储存环上双TOF等时性质谱术的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 孙铭泽
|
| 答辩日期 | 2019-06-01 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所) |
| 授予地点 | 中国科学院大学 |
| 导师 | 张玉虎 |
| 期号 | 09 |
| 英文摘要 | 质量是原子核最重要的性质之一,与其直接相关的结合能反映了核内核子之间强、弱和电磁相互作用的综合结果。高精度的原子核质量数据能让我们对物质的基本性质有新的认识和更深的理解。从19世纪末天然放射性同位素的发现,到现在对原子核内部结构的探索,这些新的发现促使了原子核理论模型的发展和对宇宙演化及天体环境中元素合成过程的深入研究。近些年,放射性束流线和新型质谱仪的发展使得原子核质量的精确测量可以触及远离β稳定线的奇异核区域,这些新型质谱仪主要包括彭宁离子阱和储存环等。在兰州重离子加速器国家实验室的兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)投入运行后,已经成功开展了一系列基于等时性质量谱学技术(Isochronous Mass Spectormetry)的原子核质量测量实验,获得的质量数据已成功应用于原子核结构和核天体物理的研究,在缺中子核素区域走到了国际的前列。在当前的单飞行时间探测器(Time-of-Flight detector)等时性质量测量实验中,对转变点附近的核素具有较高的质量测量分辨;而对于离较远的核素,由IMS确定的核素质量精度较差,并且在不同系列核素间质量刻度时存在系统性的偏差。经研究发现,这种系统性偏差主要是由次级离子的动量分散引起的。主储存环(CSRm)提供的初级束在放射性束流线(RIBLL2)入口处轰击Be靶,发生弹核碎裂反应产生次级束,次级束经RIBLL2选择后被传输到实验储存环(CSRe)中进行测量。在次级束中,不同系列核素的动量分布形状不同。另外,离子经过TOF探测器时有一定的能损,会不同程度的改变其动量分布。为了解决这个问题,我们在实验储存环的直线段安装了两个TOF探测器,拟利用双TOF等时性质量测量方法减小由动量分散带来的系统性偏差,从而提高IMS的质量测量精度。本论文将介绍在实验储存环上完成的一次~(36)Ar碎片等时性质量测量实验,此次实验的目的是对双TOF等时性质谱术进行测试。在实验数据处理中,利用两个TOF探测器测量到离子的飞行时间信息,计算出每个离子的平均循环周期和平均飞行速度。为了减小动量分散带来的影响,我们利用离子的速度信息对循环周期进行修正,将处于任意轨道长度的离子循环周期修正到对应同一参考轨道长度的循环周期上。在对数据进行磁场修正后,最终的质量刻度结果表明:轨道修正不仅减小了不同系列核素间质量刻度的系统性偏差,还减小了实验的系统误差,提高了所有核素的质量精度,对离较远的核素质量精度提升将近3倍。实验结果表明双TOF等时性质谱术能有效减小由动量分散带来的系统性偏差,有效扩大一次设置中等时性质谱术的测量范围,提高质谱术的质量分辨能力,更适合测量滴线附近短寿命、低产额的奇异核。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 98 |
| 源URL | [http://119.78.100.186/handle/113462/134943]  |
| 专题 | 近代物理研究所_实验物理中心 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 孙铭泽. 储存环上双TOF等时性质谱术的研究[D]. 中国科学院大学. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所). 2019. |
入库方式： OAI收割
来源：近代物理研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。