¡
;5 ë Å= k{ ¿ ?ö n ÚP ] K ¡8 ý ô½ Û Ê Ý ¹ ÅT ê s
»ø ¶ B¾ 6 Ò
∗"
fÖ ¦@ / < Æ § Ó ü to ;ë H < ÆÂ Ò, " fÖ ¦ 151-742 (2006¸ 7 Z 4 10{ 9 ~ Ã Î6 £ §)
² D
G? / ;^ Ù þ Ó ü to < Æ_ Ö ¸$ í ` ¦ 0 A # ;^ Ù þ ½ + Ë$ í _ s-process, r-process\ ¦ > h ' a ¦ s \ É r ² D G
?
/ ½ ¨_ > h ~ ½ Óî ß ` ¦ ¸Ò o % i .
PACS numbers: 26.30.+k, 26.50.+x, 97.10.Cv Keywords: ;^ÙþÓüto<Æ, Z>_ o, Ùþ½+Ë$í
I. " e  ] Ø
;^ Ù þ Ó ü to (nuclear astrophysics) H " é ¶ è_ > rF q
\
¦ ½ ÓÜ ¼ Ð c Ñ (Big Bang) s Ê ê_ Z > [ þ t_ o õ
&
ñ
(stellar evolution)` ¦ Æ Ò& h H Ä ºÅ Ò ¦ ¦ < Æs .
I
ª > _ â Ä º " é ¶ è (¢ ¸ H 1 l x0 A" é ¶ è[ þ t)[ þ t_ > rF q H î
r$ 3 (meteorite)_ t o < Æ& h ì r$ 3 , ¢ ¸ H I ª F g_ f ¨Ã º Û
¼& 7 à Ô! 3 1 p xÜ ¼ Ð 8 £ ¤& ñ ) a . : £ ¤y Á º î r " é ¶ è[ þ t_ â Ä º î
r$ 3 ? /\ < ÊÄ » ) a B H× ¼Ò ¦ (chondrule)_ " é ¶ è > rF q H I
ª _ Õ ª כ õ B Ä º ¸ ú { 9 u ô Ç [1]. 1952¸ Merrill [2] É r
&
h
Ò o $ í (red giants)[ þ t_ ' a8 £ ¤\ " f I ª > \ " f H & ³ > r
t · ú § H (extinct) _ ß ¼W 1r ¹ ¡ § " é ¶ è[ þ t_ f ¨Ã º Û ¼& 7 à Ô
! 3
` ¦ µ 1 Ï| % i . ° ú É r r l Alpher, Bethe, Gamow [3]
[ þ
t É r Suess, Urey [4] 1 p x\ _ # 8 £ ¤& ñ ) a î r$ 3 (mete- orite)\ < ÊÄ » ) a " é ¶ è[ þ t_ ì r$ 3 õ \ ¦ Ð@ / Ð s " é ¶ è[ þ t _
© @ /& h < Ê| ¾ Ó 7 £ ¤ © @ /& h > rF q H s " é ¶ è[ þ t_ × æ$ í
íS \ ì ø Í6 £ x é ß & h [ þ tõ % i q Y V H © ' a ' a> e 6 £ §` ¦ µ
1
Ï| ¦ z ´+ « >z ´_ Ù þ ì ø Í6 £ x é ß & h õ Z > \ " f_ " é ¶ è_ ½ + Ë
$ í
\ " î S X ô Ç ' aº $ í ` ¦ Ã ºw n % i . s { 9 º _ µ 1 Ï| [ þ t
`
¦ l í # 1957¸ Burbidge, Burbidge, Fowler, Hoyle [
þ
t É r ‘Stellar nucleosynthesis of elements’ H ] j3 l q_ 7 H ë
H` ¦ µ 1 ϳ ð % i [5]. s Ê ê Fowler\ ¦ × æd ô Ç Caltech Õ ª Ò
¨ É r Ö ¸µ 1 Ïô Ç ½ ¨\ ¦ > h # 1983¸ Fowler H ¸6 \ ©
`
¦ ~ Ã Î ¤ .
;^ Ù þ ì ø Í6 £ xs { 9 # Q H ¨ 8 â [ þ t É r > h> h_ Z > _ o õ
& ñ s % i \ ª . c Ñ (primordial), su- pernova, nova, AGB stars, globular stars, white dwarf 1
p
x, D h\ v> ' a8 £ ¤÷ & H supernova ë ß _ à º ¸ K Ô ¦# Q
¦ e Ü ¼ 9 s [ þ t É r ¸¿ º É r ¸| _ Ù þ ì ø Í6 £ x ¨ 8 â 7 £ ¤
∗E-mail: [email protected]
chemical potential, : r ¸, x 9 ¸, time scale 1 p x` ¦ ] j/ B N
>
) a . s Qô Ç ¸| \ " f Ù þ ì ø Í6 £ xs { 9 # Q H r o ¸
¸ " f ª > ) a . pp chain, CNO s 9 þ t, He, O, Ne, Si-burnings, s-process, p-process, r-process, rp- process 1 p x, s ª ô Ç ¸| 5 Å q\ " f { 9 # Q H Ù þ ì ø Í6 £ x É r Ù
þ
Ó ü to z ´+ « >z ´\ ª ô Ç ½ ¨ õ ] j[ þ t` ¦ ] j/ B N > ) a .
