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3/25/2009 ミニワークショップ「核データと核物理」. QMD を用いた 10 Be+ 12 C 反応の解析. 平田雄一 （２００１年北海道大学大学院原子核理論研究室博士課程修了 専門は原子核反応シミュレーション 指導教官：大西明（京大 基研）） 岩元洋介 1 , 仁井田浩二 2 , 板垣直之 3 , 千葉敏 4 , 佐藤達彦 5 , R.M.Roninngen 6 1. 日本原子力研究開発機構 原子力基礎工学研究部門 放射線工学研究グループ 2. 高度情報科学技術研究機構 3. 東京大学大学院 理学系研究科物理学専攻 - PowerPoint PPT Presentation
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QMD を用いた 10Be+12C 反応の解析
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3/25/2009 ミニワークショップ「核データと核物理」
平田雄一（２００１年北海道大学大学院原子核理論研究室博士課程修了
専門は原子核反応シミュレーション指導教官：大西明（京大 基研））
岩元洋介 1 , 仁井田浩二 2, 板垣直之 3, 千葉敏 4, 佐藤達彦 5, R.M.Roninngen6
1. 日本原子力研究開発機構 原子力基礎工学研究部門 放射線工学研究グループ 2. 高度情報科学技術研究機構
3. 東京大学大学院 理学系研究科物理学専攻4. 日本原子力研究開発機構 先端基礎研究センター 極限重原子核研究グループ
5. 日本原子力研究開発機構 原子力基礎工学研究部門 環境・放射線工学研究ユニット 放射線防護研究グループ
6.Michigan State University National Superconducting Cyclotron Laboratory
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10Be （ 30MeV/u ）＋ 12C
10Be の高励起状態（励起エネルギー＝ 45MeV ）には、2n+4d 正四面体の構造（新しいクラスター構造）が現れる。
核物理における 10Be の研究の進展
Naoyuki Itagaki et al. International Journal of Modern Physics A (2008).
反応： 10Be を入射原子核として利用可能となった
構造： 10Be の高励起状態における新しいクラスター構造の予言
EXFOR 核データベース N.I.Ashwood et al. Phys. Rev. C 72, 024314 (2005).
d
d
d
d
n n
n
n
α α
基底状態
クラスター構造の変化
励起状態（励起エネルギー＝４５Ｍ eV ）
3
微視的シミュレーション（ QMD ）を用いた10Be （ 10, 30, 50MeV/u ） +12C 反応の解析
研究課題
(1) １０Ｂｅの高励起状態が生成可能か？
(2) フラグメント及び中性子の生成断面積の振る舞いはどのようなものであるか？
QMD の枠組み
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（１）前平衡過程 （時刻 t≤tsw[fm/c] ）
粒子の波動関数 ( ガウス波束を仮定 )
粒子の運動方程式（波束中心に関するニュートン方程式）
衝突項 粒子間衝突断面積（実験データ）により粒子衝突による運動量（ Pi ）の変化を記述
（２）平衡過程（時刻 t ＞ tsw[fm/c] ） 統計崩壊模型（ＧＥＭ）による励起フラグメントの崩壊を記述
Koji Niita et al. Phys. Rev. C 52, 2620 (1995)
i
i
i
i
dR
d
dt
dP,
dP
d
dt
dR HH
tsw （前平衡過程から平衡過程へ到達するのにかかる時間）は、任意パラメータ
S. Furihata Nucl. Instruments and Meth. B 171, 251 (2000)
10Be （ 30MeV/u ） +12C波束中心（ Ri) の時間発展
10Be
12C
5
衝突径数 = 0fm 衝突径数 = 4fm
6
核データの解析におけるＱＭＤの利用
10Be （ 10, 30, 50MeV/u ） +12C 反応にＱＭＤが適用された例はない。
10Be+12C 反応の重心系での衝突した２核子の平均運動エネルギー (<Tc.m.>) の時間変化
<Tc.m.> が一定に収束するまで、少なくとも 75fm/c を要する。 したがって、 tsw 75fm/c≧ であると考えられる。
22
21.. cmcmsT mc
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Satoshi Chiba et al., PRC 54, 6, 3302 (1996).
ＱＭＤにおけるtsw （前平衡過程から平衡過程へ到達するのにかかる時間）について
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•前平衡過程で、励起エネルギーが 45MeV以上の高励起 10Be フラグメントが生成される可能性がある。•励起エネルギーが 45MeV以上の高励起 10Be フラグメントは早い段階に生成され、すぐに崩壊する傾向がある。→高励起 10Be フラグメントの崩壊によって放出される γ 線や中性子線を実験で観測可能？！
10Be （ 50MeV/u ）＋ 12C 反応の前平衡過程において生成される 10Be フラグメントの励起エネルギー分布の時間発展
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10Be45MeV
10Be45MeV
10Be45MeV
10Be45MeV
10Be45MeV
10Be45MeV
10Be （ 50MeV/u ） + 12C, b= 2fm
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tsw=75[fm/c],100[fm/c],150[fm/c] のときのBe,C,O フラグメント生成断面積
10MeV/u では、tsw が大きいほど中性子過剰核生成断面積が大きい。
50MeV/u では、ｔ sw にあまり依存しない。
tsw=75[fm/c],100[fm/c],150[fm/c] のときの中性子生成断面積
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入射エネルギーが 10MeV/u の場合に、顕著な tsw依存性が見られる。
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(1) 前平衡過程で、励起エネルギーが 45MeV以上の高励起の 10Be フラグメントが生成される可能性がある。
(2)QMD に含まれるパラーメータ tsw に関する情報を、中性子及び中性子過剰核の生成断面積から得られる可能性がある。
是非、理研のＲＩビームを用いて、実験をお願い致します。
まとめ
QMD を用いて、 10Be （ 10,30,50MeV/u ） +12C 反応を解析した。
その結果以下のことがわかった。
