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新元素の発見

新元素113番

これまで確認されている元素より、さらに重い113番元素の発見に成功しました。世界最高のビーム強度を有する理研重イオン線形加速器（RILAC）とガス封入型の反跳分離装置（GARIS）を使った研究成果 です。
本研究の目的は原子番号113の原子核を合成するという単純なものですが、その困難は、目的とする原子核の生成確率が極端に小さいこと、生成に最適なエネルギーを的確に予測し精度良く照射することです。そのためには、標的となる原子核とビームの原子核を多数回衝突させる必要があります。
RILACによって加速された亜鉛イオンをビスマスに衝突させました。80日間にもおよぶ連続照射実験を続け、1個の113番元素が合成されました。

 

新元素の発見は、目的とする原子核のできる確率が極端に小さいためとても困難です。世界中でその発見を競っています。
113番元素の場合、原子核同士を100兆回も衝突させる必要がありました。

元素発見に貢献した装置群

上記RILAC、GARISに加え多くの装置群のおかげで113番元素発見に貢献しました。
GARISは高強度の入射粒子や目的外の生成粒子を排除して、目的粒子のみを検出部に導きます。検出器はα線や核分裂片のエネルギーだけでなく、放出位置を同定して、1つの原子核から反応が起きたことを確認しています。

RILACの前段に、新たにECRイオン源と呼ばれる強力なビーム源の開発に成功したことと、ECRイオン源とリニアックの間に可変周波数RFQと呼ばれる新方式の前段加速器の開発に成功したこととが、大強度ビームの安定供給に決定的な役割を果たしました。
この成功の鍵を担う入射器、RILACの高度化。そして研究者自ら設計する優れた装置。これらがあいまって得られた成果は周期表に名を残すことができるかもしれないところまできました。

装置群ギャラリー

元素発見のこれから

新元素の認定には国際純正・応用化学連合 (IUPAC)と国際純粋・応用物理学連合（IUPAP）の合同作業部会の認定が必要となります。そのため現在我がチームはもちろん、世界中で追試に取り組んでいます。
これまで発見された元素の中で日本での物がありませんでした。今回認定されることになれば我が国初の元素発見となることでしょう。

 

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