Z
>
_ o õ & ñ × æ\ " f íl é ß > _ Ù þ ½ + Ë$ í õ & ñ ( è0 A quiescent process)\ " f ^ o = (Fe)_ ½ + Ë$ í \ s Ø Ô H Ã º è
è õ & ñ (hydrogen burning), 7 £ ¤ pp chain , CNO cycle õ
Helium 1 p x advanced fuel burning õ & ñ ¢ ¸ H hot CNO cycle\ @ /K " f H ² D G? /_ ½ ¨ [ þ ts Y > t : £ ¤& ñ (top- ical)ô Ç õ ] j_ z ´+ « >\ f ç ß ] X Ü ¼ Ð Ã Ð ¦ [6–9] F K
è> h÷ & ¦ e l M :ë H\ s 7 Hë H\ " f H Fe s © _ × æÙ þ (trans-iron heavy nuclei)_ Ù þ ½ + Ë$ í \ ' aº ô Ç s-process, r-process\ @ / # ç ß | Ä Ìy è> h ¦ ô Ç . ;^ Ù þ Ó ü to
ì r _ > h ' a\ @ /K " f H é ß ' : rs < ª Ð $ V , , ë H
"
f& h [ þ ts ´ ú §s Ø ¦ç ß ÷ &# Q e Ü ¼ 9 [1, 10–13] : £ ¤y Waller- stein 1 p x [10] É r BBFH_ 7 Hë Hs µ 1 ϳ ð ) a Ê ê 40¸ ç ß _ s
ì r ½ ¨ ' © S ! ` ¦ d ¸e > & ñ o % i .
II. { ¿ ?¶ ¥V R Ë 5 2² ù± 8 ý 4 mÊ Ý Ç X Ø< 0R 8 ý T
 ] ØX ì Ä y ¢û s Ú (nucleosynthesis network calculation)
"
é
¶ è_ > rF q (abundance)_ s : r& h ¸Ø ¦` ¦ 0 Aô Ç re- action chain_ > í ß \ ' a # H Clayton [14]\ _ K " f
©
[ jy l Õ ü t÷ &% 3 . Fig. 1, 2 H s Qô Ç > í ß _ ô Ç \ V Ð
"
f c Ñ \ " f_ â Ù þ [ þ t_ Ù þ ½ + Ë$ í (primordial nucleosyn- thesis)_ õ \ ¦ · p כ s [15]. þ j H s Qô Ç > í ß _
â ¾ ÓÜ ¼ Ð supernova 1 p x_ explosive site\ " f_ Ù þ ½ + Ë$ í
-100-
reaction network H 1000 7 á x_ Ù þ õ 1ë ß > h_ Ù þ ì ø Í6 £ xs
í < Ê ) a B Ä º ~ ½ Ó@ /ô Ç > í ß s כ ¹½ ¨÷ &l ¸ ô Ç [16].
III. s-process : slow neutron capture process
s-process H Ù þ ½ + Ë$ í \ ' aô Ç # Q õ & ñ × æ\ " f © " î S X
> ¸ ú · ú 9 ì r s . : £ ¤y è0 A ² D G è¨ î + þ A ¸| (lo- cal equillibrium condition)s ¦ { 9 ( H N<σ> = { 9
&
ñ
(N É r abundance, σ H × æ$ í íS \ é ß & h s .) s
H ' a> H í ½ Ól  Ò' ¸ ú · ú 94 R e Ü ¼ 9 × æ$ í _ íS \ é
ß
& h s É r Z O Ã ºÙ þ 7 á x (Magic nuclei)\ " f H abundance_ ' & ñ (peak) & ³ © ` ¦ [ O " î ½ + É Ã º e . z ´] j
Ð H s-process ^ ô Ç& ñ ) a × æ$ í _ / B N/ å LÜ ¼ Ð q ¨ î + þ A
©
I \ " f { 9 # Q l M :ë H\ s local ¨ î + þ A É r Z O Ã ºÙ þ 7 á x (Magic nuclei)` ¦ l & h Ü ¼ Ð L :# Qt ¦ Ò q t$ í Ö ¦ N·σ H é ß >
&
h
Ü ¼ Ð × ¦# Q H . s-Ù þ ½ + Ë$ í É r 8öA (red giant)_ ó ¡ µ
¢
§ è8 £ x (helium burning shell)\ " f { 9 # Q H כ Ü ¼ Ð Æ
Ò& ñ ÷ & ¦ e . s-õ & ñ \ " f è ¸÷ & H × æ$ í H Å Ò Ð ó ¡ µ
¢
§ è Ù þ ì ø Í6 £ x_
22Ne(α,n)
25Mg\ " f / B N/ å L÷ & 9
×
æ$ í _ x 9 ¸ H ∼10
8/cm
3& ñ ¸s .
þ
j H_ s-process_ ½ ¨ H â Ð_ ì rl (path branch- ing)\ ' aô Ç ½ ¨ Ð µ 1 Ï ¦ e [17]. s- â Ð_ ì rl H s- â Ð Ù þ 7 á x[ þ t_ × æ$ í íS \ é ß & h , Z Ô æõ , í S
\
1 p x Ù þ z ´+ « >z ´_ 8 £ ¤& ñ « Ñ÷ rë ß m s-½ + Ë$ í s '
÷
& H Z > _ o é ß > \ É r ¨ 8 â ¸| : \ P % i < Æ ¢ ¸ H Ä »
^
% i < Æ& h ] jì ø Í ¸| \ _ > rô Ç . â Ð_ ì rl H > rF q
\
% ò ¾ Ó` ¦ p } 9 ÷ rë ß m Ù þ ½ + Ë$ í & ³ © (stellar envi- ronment)_ : r ¸\ @ /ô Ç & ñ Ð\ ¦ Å Ò H : r ¸> _ % i ½ + É ¸ ô
Ç .
