Bigrips ri
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 26

理研・ BigRIPS での新たな RI 分離法 PowerPoint PPT Presentation


  • 132 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

理研・ BigRIPS での新たな RI 分離法. 2008. 4. 25 NEX コロキウム. 櫻井研  木村 仁美. 目的. 陽子過剰側の Z≧50 程度の核種について、 BigRIPS における 新たな RI 分離法を開発する。. 不安定核実験をしたい→不安定核を作る                 目的の原子核だけを分離したい                         ↑                     検出器の能力 data taking の能力  には限界がある. 陽子過剰側の核種 : 核反応の際、摩擦などでエネルギーを失うことがある

Download Presentation

理研・ BigRIPS での新たな RI 分離法

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Bigrips ri

理研・BigRIPSでの新たなRI分離法

2008. 4. 25 NEXコロキウム

櫻井研  木村 仁美


Bigripsri

目的

陽子過剰側のZ≧50程度の核種について、BigRIPSにおける

新たなRI分離法を開発する。

不安定核実験をしたい→不安定核を作る

                目的の原子核だけを分離したい

                        ↑

                    検出器の能力

data takingの能力  には限界がある

陽子過剰側の核種 : 核反応の際、摩擦などでエネルギーを失うことがある

              → 破砕片の運動量分布が低エネルギー側に尾を引く

              → 分離の純度が悪く実験が難。 

「磁気剛性」

ρ:回転半径 E:核子あたりの運動エネルギー


Bigripsri

1.RIBFとBigRIPSについて

2.RI分離の原理

3.RIの生成&分離シミュレーション

4.今年秋(予定)のコミッショニングについて


Bigrips

BigRIPS

  • RIBF (RIビームファクトリー) :

             新たにZ≧50程度の中重核領域における、核構造、核反応の研究

  • BigRIPS : “Big” RIKEN Projectile-fragment Separator

             大きなアクセプタンス、超伝導四重極電磁石 → Uビームでの核分裂反応

    タンデム型→RIの純度向上(1イベントごとのタギング、RIの2段階分離)


Bigripsri

RI分離の原理


Bigripsri

RI分離に用いる磁石

1.双極磁石

RIの分離と収束。

による分離。

2.四重極磁石

輸送中に収束させる。

cf. BigRIPS


Bigripsri

RIの分離方法

1.エネルギー損失を利用する方法

J. P. Dufour, et al., Nucl. Instr. and Meth. A248(1986)267

Energy lossを利用して磁気剛性を

変化させ、RIを分離。

アクロマテック条件を保持するため

くさび形の減衰板を用いる。

2.荷電状態変化を利用する方法

M. Chartier, et al,. Nucl. Phys. A637(1998)3

荷電交換膜 → 荷電状態分布を膜の前後で変化させる

stripperで電子を剥ぎ取り、

磁気剛性(Bρ)を変化させる。

backingは水素様イオンを

増やすために用いる。


Bigripsri

RIの生成&分離シミュレーション


Bigripsri

シミュレーションの順序と条件

1. 順序

  • Wedgeのみを利用する分離

  • Stripperのみを利用する分離

  • ハイブリッド法 (Stripper → Wedge)

2. 条件

計算コード: LISE++

  • 目的核 : 100Sn (N=Z=50, 魔法数)

  • 生成標的 : 9Be

  • 1次ビーム : 124Xe54+, 345 MeV/u(β~0.68),

    1 pnA(6×109個/s)

  • 生成反応 : 入射核破砕反応

  • 運動量アクセプタンス : ±3%

  • アクロマティック焦点のスリット : FWTM (右下図)


Bigripsri

LISE++

下のような画面。不安定核の生成・分離・物質との相互作用などを計算。Windows限定。


Wedge

100Snの収量 

2.28×10-3 pps

全収量

2.4×103 pps

100Snの純度

9.5×10-7

Wedgeを利用した分離

アイソトープの分離 at F2

アイソトーンの分離 at F2

アイソトーンが混合しやすい


Stripper

100Snの収量 

7.9×10-4pps

全収量

6.1×102 pps

100Snの純度

1.3×10-6

Stripperを利用した分離

アイソトーンの分離 at F2

アイソトープの分離 at F2

アイソトープが混合しやすい


Bigripsri

ハイブリッド法 (1)

