Quadrupole moment of O-13

Abstract

The electric quadrupole coupling constant of the O-13 implanted in TiO2 was determined from the beta-Nuclear Quadrupole Resonance (beta-NQR) on the polarized O-13 provided by RIKEN (Institute of physical and chemical research) Ring Cyclotron and RIPS (RIKEN Projectile fragment Separator) fragment separator. The coupling constant was obtained as 128 kHz by fitting a theoretical function to the peak at the higher frequency. The coupling constant and the asymmetry parameter eta for O-17 in enriched (17)TiO2 were re-measured using the pulsed Fourier transformed NMR (Nuclear Magnetic Resonance) method. The coupling constant and eta were 1,512 kHz and 0.831 respectively. The beta-NQR on O-19 in TiO2 using the 5-MV Van de Graaff accelerator at Osaka University has been studied. The coupling constant and eta were determined from NQR spectrum. The coupling constant of O-19 in TiO2 was 208 kHz. The ratio of the Q moments for O-17 and O-19 determined from the ratio of their coupling constants was 0.138 and that for O-13 and O-19 was 3.04. Using the known Q moment for O-17 being 26 mb, Q moments for O-19 and O-13 are determined as 3.6 mb and 11.0 mb, respectively. The shell model value Q = 16 mb for O-13 calculated by the OXBASH code using harmonic oscillator radial wave function is significantly larger than the present value. Advanced theoretical investigation on a proton-halo effect, for example, is needed.

理化学研究所のリングサイクロトロンとRIPS(入射核破砕片分離器)により供給される偏極O-13のβ-核4重極共鳴(β-NQR)から、TiO2に打ち込んだO-13の電気4重極結合定数を決定した。測定したNQRスペクトルの高周波数側のピークに理論関数を合わせて求めた結合定数は128kHzであった。パルス型フーリエ変換核磁気共鳴法を使って、濃縮した(17)TiO2中のO-17の結合定数と非対称係数(η)を再測定した。結合定数は1,512kHzで、ηは0.831であった。大阪大学の5-MVバン・デ・グラーフ型加速器を使って、TiO2中のO-19のβ-NQRを研究した。NQRスペクトルから結合定数とηを決定した。O-19の結合定数は208kHzであった。O-17とO-19の結合定数比から求めた4重極モーメント(Q)の比は0.138であった。O-13とO-19のQの比は3.04であった。既知であるO-17のQ値26mbを使って決定したO-19とO-13のQ値は、それぞれ3.6mbと11.0mbであった。調和振動子動径波動関数を使ってOXBASHコードで計算した殻模型によるO-13のQ値は16mbであり、ここで得た値よりもかなり大きい。例えば、陽子-ハロー効果に関する進んだ理論的研究が必要である。