s-process\ " f_ × æ$ í íS \ É r 20 ∼ 100 keV & ñ ¸_
:
r ¸ (10
8K s © )\ " f { 9 # Q 9 s Qô Ç \ -t _ × æ$ í
é ß & h _ 8 £ ¤& ñ É r z ´+ « >z ´\ " f f ] X 8 £ ¤& ñ s 6 xs 9 - Ù ü t2 x © # 4 s \ O H כ õ & h { © ô Ç × æ$ í c _ y © ¸ (in- tensity) M :ë H - ¢ ¸ô Ç s % ò % i \ " f_ × æ$ í \ -t _ Ù þ ì
ø
Í6 £ x é ß & h _ 8 £ ¤& ñ É r ¦5 Å q × æ$ í 7 £ xd Ð (fast breeder reactor)ü < ° ú É r + þ A " é ¶ Ð_ ½ ¨\ ¸ 9 כ ¹ . ì ø Í Ã
º è è õ & ñ (hydrogen burning), 7 £ ¤ pp chain , CNO
s 9 þ t 1 p x\ ' aº ÷ & H { 9 (charged particle) Ù þ ì ø Í 6
£
x_ â Ä º Gamow \ -t % ò % i _ ì ø Í6 £ x é ß & h ` ¦ f ] X 8
£
¤& ñ H כ É r & ³z ´& h Ü ¼ Ð _ Ô ¦0 p x 9 þ j@ /ô Ç ± ú
É
r \ -t ü < & ³z ´& h Ü ¼ Ð 0 p xô Ç þ j@ /ô Ç y © ¸_ { 9 c ` ¦
½
¨ # 8 £ ¤& ñ ) a ì ø Í6 £ x é ß & h ` ¦ ü @¶ ú (extrpolation) > H
dÜ ¼ Ð # QÖ ¼ & ñ ¸_ Ô ¦S X z ´$ í ` ¦ à ºì ø Í > ) a .
Fig. 1. The reaction network used in primordial nucle- osynthesis calculation.
Fig. 2. Examples of a history of proton-rich nucleosyn-
thesis for light elements [15].
Fig. 3. r-process path showing the kink at the magic number of neutron 50, 82, and 126.
s-Ù þ 7 á x_ Ù þ ½ + Ë$ í ½ ¨ H r-õ & ñ _ ½ ¨\ ¸ B Ä º × æכ ¹
. =
70Zn,
76Ge,
82Se % ! 3 r-õ & ñ \ " fë ß Ò q t
$ í
÷ & H Y > > h_ Ù þ 7 á x[ þ t` ¦ ] jü @ô Ç @ /Â Òì r_ Ù þ 7 á x É r r õ s ¢ ¸ H rp-õ & ñ \ _ K + þ A$ í ÷ &l M :ë H\ r-Ù þ 7 á x_ > rF q _
X <s ' H s ¢ ¸ H rp-õ & ñ \ " f Ò q t$ í ÷ & H Â Òì r` ¦ $ ]
j K l M :ë Hs .
IV. r-process: rapid neutron capture process
Supernova_ íl é ß > ü < ° ú É r ; ¤µ 1 Ï& h ¨ 8 â Ü ¼ Ð × æ
$ í
x 9 ¸ 10
20/cm
3\ ¸² ú H ¨ 8 â \ " f H Ô ¦î ß & ñ Ù
þ
[ þ t_ Z Ô æõ Ö ¦ Ð × æ$ í íS \ Ö ¦s s ` Z }
. s Qô Ç ¨ 8 â \ " f Ù þ ½ + Ë$ í _ â Ð (r-path) H Fig. 3\
"
fü < ° ú s drip line s s Ø Ô> ) a .
209Bi\ " f 7 á x« Ñ
)
a s-Ù þ ½ + Ë$ í õ ² ú o U/Th 1 p x actinide > \ P _ Ù þ 7 á x[ þ t ¸ s
r-õ & ñ \ " f ½ + Ë$ í ) a .
Fe s © _ × æÙ þ \ @ /ô Ç abundance H × æ$ í Z O Ã º (50, 82, 126 1 p x) y y \ ' aº # ¿ º > h m _ ' & ñ (double peak)` ¦ · p . H s-process\ _ ô Ç כ s ¦ É r
H r-process\ _ ô Ç כ X < s כ É r s-peakÜ ¼ ÐÂ Ò'
| 9
| ¾ Óà º 10 ? /t 15 & ñ ¸ É r A á ¤\ è ß . s כ É r drip line Â Ò H\ " f + þ A$ í ) a r- â Ð © _ B [ þ v (kink)[Fig.
3]s r-Ù þ 7 á xs # Q Y V_ Z Ô æõ \ ¦ : x # ) Ã Ì ) a î
ß
& ñ Ù þ \ s Ø Ôl M :ë Hs . r- â Ð © \ " f Z O Ã º Ù þ 7 á x\
"
f B [ þ v (r- â Ð_ / å L ô Ç o)s + þ A$ í ÷ & H " é ¶ É r s-õ
&
ñ
% ! 3 Z O Ã ºÙ þ _ ± ú É r × æ$ í íS \ é ß & h \ l ô Ç
. ¢ ¸ ô Çt H Sn (× æ$ í ì ro \ -t ) ∼ 2 MeV & ñ ¸ _
s [ þ t @ /l & h (waiting point : × æ$ í 8 < Ês × æé ß ÷ &
H & h )\ s Ø Ô 4 ¤ F g (photon bath)\ _ ô Ç (γ, n)ì ø Í 6
£
xs (n, γ) íS \ ì ø Í6 £ xõ ¨ î + þ A` ¦ s ê r .
r-Ù þ ½ + Ë$ í õ & ñ _ © H ë H] j& h É r r- â Ð\ e H × æ$ í
õ e ç (neutron rich) Ù þ [ þ t_ Z Ô æõ Ö ¦, | 9 | ¾ Ó, ì ø Í6 £ x
Q ° ú כ 1 p x_ 8 £ ¤& ñ _ # Q 9¹ ¡ §s . s Qô Ç ° ú כ[ þ t É r õ 1 l q{ 9 _
GSI, p ² D G_ MSU 1 p x : r 1 l x0 A" é ¶ èì ro (ISOL)r [
O
s , projectile fragmentation r [ O \ " f_ RI c r [ O
`
¦ s 6 x # î ß & ñ Ù þ % ò % i (stability valley)\ " f Y > > h_
×
æ$ í \ ¦ 8 H X < H $ í / B N % i t ë ß f ¸ z ´] j_ r- â
Ð (path)_ = å Q (× æ$ í drip line s 7 £ ¤ Sn∼2 MeV)
t 9 כ ¹" é ¶ . z ´] j s Qô Ç ì rF g < Æ ½ ¨\ ¦ 0 A K
ISOL 1 p xÜ ¼ Ð Ô ¦î ß & ñ Ù þ 7 á x` ¦ Ò q tí ß H X < H × æ$ í \ ¦ ô
Ç > h 8 8 H X < Ò q t$ í | ¾ Ó É r 10ì r_ 1 & ñ ¸m b # Q .
