ルクレシア実験

同位体分離装置オンライン
（イゾルデ）
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508	固体物理学研究所ヴ; t; e;

LUCRECIA実験は、CERNのISOLDE施設の常設実験装置です。LUCRECIAの目的は、原子核構造を分析し、それを用いて理論モデルを確認し、恒星の予測を行うことです。この実験は、ベータ線の供給を測定するために設計された全吸収ガンマ分光計（TAS）に基づいています。^[1]^[2]

背景

不安定な親原子核がベータ崩壊すると、それに続いてガンマ線が放出されることがあります。崩壊は親原子核と、娘原子核で起こり得るレベルとガンマ遷移に依存します。^[3]ガンマ線を効率よく測定する技術は、全吸収分光法として知られています。

パンデモニウム効果は、ベータ崩壊実験で高解像度の検出器を使用して複雑なレベルスキームを構築することの難しさに関係しています。効率の低い検出器では、一部のガンマ線遷移がデータセットから省略され、決定された供給パターンが不正確になります。^[4]供給パターンとは、親核が娘核のレベルに直接崩壊する確率を指します。

全吸収分光計はシンチレータ結晶で作られており、放射性サンプルを囲む立体角のほぼすべてを覆う。理想的には、結晶は100%の全効率に近づくほど厚く、他の種類の放射線を遮断する必要がある。結晶には光電子増倍管（PMT）が取り付けられており、ガンマ線によって結晶内で生成されるガンマシンチレーション光を収集する。使用される技術は、パンデモニウム効果に対抗できる可能性がある。^[5]

実験のセットアップ

LUCRECIA は ISOLDE ビームラインの 1 つの端に設置されており、放射能を注入するためのテープステーションを備えた TAS で構成されています。^{[1] ISOLDE からの} 放射性イオンビームはテープ (ビームパイプで保持) に注入され、その後測定のために TAS の中心に運ばれます。ローラーの位置を変更することで、ビームを TAS の中心に直接注入することができ、半減期の短いよりエキゾチックな核の測定や、分光計の外側にある核を検出器に移動して測定することができます。^[要出典]

TAS は、高さ 38 cm の円筒形のNaI (Tl) 片でできています。直径 7.5 cm の円筒形の空洞は、その対称軸に対して垂直に走っています。^[6]空洞により、ビームパイプが検出器に入り、放射線源を検出器の中央に配置することができ、反対側に補助検出器を配置して、ベータ粒子、X 線、ガンマ線などの他の放射線を測定することができます。^[2]空洞を使用すると、LUCRECIA の総効率が低下します (300 ～ 3000 keV の範囲で約 90%)。^[7] 8 つの PMT を使用して光を収集し、ピルアップの寄与を回避するために、総計数率は 10 kHz 未満に抑えられます。^[8]^[9]

TASの周囲には、ポリエチレン、鉛、銅、アルミニウムの4層でできた厚さ19cmの遮蔽箱があります。この箱は、施設から発生する中性子、宇宙線、背景放射線など、ほとんどの外部放射線を吸収します。 ^[10]

結果

LUCRECIA実験装置で行われた実験の結果、 ^{76 Sr基底状態の長楕円形と}⁷⁴ Kr基底状態の長楕円形と扁平形の混合に関する理論的予測を確認することができました。^[11]^[2]^[6]

中性子欠乏水銀領域でも同様の研究が行われている。^[12]

現在、いくつかの実験がISOLDE施設のLUCRECIA装置を使用して「準備」段階にあります。^[13]^[1]

外部リンク

ISOLDE ウェブサイトの LUCRECIA ページ

参考文献

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