金属中での低エネルギーd+d反応の研究

摘要

金属中核反応率異常増大の原因究明のため、金属（インジウム、錫、鉛、ビスマス）にE_d = 3.3 - 20 keVの重水素分子ビームを照射し、金属内で発生する重陽子と重陽子の核融合反応(d + d反応）の観測を行いました。過熱して液化した金属を照射した際、今まで報告されていない異常なエネルギースぺクトル、収量をしたd+d反応を発見しました。一連の実験から、その反応が重水素「分子」ビームを使用することに起因することを突き止め、実験結果を再現する反応機構の究明を行いました。その結果、金属原子核との散乱でビーム重陽子の進行方向が変化し、同一重水素分子に含まれていた他の重陽子とd + d反応を起こす"Cooperative colliding mechanism" (CCM)を仮定することで、実験結果を定量的に再現することに成功しました。低い入射エネルギーのビームを得るために、過去の金属中d + d反応測定実験でも重水素分子ビームは利用されているため、CCMが異常増大の一因であることが分かりました。