© $ í / B N& h â Ä º H CERN_ ISOLDE_ â Ä º Ð Ò q t$ í
)
a RI Ù þ 7 á x[ þ t` ¦ Æ ÒØ ¦ H ´ òÖ ¦` ¦ Z }s H X < Å Ò§ 4 # × æ
$ í
Z O Ã º N=50 õ N=82 \ ' aº ) a @ /l & h (waiting point) Ù þ 7 á xÜ ¼ Ð" f
80Zn,
130Cd_ Z ì ø Íy l \ ¦ $ í / B N& h Ü
¼ Ð 8 £ ¤& ñ % i .
r-Ù þ 7 á x_ > rF q W 1à Ô0 >ß ¼ > í ß \ 9 כ ¹ô Ç @ /Â Òì r_ (r-
â
Ð Ù þ 7 á x\ @ /ô Ç) X <s ' H Å Ò Ð s : r& h > í ß \ _ > r
HX < Z Ô æõ : £ ¤$ í 1 p x_ s : r& h > í ß É r 1 l x < ÊÃ º_ D ¥
½ +
ËÒ ¦ (admixing)\ B Ä º \ V ô Ç ' a> Ð RPA (Random Phase Approximation) 1 p x ¦/ å L ½ ¨ ¸> í ß ` ¦ t · ú §Ü ¼ î
ß
÷ & 9 " f Ù þ ½ ¨ ¸ (nuclear structure) s : r\ ¸ ¸
& h õ ] j ) a [31].
V. : g4 X ì Ä ô½ Û
70¸ @ / × æì ø ÍÂ Ò' 80¸ @ / Ê êì ø Í " é ¶ Ð ¦\ _ ô Ç @ /
×
æ_ l x ü < 1 l x" fÍ t _ ü <K Ð Ù þ Ó ü to H û Z| Ã Ì % i ¦ [ j
>
_ ´ ú § É r Ù þ z ´+ « >z ´s ` W÷ &% 3 . 7 £ ¤ t è ß [ jl _ Ù þ Ó ü t o
< Æ É r \ -t (" é ¶ § 4 ) ë H] j Å Òכ ¹ 1 l x s % 3 HX < s Q ô
Ç 1 l xl [ þ ts 0 A» ¡ ¤÷ &% 3 l M :ë Hs % 3 . Õ ª Q s ] j ;ë H
<
Æs Õ ª o \ ¦ @ / # Ù þ Ó ü to < Æ [ þ t\ > D h Ðî r 1 l x l
\ ¦ ] j/ B NK Å Ò ¦ e H ! l rs .
Hubble, ASCA, Chandra, Subaru 1 p x r F g ' a8 £ ¤ è (visible ray observatories), Comptel, X- , y ' a8 £ ¤
è, Õ ªo ¦ Kamiokande, Grande-Sasso, SNO 1 p x × æ$ í p
' a8 £ ¤ è[ þ ts Ð? /Å Ò H 8 £ ¤& ñ « Ñ H Z > _ o õ & ñ õ Ä
ºÅ Ò_ o õ & ñ ` ¦ s K 9 H s : r& h Ö ¸1 l x x 9 z ´+ « >z ´ _
Ù þ ì ø Í6 £ x 8 £ ¤& ñ \ _ ô Ç Ö ¸1 l xÜ ¼ Ð s # Qt ¦ e .
r ´ ú ;ë H ' a8 £ ¤ & ³ © õ Ù þ z ´+ « >z ´ (Ù þ z ´+ « >z ´\
"
f_ Ù þ ì ø Í6 £ x é ß & h 8 £ ¤& ñ ) Õ ªo ¦ modelling (s : r: Ù þ ì
ø
Í6 £ x dataü < hydrodynamics condition\ H ô Ç > rF q _
> í ß )_ 0 A{ 9 ^ _ / B N1 l x \ O Ü ¼ Ð s À Ò# Qt H כ s
¸Z þ t± ú _ ;^ Ó ü to < Æs . s X O > # Q ì r _ a ?1 l xs s
À Ò# Qt H כ É r F K[ jl < Æë H_ D h Ðî r J Q e s l ¸
. s ] j ` W÷ &% 3 ~ Ù þ z ´+ « >z ´[ þ ts " f" fy Ö ¸1 l x` ¦ F
>
h ¦ ¾ ÓÊ ê Ù þ Ó ü to H D h Ðî r ¸ ` ¦ ´ ú s ½ + É ï rq \ ¦
¦ e Ü ¼ 9 (s Qô Ç z ´+ « >z ´[ þ ts èÒ q t > ÷ & H × æכ ¹ô Ç s Ä
» × æ H ;^ Ù þ Ó ü to z ´+ « > É r ;^ Ù þ ì ø Í6 £ x_ : r ¸\
©
{ © H ± ú É r \ -t _ 5 Å ql 9 כ ¹ l M :ë Hs .)
¢
¸ D h Ðî r r [ O [ þ ts | w n ÷ & ¦ e .
