A=2Z+3短寿命丰质子核素的质量测量

论文摘要

质量是原子核的基本性质之一,它对探索奇特原子核的结构和性质、核天体物理问题均具有重大意义,因此原子核质量的精密测量一直都是核物理领域探索和寻求突破的重要课题。利用重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）这一强有力的质量测量工具,中国科学院近代物理研究所于2016年开展了 112SIn碎片的质量测量实验,用于研究双幻核100Sn核区能级演化等问题。在兰州重离子加速器冷却储存环上,初级束流112 Sn35+在主环（CSRm）中被加速至400.88 MeV/u后,通过快引出在RIBLL2入口处轰击靶厚约为10 mm的9Be靶,通过中高能弹核的碎裂反应产生大量远离稳定线的短寿命原子核。RIBLL2作为磁刚度过滤器,反应产物经过RIBLL2电磁分离和纯化后,注入到CSRe中做回旋运动,利用TOF探测器测量离子的回旋时间并以此得到相应的原子核质量。本文前半部分介绍了原子核质量测量的历史,等时性质量测量的理论支持和实验装置。后半部分对数据处理中存在的一些问题提出了具体的解决方案,通过对比论证了本次实验质量结果的可靠性,并初步研究了核数据背后蕴含的相关物理。其主要工作如下:（1）通过发展和运用单次注入离子鉴别这一新的离子鉴别方法,有效地消除了磁场晃动对于离子鉴别的影响,清楚地将101In和95Pd的基态和低位同核异能态鉴别出来,从而首次在实验中观测到了101I 和95Pd的低位同核异能态。（2）详细探讨了注入离子的动量分散、γt曲线、实验环的动量接受度对于存储环质量分辨能力的影响。介绍了四级磁铁、六级磁铁的不同设置对于γt曲线的影响。进一步地,通过实验结果证明了通过四级磁铁、六级磁铁进行等时性校正的有效性。为了提高实验环质谱仪的质量分辨能力,发展了 In-ring slit方法,其目的为减少离子的动量分散,通过减小γt的变化区间。实验结果显示,存储环的质量分辨达到了5.2 ×105。不足的是,该方法会减少离子统计,约有40%的离子由于实验环动量接受度变小而被丢失。（3）将本次实验结果与AME’16的数据进行了比较,通过对比得知本次实验的质量结果与其他实验室给出的质量结果在误差范围内基本一致,从而证明了本次实验数据的可靠性。（4）对In同位素链奇A核第一激发态的能量的演化规律进行了一定的讨论。当考虑了核子间剩余相互作用导致的组态混合后,理论得到的能量差能够与实验值相符,这说明了位于v1g9/2轨道之上的核子同时占据了 v1g7/2和v2d5/2轨道。此外,利用JUN45相互作用对95Pd进行了壳模型计算,计算结果表示若要让95Pd的能级结构在理论计算和实验上相符,需要额外引入能量为200 keV的单极修正,而这也证明了单极修正在壳模型计算中的重要性。

论文目录

文章来源

类型: 博士论文

作者: 刘君豪

导师: 张玉虎

关键词: 探测器,质量分辨,离子鉴别,方法,原子核结构

来源: 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 物理学,核科学技术

单位: 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)

分类号: O571

总页数: 107

文件大小: 10509K

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标签：探测器论文;  质量分辨论文;  离子鉴别论文;  方法论文;  原子核结构论文;