| Press Release | 理化学研究所 平成１１年７月１５日 |
| 48Caによって引き起こされる反応による 超重元素（原子番号114 ）の合成 |
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１）原子核は、陽子と中性子から構成されている。原子番号が増大していくと陽子の持つ＋の電荷による反発力のために一つの原子核として存在できなくなり、核分裂を起こしてしまうようになる。従って原子核の原子番号には上限が存在する。液滴モデル（原子核を１つの水滴のようなものと考える模型）では原子番号が102 を超えるような核は存在しえないことになっている。しかし、現実には1996年までに112 番の元素まで見つかっている。それは原子核が液滴モデルで表される平均的な力だけでその性質が決まっているのではなく、個々の陽子や中性子（核子）が、軌道運動をしていることによって現れてくる性質も持っており（殻効果）、まさにその効果によって原子番号が102 を超えるような重い核は存在している。それではいったい原子番号の上限はどこにあるのだろうか？これは原子核の研究にとって大変興味のあるテーマとなっている。 ２）原子核には魔法数と呼ばれる数が存在する。陽子では 2、8、20、28、50、82、中性子では 2、8、20、28、50、82、126 が知られており、核はその数の核子を持つ時に特別な安定性を示す。理論家は次の魔法数として陽子数 Z = 114, 中性子数 N = 184 を予言しており、まさにその Z = 114, N = 184 の核の半減期は数年におよぶことを予言した。 ３）N = 184 の安定性を実験的に証明するため、有望な入射ビームとして中性子過剰な 48Ca がある。有利と言われながら新元素の合成へ向けた 48Ca ビームを用いた試みは、これまでにはこれといった成果は上げられなかった。これまでは 48Ca ビームの強度が充分でなく、結果として実験の感度が上げられなかったことが原因であることが分かった。フレロフ核反応研究所では、ここ数年この 48Ca ビームの大強度化に取り組んできており 4×1012 イオン／秒と充分高感度の実験が行なえるようになった。 ４）今回、このフレロフ核反応研究所の実験施設を使用して、プルトニウム242 を標的とし 、48Ca ビームを用いて原子番号114 の同位体の合成を試みた。32日間にわたり 48Ca の総照射量で 7.5×1018 の照射を行なった。その結果 48Ca + 242Pu → 287[114] + 3n 反応からと考えられる同位体からのα崩壊とそれに引き続く自発核分裂※が２現象観測された。α崩壊の半減期は約５秒であった。 ５）これに先立つ実験で 48Ca + 238U → 283[112] + 3n 反応で生成された核283[112]が自発核分裂することが確かめられている。この核283[112]は、プルトニウム242を標的として作られたと考えている核287[114]のα崩壊の娘核になっており、このことから今回生成されたものが287[114]であることは充分に確からしい。 ６）また今年始め、フレロフ核反応研究所で合成が報じられた、同じ原子番号の、質量数289 、中性子数175 、約20秒の半減期の同位体とあわせて考えると中性子が２つ増えることによって半減期が約４倍増えていることがわかった。このことから予想される次の魔法中性子数184 へ向けて173 から175 へと中性子数の増大につれて核の安定性が増大していることを実験的に証明することができた。 ７）自然に存在する安定核のビームを用いて N = 184 に到達することは出来ない。近い将来、理化学研究所が建設を進めているRIビームファクトリー等から供給される中性子過剰な不安定核を用いた反応でこの魔法数の安定性に迫ると同時に、日本主導で新元素の合成を図りたい。
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