Ã
Ð ¦ Ð þ j H\ ² D G? /\ C í ) a ô Ç Ð ¦" f [18]\ _
14 > h² D G 24 > h ½ ¨z ´s RI c r [ O ` ¦ Ã ºw n × æs
1 l x× æ\ e . B 2 ¸ > hþ j÷ & H ;^ Ù þ Ó ü to ² D G] j d
ít ¹ ¡ § NIC (Nuclei In the Cosmos) H 1987¸ B³ 1 Ñ_ Crete\ " f r # 2006¸ 6 Z 4 Û ¼0 AÛ ¼ CERN\ " f 10
P : ² D G] j r_ > hþ j÷ &% 3 .
———————————————————
NIC conferences:
1987 Crete
1990 Baden/ Wien 1992 Karlsruhe 1994 Grande-Sasso
1996 Notre Dame: 192 participants[27 country], 122 papers 1998 Volos
2000 Aharus
2002 Fuji-Yoshida: 201 participants[23 country], 171 papers 2004 Vancouber
VI. ¡ ;5 ô½ Û Ê Ý ¹ ÅT ê s
õ
² D G? / Ù þ Ó ü to _ g Ë >^ " é ¶ É r Á º% Á Ð ¸ 5 Å ql _
 ÒF M :ë Hs % 3 . Ô ¦õ 10 ¸ t ¸ ² D G? /_ Ù þ Ó
ü
to z ´+ « >` ¦ 0 Aô Ç 5 Å ql r [ O É r " fÖ ¦@ /ü < Â Òí ß @ /\ [ O u
) a 300 kV è+ þ A ì ø ÍX <Õ ª á Ô ¦ s % 3 Ü ¼ 9 2 £ §@ /
Ð c Ñ õ ' aº ) a Y > Y > ;^ Ù þ Ó ü to z ´+ « >[ þ t [19]` ¦
"
f s ì r § 4 s C Ø ¦÷ &% 3 . Õ ª Q { © r _ Ù þ Ó ü to _
â
¾ Ós & h ¦\ -t 5 Å ql \ ¦ כ ¹½ ¨ H @ / Ó ü to < Æ Ü
¼ Ð u Ä ºu H â ¾ Ó M :ë H\ ² D G? / © S ! É r 8¹ ¡ ¤ # Q 9¹ ¡ §\
%
# e % 3 ¦ Ò q ty ) a . 7 £ ¤ H ½ © ¸_ 5 Å ql \ ¦ | w n
l 0 AK " f H Õ ª\ É r 6 x e # Q HX < Õ ªX O t
3 l wô Ç & ñ s ¦ 5 Å ql \ O Ü ¼m ´ ú § É r § 4 ` ¦ C Ø ¦½ + É Ã
º \ O H í H¨ 8 s % 3 . Õ ª Q þ j H_ ;^ Ù þ Ó ü to < Æ_
@
/¿ º Ð s Qô Ç â ¾ Ó É r s ¿ º t \ " f © { © y > h
÷
& H ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð â ìØ Ô H כ ° ú ¦Á º& h s . \ -t & h
É
r 5 Å ql _ Ä »6 x$ í s @ /¿ º÷ & H כ õ , í ½ Ó F g" é ¶6 x 5 Å q l
_ | w n ` ¦ > l Ð 5 Å ql \ @ /ô Ç l Õ ü ts & h » ¡ ¤& h ÷ &
¦ e Ü ¼ 9 ª ô Ç 7 á xÀ Ó_ 5 Å ql y l ' a\ ì rí ß & h Ü ¼
Ð ¸{ 9 ¢ ¸ H | w n H dÜ ¼ Ð" f ² D G? / ;^ Ù þ Ó ü to < Æ_ p A
H µ 1 ß t ¦ e H ! l rs . í ½ Ó_ 100 MeV + þ A
5 Å
ql , " é ¶ § 4 # î " é ¶_ 50 MeV cyclotron (proton, alpha),
" é ¶ ½ ¨ è_ 1.7 MV Pelletron & ñ 5 Å ql (proton, × æ {
9
)," fÖ ¦@ /_ 3 MV AMS 5 Å ql (proton, × æ{ 9 ), ¢ ¸ ô
Dz D G" é ¶ § 4 ½ ¨ è (KAERI)\ H ^ > hµ 1 Ïô Ç 10 MV í
¸ 5 Å ql e ¦, q 5 p wô Ç \ -t _ 5 Å ql (microtron) " é ¶ § 4 # î " é ¶ (KCCH)\ ¸ q u ÷ &# Q ½ ¨
6 xÜ ¼ Ð ¨ 8 ` ¦ ¸Ò o× æ\ e . ô Ǽ # ² D G? / 5 Å ql ' aº ]
j l Õ ü t É r / B N l Õ ü t, $ 3 ] j l Õ ü t, s : r" é ¶ l Õ ü t 1
p
x 2 £ §@ / Ð H µ 1 Ï s e % 3 Ü ¼ 9 Õ ª ô Ç \ V Ð & ³F
&
ñ
` v_ ô Dz D G" é ¶ § 4 ½ ¨ è_ ì r" é ¶ ~ ½ Ó 0 p x G ' p' \ H 30 MeV s ß ¼ Ðà Ô : r5 Å ql ² D G? / _ l Õ ü t Ð ] j [ O u
÷
& ¦ e Ü ¼ 9 _ ¢ - a$ í é ß > \ s Ø Ô! 3 . " f s ] j Ó ü t o
< Æ ì r _ 5 Å ql s 6 x H ] j l Õ ü t Ð H ½ ¨ _
~ ½ Ó (Û ¼& 7 à Ô ÐB j _ [ O > 1 p x)_ { 9 , r ´ ú 5
Å
ql Ó ü to Ù þ Ó ü to ½ ¨\ Ð \ P × æ½ + É Ã º e H & ñ
©
C ¸\ ¦ ² ú w n = Ã º e # Q, · ú ¡Ü ¼ Ð ² D G? / Ù þ Ó ü to ì r ½ ¨ _
q & h µ 1 Ï s l @ / ) a . Õ ª Q & ³ é ß > \ " f H ² D G
?
