスリット

LTCでのバックグランド低減 N(BG)/N(Cbeam)～ 10-

3　

16O0

バックグランド対策 BG1,BG2,BG3の結果

BG1　パルスビームBG2　反跳質量分析

器BG3　長時間チョッパー

～ 10-2

～ 10-11

～ 10-3

～ 10-16

N(BG)/N(Cbeam)

BG4　更なるバックグランド除去

TOFを利用したバックグランド源特定結果

BG4-1　標的付近での散乱↓

標的前にスリット増設

BG4-2　荷電変換 12C↓

真空の向上

BG4-3　 F1スリットでの散乱

↓スリット改良

BG4-4 LTC極板での散乱↓LTC極板の位置変更

BG4-1　標的前にスリット増設

標的付近での散乱

12Cが接触して散乱

スリットを増設

BG4-2　静電偏向器付近の真空向上

真空が悪いため 12Cが静電偏向器通過後に荷電変換してしまい、磁気偏向器で分離できなくなる。偏向電極板

真空度5x10-6Torr

↓1x10-6Torr

BG4-3　スリットの改良

スリットのエッジ部で 12Cが散乱

12CAｌスリット　500μm　↓ 1/17Taスリット　

30μm

～ ～

F1

magnetスリット

C　beam 16O

BG

LTC極板での散乱

BG4-4　 LTC極板の位置変更

1.5MeVの測定に成功。

BG4の対策結果

BG4対策前 BG4対策後

イオンチェンバー

エネルギー欠損量が12Cと 16Oで違う

ガス

E

16O

ΔE12C

RMSの改造でバックグランドを 3桁減らすのには限界が

ある↓

他の手段が必要1.5

まとめ

今後1.15MeV,1.00MeV,0.85MeV,0.7MeVにおける測定を行い、 0.3MeVでの反応断面積を外挿により求める。

九州大学では 4He(12C,16O)γ反応の断面積の測定を行ってきた。RMS、パルスビーム、 LTCを用いることでバックグランド比N(BG)/N(Cbeam)～ 10-16を達成した。

スリットの増設と改良、真空の向上、 LTC極板の位置変更によるバックグランド低減を試み、 1.5MeVでの測定に成功した。

0.7MeVまでの測定を行うには更に 3桁のバックグランド低減が必要である。