等时性质量谱仪中N=Z核质量测量的方法探索

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。