/ ;^ Ù þ Ó ü to ½ ¨\ ¦ & ñ Ã Ìr v l 0 AK " f H Ä º § 4
`
¦ C ª ¦ 6 £ § é ß > Ð RI r [ O 1 p x Ð H ½ © ¸_ r [
O
[ þ t` ¦ ¸Ò o H כ s í Ho { 9 כ s . " f § 4 ª $ í
`
¦ 0 Aô Ç Y > t > h ~ ½ Óî ß [ þ t` ¦ 0 A\ \ P ô Ç ² D G? /_ #
Q # | ` ¦ % i ¿ º\ ¿ º ¦ 6 £ §õ ° ú s º K Ð ¤ .
VII. ¡ ;5 ë Å= k{ ¿ ?ö n ÚP 8 ý ¾M ¹ Å4 U ê s m
Ä
º § 4 C ª ` ¦ 3 l q& h Ü ¼ Ð ;^ Ù þ Ó ü to < Æ` ¦ r
H ~ ½ Óî ß [ þ t` ¦ Y > t ¸Ò oK Ð ¦ ô Ç .
[1] ' Í P : H s-processü < ' aº ) a × æ$ í Ù þ ì ø Í6 £ x z ´+ « >s
. 1 l q{ 9 _ Karlsruhe ½ ¨ è H t F K t s- â Ð © _
´ ú
§ É r Ù þ 7 á x[ þ t\ @ /ô Ç (n, γ) é ß & h ` ¦ 8 £ ¤& ñ K M ® o [20].
Õ
ª Q 8 ´ ú § É r © Ã º" î RI Ù þ 7 á x[ þ t\ @ /ô Ç 8 £ ¤& ñ s 9 כ
¹ 9 þ j H s- â Ð_ ì rl (s-path branching)\ @ /ô Ç
×
æכ ¹$ í s @ /¿ ºH d\ ô Ç8 £ x 8 & ñ S X ¸ Z } É r é ß
&
h
_ 8 £ ¤& ñ s כ ¹½ ¨÷ & ¦ e . à Р¦ Ð Karlsruhe ½ ¨ è _
ì ø ÍX <Õ ª á Ô 5 Å ql z ´+ « > r [ O ` ¦ Fig. 4\ ? /% 3 .
s
[ þ t (n,γ) Ù þ z ´+ « >` ¦ 0 Aô Ç ² D G? /_ × æ$ í H" é ¶, ¢ ¸ H r
[ O ` ¦ \ P 6 £ §õ ° ú .
. í ½ Ó_ 100 MeV 5 Å ql LINAC/TOF r [ O
\
" f white neutron }_ r [ O s s p [ O u ÷ &# Q e Ü ¼ 9 [21] s r [ O É r $ í 0 p x \ " f p ² D G_ Oak Ridge ² D Gw n ½ ¨
è_ ORELA, 6 \ t ¹ ¡ §_ GELINA r [ O õ Ä » ô Ç r [ O
Fig. 4. Experimental facility in Karsruhe Institute, Ger- man.
s
.
. " ¶ é ½ ¨ è (KIGAM)_ 1.7 MV Pelletron É r T (d,n) Ù þ ì ø Í6 £ xÜ ¼ ÐÂ Ò' 14 MeV × æ$ í ü < TOF z ´+ « >` ¦ 0
Aô Ç chopper/buncher r [ O ` ¦ [ O u % i [22].
. " é ¶ § 4 # î " é ¶ (KCCH) É r
9Be (p,n)Ù þ ì ø Í6 £ x\ _ ô Ç é
ß
Ò o × æ$ í r [ O ` ¦ ÐÄ » ¦ e [23].
. ¢ ¸ " é ¶ § 4 # î " é ¶ (KCCH)_ microtron 5 Å ql
\
¦ 6 xô Ç electro production (e, e
0n) ¸ ¦ 9K ^ ¦ Ã º e
[24].
[2] Ñ ü tP : H activation z ´+ « >s . s כ É r þ j H + ù Ao Debrecen Ù þ ½ ¨ è\ " f [25] p (proton)-process\ ' aº
)
a
144Sm (p, γ) é ß & h 1 p x` ¦ s Qô Ç ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ % i
. $ \ -t \ " f_ · ú { 9 _ íS \ ì ø Í6 £ x É r é ß & h s B
Ä º & h # Q : x © & h © q \ _ ô Ç : r > 8 £ ¤ (elec- tronics) ~ ½ ÓZ O Ð polyethylene 1 p x` ¦ s 6 xô Ç · ú { 9 _ à
ÔÏ þ ` ¦ ' a¹ 1 Ï H ~ ½ ÓZ O ` ¦ G × þ % i . s ü @ p-process\
'
aº ÷ & H path_ Ù þ 7 á x\ @ /ô Ç (p, γ) 1 p x\ @ /ô Ç activa- tionz ´+ « > ¸ ¦ 9K ^ ¦ ë ß .
p-process z ´+ « >_ É r \ V Ð H 1 l q{ 9 Darmstadt ½ ¨ è _
í ¸ 5 Å ql (superconducting microtron fa- cility S-DALINAC)\ ¦ 6 xô Ç ´ ú § É r activation z ´+ « >` ¦ [ þ t Ã
º e [26]. ² D G? /\ ¸ s ü < $ í 0 p xs Ä » ô Ç í ¸
5 Å ql r [ O s " é ¶ § 4 ½ ¨ è (KAERI)\ s p [ O u ÷ &# Q e
[27]. í ¸ 5 Å ql H Z } É r duty factor Ð ~ ½ ÓØ ¦÷ &
H c _ : £ ¤$ í Ü ¼ Ð z ´+ « >\ l 6 x÷ & H F g ´ òÖ ¦s B Ä º Z }
. Activation z ´+ « >` ¦ 0 AK " f ¿ º 5 Å ql _ $ í 0 p x` ¦ q § K
Ð S-DALINAC (10 MeV, 40 µA, photon flux 10
5keV cm
2) õ KAERI (10 MeV, 1∼10 mA) X < KAERI
5 Å ql \ " f Ð H F g c y © ¸\ ¦ l @ /½ + É Ã º e .
