超重核充气谱仪装置

介绍在兰州重离子研究装置(HIRFL)上新建的一台用于超重核实验研究的充气谱仪装置,描述该装置的基本结构及设计参数。利用已知截面的反应175 Lu(40 Ar,4～5n)211,210 Ac测试谱仪的性能,得到余核在不同He气气压下的电荷态分布,其平衡电荷态测量值与经验公式计算值符合较好。对于该反应,此实验条件下充气谱仪对余核的传输效率下限为14%。

兰州充气谱仪的焦平面探测系统

在兰州充气谱仪上,设计安装了一套新的焦平面探测系统,该系统包括飞行时间(TOF)探测器、盒型硅(Si-box)探测器阵列和反符合(Veto)探测器3部分。Si-box探测器阵列是由3块位置灵敏硅探测器(PSSD)和8块周边硅探测器(SSD)构成,它对注入核的α衰变的探测效率达到80%左右。Si-box探测器阵列与TOF探测器关联可以有效区分注入信号和α衰变信号。Veto探测器与Si-box探测器阵列和TOF探测器关联可以反符合掉高能轻粒子对注入信号和α衰变信号的干扰。简要介绍了PSSD的能量和位置刻度方法。这套探测器系统已经应用于40Ca+175Lu和40Ca+169Tm的实验。实验结果表明,该探测器系统具备很好的本底抑制能力,能够给出干净的α衰变能谱,结合能量-时间-位置关联测量方法可以实现对单原子的探测和鉴别,总体上达到了预期的设计要求。

一台改进的充气飞行时间谱仪

在已有的基础上重新设计和研制了一台用于加速器质谱测量中进行同量异位索鉴别的充气飞行时间谱仪。介绍了该谱仪的原理、结构和调试结果。在入射能量分别为64.5和49MeV的情况下,用时间谱实现了36S和36Cl的鉴别。

加速器质谱(AMS)测量中充气飞行时间探测方法研究

为了提高加速器质谱 (AMS)测量中同量异位素的分辨能力 ,设计了一种新型探测器即充气飞行时间探测器。主要探讨了充气飞行时间谱仪 (GF-TOF)的原理、结构和测试方法 ,给出了用α源调试的结果。通过增加离子的能量并合理选择气体和飞行距离提高

充气反冲核谱仪焦平面探测阵列的GEANT4模拟

充气反冲核谱仪(SHANS)是目前国内合成缺中子锕系新核素、研究重核素α衰变性质的重要实验装置。为进一步提高焦平面探测阵列对重核素α衰变粒子和射线的探测效率,计划对现有探测装置进行升级。本文的主要工作是采用基于蒙特卡罗方法的GEANT4软件对现有的谱仪探测器阵列进行模拟,并与实验测量数据进行比较,以验证程序的准确性。结果表明,新探测系统对α衰变粒子的探测效率可达到88%左右,对能量在1 MeV的γ射线全能峰的探测效率约为7%。

缺中子同位素^(215-217)U的α衰变研究

通过重离子熔合蒸发反应^(180)W(^(40)Ar,xn)^(220-x)U,合成了两个缺中子新核素^(216)U和^(215)U.目标核由熔合反应产生后从薄靶中反冲出来,在飞行中被兰州充气谱仪从大量的本底离子中分离并偏转到探测系统.探测系统对目标核的注入以及随后将发生的α衰变进行探测.探测器上产生的信号经电子学处理后被数据获取系统转换成一定格式的数据保存下来.实验采用能量-位置-时间关联的数据分析方法来寻找和鉴别目标核.在束流能量为187.2 MeV的情况下,新核素^(216)U的两个α衰变态被观察到:一是基态,它的α粒子能量为10.384(30)MeV,半衰期为4.72_(-1.57)^(+4.72)ms;二是自旋宇称为8^+的同核异能素态,它的α粒子能量为10.582(30)MeV和8.182(30)MeV,半衰期为1.31_(-0.48)^(+1.80)ms.在束流能量为205.5 MeV的情况下,新核素^(215)U被观测到,它的α粒子能量和半衰期被确定为8.428(30)MeV和0.73_(-0.29)^(+1.33)ms.此外,实验还观测到从^(217)U的基态产生的两个新的α跃迁,它们的α粒子能量分别为8.210(30)MeV和8.098(30)Mev.

缺中子Np新核素的α衰变研究

合成远离稳定线的新核素、探索原子核存在的极限是目前核物理研究的重要课题。在中子壳N=126的最丰质子一侧,极端缺中子的超铀核素处于质子滴线和中子壳的交叉位置,合成和研究该核区核素对研究N=126壳结构的演化性质具有重要意义。基于兰州重离子加速器上的充气反冲核谱仪装置(SHANS),利用^(36,40)Ar+^(185,187)Re熔合蒸发反应,合成了极缺中子的^(219,220,223,224)Np新核素,在中子壳N=126附近首次建立了Np同位素链的α衰变系统性,获得了N=126壳效应在Np同位素链中依然存在的实验证据。依据单质子分离能的系统性分析,确定了Np同位素链中质子滴线的位置,^(219)Np也成为目前已知的最重的质子滴线外核素。此外,基于实验测量的反应截面,并与理论模型的计算结果相比较,讨论了进一步合成该核区其它新核素^(218,221,222)Np的可行性。