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等时性质量谱仪中N=Z核质量测量的方法探索

葛壮 王茜 王猛 上坂友洋

葛壮, 王茜, 王猛, 上坂友洋. 等时性质量谱仪中N=Z核质量测量的方法探索[J]. 原子核物理评论, 2019, 36(3): 294-304. doi: 10.11804/NuclPhysRev.36.03.294
引用本文: 葛壮, 王茜, 王猛, 上坂友洋. 等时性质量谱仪中N=Z核质量测量的方法探索[J]. 原子核物理评论, 2019, 36(3): 294-304. doi: 10.11804/NuclPhysRev.36.03.294
GE Zhuang, WANG Qian, WANG Meng, UESAKA Tomohiro. Study of Mass-measurement Method for N=Z Nuclei with Isochronous Mass Spectrometry[J]. Nuclear Physics Review, 2019, 36(3): 294-304. doi: 10.11804/NuclPhysRev.36.03.294
Citation: GE Zhuang, WANG Qian, WANG Meng, UESAKA Tomohiro. Study of Mass-measurement Method for N=Z Nuclei with Isochronous Mass Spectrometry[J]. Nuclear Physics Review, 2019, 36(3): 294-304. doi: 10.11804/NuclPhysRev.36.03.294

等时性质量谱仪中N=Z核质量测量的方法探索

doi: 10.11804/NuclPhysRev.36.03.294
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(11605248,11605249,11605267,11805032)
详细信息
    作者简介:

    葛壮(1988-),男,湖北孝感人,博士研究生,从事粒子物理与原子核物理研究;E-mail:gezhuang@impcas.ac.cn。

  • 中图分类号: TL67

Study of Mass-measurement Method for N=Z Nuclei with Isochronous Mass Spectrometry

Funds: National Natural Science Foundation of China(11605248, 11605249, 11605267, 11805032)
  • 摘要: N=Z核的质量数据对于研究rp-和νp-过程至关重要。此外,N=Z原子核的质量数据将会帮助我们解决与核结构有关的许多关键问题。结合碎片分离器的等时性质谱仪(Isochronous mass spectrometry,IMS)是十分快速有效而且高分辨的质量测量工具。由于N=Z核的m/q值非常接近,目前国际上的储存环质量谱仪CSRe/IMP和ESR/GSI还无法实现对N=Z核运用飞行时间谱进行鉴别,因而无法对它们进行质量测量。在日本理化学研究所的仁科加速器中心新建了专用的等时性质谱仪(IMS),即稀有放射性同位素储存环"Rare-RI Ring"(R3),以确定短寿命的放射性原子核的质量,其目标质量相对精度为10-6。R3质谱仪与高分辨的碎片分离器BigRIPS的组合,运用束流线的高分辨的离子鉴别,使得R3上的IMS方法对N=Z核进行质量测量成为可能。本文设计了专用的等时性束流光学设置,模拟了124Xe的主束经过碎裂反应产生的N=Z核在束流线中穿过各焦平面的径迹、能量、速度等信息,同时检验了这些次级束在环内的飞行时间相对于动量的变化关系。模拟的结果表明:当储存环的等时性光学设置在某一个N=Z核时,所有其它N=Z核在环内的回旋时间也与动量弥散无关,说明了这些核也满足等时性条件。基于N=Z核的这种等时性的特点,本文对R3上刻度N=Z核的方法也进行了讨论。
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-03-30
  • 修回日期:  2019-04-20
  • 刊出日期:  2019-09-20

等时性质量谱仪中N=Z核质量测量的方法探索

doi: 10.11804/NuclPhysRev.36.03.294
    基金项目:  国家自然科学基金资助项目(11605248,11605249,11605267,11805032)
    作者简介:

    葛壮(1988-),男,湖北孝感人,博士研究生,从事粒子物理与原子核物理研究;E-mail:gezhuang@impcas.ac.cn。

  • 中图分类号: TL67

摘要: N=Z核的质量数据对于研究rp-和νp-过程至关重要。此外,N=Z原子核的质量数据将会帮助我们解决与核结构有关的许多关键问题。结合碎片分离器的等时性质谱仪(Isochronous mass spectrometry,IMS)是十分快速有效而且高分辨的质量测量工具。由于N=Z核的m/q值非常接近,目前国际上的储存环质量谱仪CSRe/IMP和ESR/GSI还无法实现对N=Z核运用飞行时间谱进行鉴别,因而无法对它们进行质量测量。在日本理化学研究所的仁科加速器中心新建了专用的等时性质谱仪(IMS),即稀有放射性同位素储存环"Rare-RI Ring"(R3),以确定短寿命的放射性原子核的质量,其目标质量相对精度为10-6。R3质谱仪与高分辨的碎片分离器BigRIPS的组合,运用束流线的高分辨的离子鉴别,使得R3上的IMS方法对N=Z核进行质量测量成为可能。本文设计了专用的等时性束流光学设置,模拟了124Xe的主束经过碎裂反应产生的N=Z核在束流线中穿过各焦平面的径迹、能量、速度等信息,同时检验了这些次级束在环内的飞行时间相对于动量的变化关系。模拟的结果表明:当储存环的等时性光学设置在某一个N=Z核时,所有其它N=Z核在环内的回旋时间也与动量弥散无关,说明了这些核也满足等时性条件。基于N=Z核的这种等时性的特点,本文对R3上刻度N=Z核的方法也进行了讨论。

English Abstract

葛壮, 王茜, 王猛, 上坂友洋. 等时性质量谱仪中N=Z核质量测量的方法探索[J]. 原子核物理评论, 2019, 36(3): 294-304. doi: 10.11804/NuclPhysRev.36.03.294
引用本文: 葛壮, 王茜, 王猛, 上坂友洋. 等时性质量谱仪中N=Z核质量测量的方法探索[J]. 原子核物理评论, 2019, 36(3): 294-304. doi: 10.11804/NuclPhysRev.36.03.294
GE Zhuang, WANG Qian, WANG Meng, UESAKA Tomohiro. Study of Mass-measurement Method for N=Z Nuclei with Isochronous Mass Spectrometry[J]. Nuclear Physics Review, 2019, 36(3): 294-304. doi: 10.11804/NuclPhysRev.36.03.294
Citation: GE Zhuang, WANG Qian, WANG Meng, UESAKA Tomohiro. Study of Mass-measurement Method for N=Z Nuclei with Isochronous Mass Spectrometry[J]. Nuclear Physics Review, 2019, 36(3): 294-304. doi: 10.11804/NuclPhysRev.36.03.294
参考文献 (34)

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