冷却储存环CSRe和高精度环形谱仪SRing等时性模式研究

发布时间：2020-06-11 17:26

【摘要】：精确的原子核质量数据对于原子核的质量模型检验、原子核结构演化和天体核物理学等众多科研领域具有重要意义。由于产额太低而且寿命短的特性,远离稳定线奇异核素的质量测量需要反应时间更快、效率更好的实验机器。等时性质量谱仪HIRFL-CSRe和HIAF-SRing就是针对短寿命奇异核素进行高精度质量测量的实验装置。论文主要介绍了HIRFL-CSRe和HIAF-SRing的等时性光学设计、等时性理论计算及在HIRFL-CSRe上进行的等时性研究实验,包括磁铁设置对转变能?_t曲线的影响和等时性校正研究实验。等时性质量谱仪的设计重点在于提高储存环的质量分辨能力。对于大发射度和大动量分散的离子,质量分辨本领会变的很差。其次,包括磁场高阶误差和磁铁边缘场的非线性磁场会对原子核的质量分辨本领产生严重影响,因此需要对这些影响和高阶等时性进行校正。论文应用GICOSY程序对HIRFL-CSRe和HIAF-SRing等时性模式进行了理论计算。研究了发射度和非线性磁场对储存环等时性模式的?_t曲线和离子循环周期分散的影响。在考虑非线性磁场和发射度的影响下,分别对高阶等时性和色品进行了校正。对于HIRFL-CSRe,在?_t=1.36的光学设置下,在?=?0.2%范围内,高阶校正后离子的循环时间标准偏差达到?(T)/T=0.48·10~(-5),质量分辨本领达到m/?m=1.10·10~5。对于HIAF-SRing,在?_t=1.43的光学设置下,在?=?0.3%范围内,高阶校正后离子的循环时间标准偏差达到?(T)/T=9.00·10~(-7),质量分辨本领达到m/?m=5.43·10~5。在论文中,应用双TOF等时性质量测量方法研究HIRFL-CSRe磁铁对?_t曲线的影响和高阶等时性校正实验。在?_t=1.360的光学设置下,?_t理论曲线和实验结果符合较好。根据实验结果可知二极磁铁、四极磁铁和六极磁铁设置对转变能?_t曲线起着水平平移、垂直平移和旋转的作用,并且最优实验选择区域也相应的发生了变化。通过应用四极磁铁和六极磁铁进行高阶等时性校正之后,目标离子的质量分辨本领R(FWHM)从31319上升到171332,运动离子的?(T)/T从7.35·10~(-6)上升到1.34·10~(-6),质量分辨本领提升约5倍。论文对HIRFL-CSRe和HIAF-SRing的等时性模式做了理论计算和实验研究,对HIRFL-CSRe等时性质量测量实验和HIAF-SRing等时性模式的光学设计具备一定的指导意义。
【图文】：

原子核质量的主要科研应用领域及相应的原子核质量分辨.1 The main scientific research application areas of nuclearcorresponding mass resolution.学需要对各种原子核的合成过程进行合适的理论描部依赖于原子核的基态质量和寿命等实验测量数据核质量的精确数据对核天体物理中核反应率的估算宇宙中各种元素的分布丰度等问题非常重要[12]。量实验数据，快质子俘获过程中所涉及到的一部分够，并且，快中子俘获路径上还有很多核素的质量没有质量测量数据。因此，，核天体物理学采用各种量。目前，所有用来模拟原子核质量的理论公式模子核质量数据，进行适当外推后得到未知的原子个理论模型能够很好地再现实验室已经测到的原子

1.2 D1M[16]和 HFB-21[17]之间预测核质量的差异[18]。redicted nuclear mass differences between the D1M [16] anmodels[18].状0 世纪发展和应用了多种间接和直接的原子核质量确地测量稳定核素及靠近稳定线核素的质量[19] [2量测量对象由 稳定线附近的稳定原子核逐渐延伸到子核。截止到 2017 年，研究人员共发现了 3200 多原子核共有 2469 个[21]。然而，对于很多质量虽精度仍然存在较大的实验误差，针对各种重要的核量分辨精度[22]。测量的原子核的质量精度在逐步提高，然而，针对
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TL594

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本文编号：2708221