]
j1 l x4 ¤ (Bremstrahlung)\ ¦ 6 xô Ç activation z ´+ « >
_
6 £ § é ß > Ð © í ¸ 5 Å ql \ ³ ðt F g (tagged photon) r Û ¼% 7 [28]` ¦ [ O u ½ + É â Ä º 2 ∼ 8 MeV _
é ß Ò oF g F g \ ¦ % 3 ` ¦ Ã º e Ü ¼ 9 s כ É r (γ, p), (γ, α), (γ, n) 1 p x r-process, p-process ½ ¨\ B Ä º a % ~ É r r [ O s
| ¨ c כ Ü ¼ Ð : r . Actinide > \ P É r r-process\ " f ½ + Ë$ í
÷
& 9 > rF photofission é ß & h \ @ /ô Ç t d É r actinide
>
\ P _ Ò q t$ í q \ ¦ \ V8 £ ¤ H 9 Ã º& h « Ñs . Photon
\
-t % ò % i (sub barrier)\ " f_ photofission_ data H
&
³F Á ºô Ç z ´& ñ s . " f
238U/
232Th_ Ò q t$ í q (production ratio) H cosmochronology ½ ¨ [29]\ © כ
¹} © ÷ & H כ ¹ ès t ë ß & ³F Ð" f H c ç $ í e H # Q " \ V 8
£
¤ ¸ ½ + É Ã º \ O H z ´& ñ s .
[3] ! Ó P : H r-process\ ' aº ) a s : r& h > hµ 1 Ïs . z ´+ « >
Ö
¸1 l x_ > hü < # î ' # Ù þ ½ ¨ ¸\ @ /ô Ç s : r& h ] X H` ¦ 0
A # reaction network calculation 1 p x @ /6 x| ¾ Ó computer
>
í ß Ü ¼ Ð Ä º Ø ¦µ 1 Ï H ~ ½ Óî ß s .
VIII. + s Ç Â ] Ø
t
F K t À Ó % i © ;^ \ ' aô Ç õ < Æ [ þ t_ d _
µ 1 Ï s ´ ú Ð d _ t ¨ î s q & h Ü ¼ Ð V , ) t H é
ß
> \ ¦ © F G& h Ü ¼ Ð ³ ðØ ¦K M ® o . & ³@ / õ < Æ_ r
Galileoü < Copernicus_ + À :" î s Õ ªX O ¦ ¾ » _ ë ß À Ó
§ 4 Z O g Ë :õ Õ ª\ É r Cavendish_ ë ß À Ó § 4 © Ã º 8 £ ¤& ñ , Kepler_ ] j 3Z O g Ë : É r ç ß s Z > _ | 9 | ¾ Ó` ¦ $ Ö ¦| 9 ½ + É Ã º e
> % i . þ j H\ H Pensia_ Ä ºÅ Ò C â 4 ¤ _ 8 £ ¤& ñ Ü
¼ Ð Ä ºÅ Ò_ ¸ ª (cosmic spectroscopy) t ¸ · ú à º e
>
÷ &% 3 .
1988¸ { 9 : r RIKEN (s o < Æ ½ ¨ è)\ Ring cy- clotrons [ O u ) a Ê ê Ö ¸6 x > hr \ ¦ l ¥ Æ ¦ JHPá Ô Ð# o à
Ô (Japan Hadron Project)_ Ø ¦# 3 ` ¦ l ¥ Æ l 0 AK " f 1
l
x â @ /\ " f { 9 : r\ " f H % 6 £ §Ü ¼ Ð s ì r _ ² D G] j d í t
¹ ¡ § [30]` ¦ > hþ j % i . s 1 l x â @ / d ít ¹ ¡ §` ¦ u
"
f { © r RIKEN è © s % 3 ~ o (Arima) §Ã º H“Do nuclear physics” " f : r \ ¦ Á ºo % i . Õ ª ÐÂ Ò '
20¸ s f Ë! 3 . ² D G? /\ H f ¸ ;^ Ù þ Ó ü to _ r
1 l
x` ¦ 3 l w ¦ e . r s ì ø Ís ¦ Ù þ ì ø Í6 £ x network > í
ß
s ¸ r % i Ü ¼ H | Ã Ðs . s Qô Ç s : r& h
>
í ß ` ¦ Ä ºo 2 £ §@ / Ð K Ð ¦ 9 כ ¹ô Ç é ß & h ` ¦ ¸Ò oK
Ð ¦ Õ ªA " f 8 £ ¤& ñ \ 9 כ ¹ô Ç 5 Å ql \ ¦ × þ ¦ [ O >
¦ ] j K Ð H כ s # Qb Ht Ò q ty K : r . s 7 Hë H` ¦ ï r q
H > l Ð s ì r _ ² D G? / & ³S ! ` ¦ Ñ ü t Q Ð ¦ 2 £ §@ /
Ð & ñ o ¦ ¾ ÓÊ ê µ 1 Ï ~ ½ Ó ¾ Ó` ¦ ¸Ò oK Ð ¤ . Ù þ ½ + Ë$ í 7 £ ¤
;^ Ù þ Ó ü to < Æ É r Ù þ Ó ü to _ 6 £ x6 xs l Ð H Ù þ Ó ü to
^
¦ Ð ¸ a % ~` ¦ כ ° ú . = å QÜ ¼ Ð Qt · ú § É r © A \ ² D G
?
/ r [ O \ " f 8 £ ¤& ñ ) a ´ ú § É r ;^ Ù þ Ó ü to ½ ¨ õ ² D G] j
r_ \ " f µ 1 ϳ ð| ¨ c כ ` ¦ l @ /K : r .