BigRIPSはタンデム型なので、2つの分離法を用いれば

アイソトープ・アイソトーンとも分離ができて

純度が向上するはず

ハイブリッド法 : 荷電交換反応 → エネルギー損失


Bigripsri

ハイブリッド法 (2)

ハイブリッド法

F1 : Nb (10mg/cm2)

F5 : Al (200mg/cm2)

Wedgeのみ

F1 : Al (400mg/cm2)

Stripperのみ

F1 : Nb (10mg/cm2)

確かに、アイソトープ・アイソトーンとも分離できている。


Bigripsri

ハイブリッド法 (3)

1次ビーム強度が1 pnAのときの結果

従来のWedgeのみを利用していた場合と比較して、

全収量 : 200分の1、純度 : 60倍向上


Bigripsri

ハイブリッド法 (4)

実験条件は、1次ビーム強度と全収量で決まる。

条件:1次ビーム1.0×103 pnA以下、全収量1.0×105 pps以下

cf. 過去の100Snの実験


Bigripsri

ここまでのまとめ

  • 100Snを目的核とし、LISE++を用いてシミュレーションを行った。

  • Wedgeを用いた分離ではアイソトーンの分離に難。

  • Stripperを用いた分離ではアイソトープの分離に難。

  • Stripperによる分離、Wedgeによる分離を順に行ったハイブリッド法では両者の利点を活かすことができ、従来の方法と比べて純度を最大60倍向上させることが可能。

BigRIPSがタンデム型であることを活かし、

Z≧50程度の陽子過剰側の核種に対する新たなRI分離法であるハイブリッド法を開発。


Bigripsri

今年秋(予定)のコミッショニングについて


Bigripsri

これまでのコミッショニング

現状

  • BigRIPSは現在コミッショニング中。

         コミッショニングで加速した原子核は、86Kr36+と238U86+の2種類。

    2007年5月に、新しいRIの125Pd, 126Pd(Z=46, N=79, 80)を発見。      

         コミッショニングでの1次ビーム強度はKrで2~3 pnA、Uで0.01 pnA程度。

  • まだ124Xeの加速実験は行われていない。

今後

  • Uビームを使って無理やり陽子過剰側の原子核を生成し、

  •   ハイブリッド法が本当に良いかどうか実験する予定(今年秋)。

  • いつか、100Snの実験もする。


Bigripsri

今回のコミッショニング

コミッショニングは9月末~  BigRIPS, ZDSのOptics check など

New Isotope search

  • コミッショニング中に、ハイブリッド法の有用性を確認するための実験を行う。

  • 1次ビームは238U86+, エネルギー345MeV/u, 強度は0.3 pnA程度の予定。

実験準備

1. 目的核の選択

2. F1 / F5に設置するものの選択

3. 標的直下のbacking  やるかやらないか?

     やるとしたら何をどうやって設置するか?

4. 具体的な実験メニューの設定

ここまで終了

現在考え中

これから


Bigripsri

決定事項

1. 目的核は113Snとする。

理由 ・やはりSnのアイソトープを狙うのが良いだろう。

  ・112Inのアイソマー (T1/2 = 2.81 us) をPIの目安に使用したい。

2. 3つの分離方法の比較をする。純度ではなく、いかに “ごみ” を分離できるかを重要視。

  今回は典型的な分離方法の比較をしたいので、特に条件の最適化(WedgeやStripper

  の厚み、材質 etc.)は行わない予定。

2ヶ所の焦点面F1, F5に設置するものは、次の通りとする。


Bigripsri

分離シミュレーション結果

1次ビーム : 238U86+, 345 MeV/u, 1 pnA

生成標的 : Be 4.5mm(入射核破砕反応)

運動量acceptance : ±3%

*backingとしてTa 10mg/cm2を用いた

ハイブリッド法

Wedgeのみ

Stripperのみ

ハイブリッド法ではアイソトープ、アイソトーンとも分離できて、全収量が減少。


Bigripsri

コミッショニングの流れ(予定)

    夏         秋                

――+――――――+―――――――

生成標的とBackingを決定

具体的な実験メニュー作り

コミッショニング実験 → BigRIPS commissioning

ZDS commissioning

New isotope search

解析など

どうぞお楽しみに。


  • Login