近物所完成十多个核素的高精度质量测量

2011-2-21 16:32 来源: 中国科学院
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  2011年春节期间,中科院近代物理研究所利用兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)装置,对Z=20-29区域的十多个短寿命近质子滴线核素的质量进行了测量。这是世界上首次对这些核素完成高精度质量测量

  实验中CSR主环(CSRm)加速的58Ni19+束流能量达到463.36 MeV/u,快引出轰击15mm厚的Be靶,通过弹核碎裂产生目标核,经放射性束流线(RIBLL2)选择并传输到运行于等时模式的实验环(CSRe)进行高精度质量测量。由于目标核的产额低、寿命短,CSRe必须工作在极其稳定的状态下才能确保实现高精度测量。为此,实验前通过配电系统改造以及电源结构优化等,使CSRe二极铁电源纹波控制在~2×10-6以内,磁场长期稳定度达到~10-5的国际先进水平。实验中,研究并优化了等时性模式设置,使回旋频率分辨~10-6的等时性窗口达到∆P/P~0.5%。图(1)将CSRe窗口与同类装置进行了比较,其性能明显优于国际同类装置。

  这次实验旨在基于高精度核质量数据,研究弱束缚原子核中的有效相互作用和天体快质子俘获的核合成过程。实验实现了数据的在线自动处理。图(2)给出的部分初步结果显示,质量测量精度达到了δm/m~10-7,进一步的数据分析正在进行中。

图(1)CSRe与德国GSI-ESR等时性窗口及设置精度比较

图(2) CSRe设置在43V等时条件下获得的初步实验结果,其中红色标识的核为世界上首次测量,误差线仅包括统计误差。