DATE2026.05.19 #Press Releases

新開発の鉛ビームで探る「宇宙の錬金術」の舞台裏

ーレアメタル同位元素22種を新発見ー

発表概要

理化学研究所（理研）仁科加速器科学研究センターRIビーム分離生成装置チームの福田直樹技師、道正新一郎チームリーダー、鈴木宏技師、RIビーム基盤開発部の福西暢尚部長、櫻井博儀センター長、東京大学大学院理学系研究科の北村徳隆助教、鈴木大介准教授、今井伸明准教授らの共同研究グループは、世界最高性能を誇る重イオン加速器施設「RIビームファクトリー（RIBF）」の超伝導RIビーム分離生成装置「BigRIPS」を用いて、新開発の鉛ビームを標的に衝突させて原子核を砕くこと（入射核破砕反応）で放射性同位元素（RI）をつくる実験を行い、セリウム（原子番号58）からレニウム（原子番号75）にわたる範囲で、17種の中性子が極端に多いRIと5種の陽子が極端に多いRIの計22種類の新原子核を発見しました。

これまでRIBFでの重元素生成は原子番号92のウランビームが主役でしたが、今回、原子番号82の鉛ビームがレアメタル領域の生成に極めて有効であることを証明しました。これにより、宇宙の元素合成において長年の謎だった、レアメタルから鉛に至る合成過程に関わるRIを直接調べる研究への道筋がつきました。

特にハフニウム（原子番号72）とタンタル（原子番号73）では、中性子の極端に少ないものと多いものの両方を同じビームによってつくり出すことに成功しました。これは、鉛ビームがさまざまな中性子数を持つレアメタル同位元素の研究を劇的に加速することを示しています。

あなたの身体も宇宙で合成された元素でできています。今後は、金やプラチナを生み出すrプロセスやpプロセスの解明など、われわれのルーツである「宇宙の錬金術」の舞台裏に迫る広大な原子核研究の新領域が開かれます。

本研究は『Progress of Theoretical and Experimental Physics』オンライン版（5月14日付）に掲載されました。

発見された新同位元素を表した「地図」

発表雑誌