PROPOSAL FOR EXPERIMENT USING RAIDEN
SPECTROMETER AT RCNP

3 December 2003
TITLE: Four-Nucleon Transfer via the(6 Li, d) Reaction on the 12 C
SPOKESPERSON:MURAKMI,T.,Department of Physics,Kyoto University,Kyoto 606-8502 Japanemail: murakami@nh.scphys.kyoto-u.ac.jp
SAKAGUCHI,H.,Department of Physics,Kyoto University,Kyoto 606-8502 Japanemail: sakaguchi@nh.scphys.kyoto-u.ac.jp
EXPERIPENTAL GROUPS:
P4 Student’s Experimental Group (Undergraduate),Faculty of Science, Kyoto University,Japan
with:
IWAO,Y.,Faculty of Science,Kyoto University,Kyoto 606-8502 JapanIWAKOSHI,M.,Faculty of Science,Kyoto University,Kyoto 606-8502 JapanEMORI,T.,Faculty of Science,Kyoto University,Kyoto 606-8502 JapanSOUDA,H.,Faculty of Science, Kyoto University,Kyoto 606-8502 JapanTORII,K.,Faculty of Science,Kyoto University,Kyoto 606-8502 JapanFUKUI,T.,Faculty of Science,Kyoto University,Kyoto 606-8502 JapanMASUI,K.,Faculty of Science,Kyoto University,Kyoto 606-8502 Japan
MATSUMOTO,H.,Faculty of Science,Kyoto University,Kyoto 606-8502 JapanRUNNING TIME:
Total running time of beam (not include beam preparation)2.5days
BEAM REQUIREMENTS:
Particle type: 6 Li
Beam line: G-course
Beam energy: 52.0MeV
Beam intensity: 20nA
1

Abstract
We compare the angular distributions of the cross sections of reaction leading to the 6.92MeV(2+ )and 10.35MeV(4+ ) states of 16 O at 6 Li bombarding energies of 52MeV with DWBA calculation anddetermine α-Spectroscopic Factor and the transferred angular momentum.

1Motivation
質量数が 4N の核、例えば、12 C、16 O、20 Ne などは α 粒子がそれぞれ、3 つ、4 つ、5 つが結合したものと考える α クラスターモデルがある。今までは、44 Ti までの 4N 原子核について、そのモデルで説明される α クラスター準位が実験的に証明されてきた。
今回の実験の目的は、12 C(6 Li, d)16 O 反応を用いて、α クラスター準位を調べることである。理論的、かつ実験的にも励起エネルギーが 6.92MeV と 10.35MeV の状態は α クラスター準位としてわかっている。よって、これらの励起準位を含めた励起状態の α-Spectroscopic Factor を求めて、これらの励起状態が α クラスター準位であることを確かめる。12 C をターゲットとして選んだ理由としては、12 C の (6 Li, d) 反応の断面積は数 mbと他のターゲットに比べてかなり大きく、そのため、膜厚を十分薄くしてもイベントレートは大きくとれる。
つまり、膜によるエネルギー損失が小さくできるので、Resolution を高くできる。また 12 C の膜を比較的容易につくることが出来るというのもある。これらを考慮して、12 C をターゲットとして選んだ。

2

Proposed Measurement
12C(6 Li, d)16 O 反応において励起エネルギーが 6.05MeV から 10.35MeV までの励起状態に関して散乱微分断面積の角度分布を測定する。測定する角度は、10 度から 45 度までを 5 度おきにとるつもりである。DWBA
理論値との比較により、それぞれの 16 O の励起状態への移行角運動量と、α-Spectroscopic Factor を決定する。
Appendix のグラフは違うエネルギーであるが、今回の実験でもこのような結果が得られると思われる。

3Experimental Consideration

3.1

Beam

入射エネルギーは 6 Li の加速限界と、d の曲げ限界、検出器でのエネルギー損失などを考慮して、52.0MeVとする。このとき出てくる deuteron は散乱角度が 10 度のとき、16 O が励起エネルギーが 6.92MeV であれば46.5MeV となり、励起エネルギーが 10.35MeV であれば 42.3MeV となる。電流値は 20nA とする。

3.2

Detector

検出器は上流からワイヤーカウンター、厚さ 3mm のプラスチックシンチレータ、厚さ 32mm のプラスチックシンチレータとなっている。励起エネルギーが 10.35MeV 以下であれば出てくる deuteron のエネルギーは最小になる 45 度で 36MeV 以上となり、3mm のプラスチックシンチレータを通過できる。

23.3

Yield Estimation

主として観測したい 12 C の 6.92MeV および 10.35MeV の励起状態の両方について十分なイールドを得ることを目的とした。
その結果、6.92MeV の励起状態の方が微分断面積 [1] が 10.35MeV の励起状態より小さいので、6.92MeV の励起状態の微分断面積をもとに、立体角、ターゲットの膜厚、および測定時間を以下のように見積もった。

3.4

角度 [deg]

断面積 [μ barn]

立体角 [mstr]

Yield[10−3 count/sec]

測定時間 [hour]

10520

1.2190115202530354045580
480330180803020

1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
2.4
2.4

210170120642921141111.5
1.5
1.51.5Resolution

スリットの幅によるエネルギーの dispersion は 60keV で、target の厚さによるエネルギー損失によるエネル
ギーの幅は 41.5keV であり、ワイヤーカウンターと磁石の間の空気層によるエネルギーの拡がりは 5keV であり、これらを考慮すると、全分解能は 73keV となる。

3.5

Measured Angles

散乱微分断面積が後方では小さいため、前方から後方の全てにおいて測定すると実験時間が大幅にたりない。
よって実験時間との兼ね合いから、10 度から 45 度までを 5 度おきに測定することにする。

3.6

Beam Time

ビームタイムは総計で 2 日半と見積もられる。内訳はテスト用ビームタイムが 1 日半とデータ測定が 1 日である。微分断面積、立体角は 3.3 で書いたとおりである。

4Scheduling
本実験は 4 回生による卒業研究であるので、解析、まとめを含めて年度内に終わることを考慮して、実験は2004 年 1 月中旬以降出来るだけ早い時期を希望する。

3

Reference[1] F.D.Becchetti, J.janecke, C.E.Thorn, Nucl.Phys.A305,313(1978)[2] A.Cunsolo, A.Foti, G.Pappalardo, G.Raciti, N.Saunier,Phys.Rev. C18, 856 (1978)

4

Appendix

fig 1: Experimental angular distributions and DWBA results for the 12 C(6 Li, d) reaction[2]5