不稳定原子核研究的新的可能

日语学院应届毕业生毕业译文选登

不稳定原子核研究的新的可能性

翻译：大连翻译职业学院日语学院07日韩3班 赵妍

在电子储存环的电子束中关进寿命短的原子核里的分析方法被发现了

日本的研究小组开发了使用电子散射技术，使调查不稳定(放射性) 原子核内部构造的事成为可能1。

由于电子散射对原子核的测量，达到了数百兆电子伏(1兆电子伏是106电子伏) 的加速电子与带有电荷的原子核使之冲撞，并且使之引起散射。「这个技术，是能正确决定原子核的质子分布(以及建立一个可以不依赖另外的信息的模型) 唯一的方法。电子散射测量，对在今天的原子核物理的教科书上被到写的原子核构造模型的确立非常的有用」理研仁科加速器研究中心(崎玉县和光市) 的若杉昌德集团董事(GD)叙说。

但是使用这个技术，不能调查短寿命的不稳定的原子核。说到原因，正在要作为电子散射的目标需要庞大数量的原子核，在把目标中关进那个数量的短寿命的原子核里面的事很难。这个在测量的现场，意味着所说的「不稳定原子核的表示矛盾布鲁诺费米(电子用原子核散射的频度的量) 必须非常高」。

此次，研究小组使用了京都大学化学研究所的电子储存环KSR(寡愆储存环) 制作出了高布鲁诺费米的目标。这是正在利用着的，在储存环周围的电子束的离子捕获(关在里面) 的潜在力(图1) 。此次的实验，注入到了达到4.05千电子伏加速铯离子(Cs1+)中，形成目标领

域的电子束。被命名了的自我禁锢放射性同位素离子目标(self-confining radioactive isotope ion target=自我关闭形式的放射性同位素离子目标) 的这个目标以长度200毫米左右，正由电子束的纵方向被重叠了的40枚薄的电极，使电极形成的潜在力把离子关在里面。目标离子，因为被关进与电子束同样大小的领域里面，也能实现少数的离子的高布鲁诺费米。

为了能调查铯离子的电离状态和散乱了的电子的能源及轨迹，特别设计了的检测器。明白了以实验的结果，铯离子约85毫秒间被捕获，被捕获了的电子离子高概率互相作用，表示高的布鲁诺费米。用这个实验被测量了的布鲁诺费米，是用不稳定原子核把电子散乱做为测量必要的水平的40分之一左右，不过，认为如果强电子束的电流能实现必要的高布鲁诺费米。

不稳定原子核在完成元素合成也起着重要的作用，如果使用自我禁锢放射性同位素离子目标，半衰期仅仅100毫秒的放射性原子核也变得可以研究了吧。若杉集团董事谈着，「对不稳定原子核的研究，说不定在将来，可能会有助于建立一个全面的核模型」。

（附日语原文）

不安定原子核研究の新たな可能性

電子蓄積リングの電子ビームの中に寿命の短い原子核を閉じ込めて解析する方法が発見された

不安定（放射性）原子核の内部構造を電子散乱で調べることを可能にする技術を、日本の研究チームが開発した1。

電子散乱による原子核の測定では、電子を数百MeV （1MeV は106電子ボル

ト）まで加速し、電荷を帯びた原子核に衝突させて、散乱を起こさせる。「この技術は、原子核の陽子分布を正確に決定できる（そして、ほかの情報に頼らずにモデルを構築できる）唯一の方法です。電子散乱測定は、今日の原子核物理の教科書に書かれている原子核構造模型の確立に大いに役立ってきました」と、理研仁科加速器研究センター（埼玉県和光市）の若杉昌徳グループディレクター（GD ）は語る。

しかし、この技術を使って短寿命の不安定な原子核を調べることはできなかった。なぜなら、電子散乱の標的とするには膨大な数の原子核が必要であり、標的の中にそれだけの量の短寿命の原子核を閉じ込めることはむずかしいからである。これは、測定の現場では、「不安定原子核の衝突ルミノシティー（電子が原子核で散乱する頻度を示す量）は非常に高くなければならない」ということを意味する。

研究チームは今回、京都大学化学研究所の電子蓄積リングKSR （Kaken Storage Ring ）を使って高ルミノシティー標的を作り出した。これは、リングの中を周回する電子ビームのイオントラッピング（閉じ込め）ポテンシャルを利用している（図1）。今回の実験では、セシウムイオン（Cs 1+）を4.05keV まで加速し、標的を形成する領域の電子ビームの中へ注入した。SCRIT （self-confining radioactive isotope ion target＝自己閉じ込め型放射性同位体イオン標的）と名づけられたこの標的は、長さ約200ミリメートルで、ビームの縦方向に重ねられた40枚の薄い電極からなり、電極が作るポテンシャルの中にイオンを閉じ込める。標的のイオンは、電子ビームと同じ大きさの領域の中に閉じ込められているので、少数のイオンでも高いルミノシティーを実現できる。

セシウムイオンの電離状態と、散乱した電子のエネルギーおよび軌跡は、特別に設計された検出器で調べることができる。実験の結果、セシウムイオンは約85ミリ秒間トラップされ、電子はトラップされたイオンと高い確率で相互作用し、高いルミノシティーを示すことがわかった。この実験で測定されたルミノシティーは、不安定原子核で電子散乱を測定するのに必要なレベルの約40分の1だが、電子ビームの電流を強くすれば必要な高ルミノシティーを実現できると考えられる。

不安定原子核は元素合成にも重要な役割を果たすものであり、SCRIT を用いれば、半減期がわずか100ミリ秒の放射性原子核も研究できるようになるだろう。若杉GD は、「不安定原子核の研究は、将来、包括的な原子核モデルを構築するのに役立つかもしれません」と語っている。

（原文出处：http://www.rikenresearch.riken.jp/jpn/research/5461）