Y c
p w à U Ø ô
[1] W. S. Broecker, How to Build a Habitable Planet (Lamont-Doherty Earth Observatory of Columbia University, Palisades, NY 10964).
[2] P. W. Merrill, Science 115, 484 (1952).
[3] R. A. Alpher, H. A. Bethe and G. Gamow, Phys.
Rev 73, 803 (1948).
[4] H. E. Suess and H. C. Urey, Rev. Mod. Phys. 28, 53 (1956).
[5] E. M. Burbidge, G. R. Burbidge, W. A. Fowler and F. Hoyle, Rev.Mod. Phys. 29 547 (1957).
[6] S. H. Park, et al., Nucl. Phys. A 718, 113 (2003).
[7] J. Y. Moon et al., Nucl. Phys. A 758, 158 (2005).
[8] K. I. Hahn et al., Phys. Rev. C 54, 1999 (1966).
[9] S. Kunbono et al., Nucl. Phys. A 758, 733 (2005).
[10] G. Wallerstein, et al., Rev. Mod Phys. 69, 995 (1997).
[11] New Uses for Low-Energy Accelerators, monogram prepared by the AD HOC panel on New Uses for Low -Energy Accelerators of the committee on Nu- clear Science National Research Council (National Academy of Sciences, Washinton D.C., 1968).
[12] M. Wiescher, P. Regan and A. Aprahamian, Physics World 15, 33 (2002).
[13] C. E. Rolfs and W. S. Rodney, Cauldrons in the Cosmos-Nuclear Astrophysics (University of Chicago press, 1988).
[14] D. D. Clayton, Principles of Stellar Evolution and Nucleosynthesis (New York: McGraw-Hill, 1968).
[15] T. Kajino, G. J. Mathews and G. M. Fuller, In proceeding. of American Chemical Society Nuclear Chemistry and Technology Division symposium,
’Origin and Distribution of the Elements,’ edited by G. J. Mathews (New Orleans, World Scientific, 1987).
[16] S. E. Woosley, A. Heger, T. Rauscher and R. D.
Hoffman, Nucl. Phys. A 718, 3c (2002).
[17] F. Kaeppeler, Nucl. Phys. A 621, 221c (1997).
[18] C.S. Lee, Working Group Report: The planning of National Nuclear-Science Research Center. (2003).
[19] J. H. Choi et al., Sae Mulli 35, 604 (1995); J. Y, Huh et al., Sae Mulli 36, 309 (1996); D. H. Park et al., Sae Mulli 34, 612 (1994); H. C. Jung et al., Sae Mulli 33, 295 (1993); H. Park et al., Sae Mulli 32, 171 (1992); M. Y. Youn et al., Nucl. Phys. A 533, 321 (1991), Z. H. Ha et al., Sae Mulli 31, 651 (1991);
J. U. Kwon et al., Nucl. Phys. A 493, 112 (1989); S.
Hyun et al., Sae Mulli 29, 563 (1989); C. B Moon et al., Sae Mulli 27, 416 (1987); S. C. Jeong et al., Sae Mulli 24, 410 (1984); S. K. Rha et al. 25, 394 (1985); S. P. No et al., Sae Mulli 25, 388 (1985).
[20] F. Kaepler et al., Atomic Data and Nucl. Data Ta- bles 76 70 (2000).
[21] V. Skoy, Y. S. Lee, H. Kang, M. H. Cho, I. S. Ko, W. Namkung, G. Kim, R. Machrafi and D. So, In proceeding of 2002 Workshop on Nuclear Data Pro- duction and Evaluation, (Pohang Accelerator Labo- ratory, Pohang, 2002) p.37.
[22] G. D. Kim, W. M. Hong, H. W. Choi, H. J. Woo, J. K. Kim and J. H. Chang, In proceeding of 2002 Workshop on Nuclear Data Production and Eval- uation, (Pohang Accelerator Laboratory, Pohang, 2002) p.73.
[23] J. S. Chai, In proceeding of 2002 Workshop on Nu- clear Data Production and Evaluation, (Pohang Ac- celerator Laboratory, Pohang, 2002) p.149.
[24] J. S. Chai, private communication.
[25] E. Somorajai, Zs Fulop, A. Z. Kiss, C. Rolfs, H-P.
Trautvetter, U. Greife, M. Junker, M. Arnould, M.
Rayet, H. Oberhummer, Nucl. Phys. A 621, 293c (1997).
[26] P. Mohr, T. Rauscher, K. Sonnabend, K. Vogt and
A. Zilges, Nucl. Phys. A 718, 243c (2002); P. Mohr,
et al., Phys. Letts. B 488, 127 (2000).
[27] B. C. Lee, Y. U. Jeong, S. H. Park, Y. H. H and Y. H. Kang, Advanced Technology (Department of Physics) 15, 21 (2006).
[28] J. W. Knowles, et al., Nucl. Instr. and Method. 193, 463 (1982).
[29] K. Takahashi, Nucl. Phys. A 718, 325 (2003).
[30] Proc. of international symposium on Heavy Ion Physics and Nuclear Astrophysical Problems, Edited S. Kubono, M. Ishihara, T. Nomura editions, (University of Tokyo, Tokyo, (1988).
[31] AP. J. Kratz 403, 216 (1993).
Present Status of and Future Prospect for Nuclear Astrophysics in Korea
Jong Chan Kim
∗School of Physics and Astronomy, Seoul National University, Seoul 151-742 (Received 10 July 2006)
A brief introduction to the s- and the r-processes for the formation of heavy elements in stars is given, followed by a few experimental suggestions, in order to promote nuclear astrophysics programs in Korea.
PACS numbers: 26.30.+k, 26.50.+x, 97.10.Cv
Keywords: Nuclear astrophysics, Stellar evolution, Nucleosynthesis
∗E-mail: [email protected]
