基于HIRFL-CSR测量丰中子重核质量的建议

丰中子重核区有大量原子核质量未知,迫切需要实验测量。我们建议,利用兰州重离子加速器研究装置HIRFL-CSR上的等时性质谱术,高精度测量204Pt等丰中子重核的质量。CSR质量测量实验中,在目标核产额尽可能高的前提下,需要每次注入都有多个离子同时储存到实验环CSRe中,才能针对逐次注入修正磁场晃动的影响,得到高精度测量结果。但在丰中子核区,当目标核产生截面非常低时,每次注入能储存到环中的离子数目太少。为了解决这个问题,我们提出了一种"混合厚度靶"的方法,在不明显改变目标核产额的情况下,显著增加同时储存在CSRe中的离子数,满足实验要求。模拟计算表明,在CSRe测量丰中子重核质量是可行的,并推荐了实验的设置。     

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。     

弹核碎裂反应中同位旋效应的系统研究

用统计擦碎模型对中能区不同弹靶体系在弹核碎裂反应中的同位旋效应和同位旋标度率现象进行了系统研究. 发现归一的同位素分布峰位差和约化的同位旋标度率参数随(Z_proj－Z)/Z_proj or (N_proj－N)/N_proj呈指数下降, 与反应系统大小无关. 指出约化的同位旋标度率参数可以用来研究中能重离子碰撞中反应系统的激发程度和非对称核物质的状态方程.     

核素等时性质量测量实验中一种基于离子速度纯化次级束的方法

等时性质量谱仪（Isochronous Mass Spectrometry,IMS）是测量短寿命核素质量的有效实验装置。在IMS核素质量测量实验过程中,目标核素通过弹核碎裂反应产生,并被次级束流线分离、传输后注入到储存环内。由于远离稳定线的目标核素产额非常低,经常伴随大量杂质核素产生,这些杂质离子会加重飞行时间探测器（Time of Flight,TOF）系统的工作负担。在HIRFL-CSR利用IMS进行核素质量测量实验过程中,发展了一种进一步纯化筛选次级离子的方法,以减轻TOF系统的工作负担。基于次级离子在束流线中飞行速度的差异性,利用HIRFL-CSR踢轨磁铁（Kicker）系统,调节次级束流注入CSRe的时间,使次级离子得到进一步筛选和纯化后注入到CSRe内。在实验中,我们测试并验证了该方法的可行性,并讨论了它在纯化次级束流方面的作用。The isochronous Mass Spectrometry (IMS) is a powerful experimental instrument for measuring masses of short-lived nuclides.In the IMS,the nuclides of interest are produced via the projectile fragmentation reaction,then injected into the storage ring after the in-flight separation with beam line.The yields of the nuclides of interest are usually very small accompanying a huge amount of contaminant nuclides,aggravating the load of time-of-flight (TOF) detector.In the IMS nuclear mass measurement experiment conducted at the HIRFL-CSR,we developed a method of purifying the secondary beam fragments to ease the burden of the TOF detector,which is based on the differences of the ions' velocities in the beam line and realized by adjusting the injection time of secondary fragments using the Kicker system of the HIRFL-CSR.We tested and verified the method in an online experiment,and its performance is discussed in this paper.