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Isochronous Mass Measurements at CSR

Isochronous Mass Measurements at CSR. 姓名： 帅鹏 BZ07004006 导师：李澄，徐瑚珊. 主要内容. 1. 原子核质量测量的意义 2. 等时性质量测量的基本原理 3. 碎片质量测量实验介绍 4. 数据处理方法 5. 实验结果. 原子核质量测量的意义. 核天体物理学：核合成， r- ， rp- 过程. 1. 原子核束缚能 2. 相邻两原子核质量，单核子束缚能，滴线核 3. 相邻三原子核质量，壳能隙，对能隙 4. 远离稳定线时的新现象，如晕核，双质子发射. 原子核质量模型. 国内外研究历史及现状.

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Presentation Transcript

  1. Isochronous Mass Measurements at CSR 姓名：帅鹏 BZ07004006 导师：李澄，徐瑚珊

  2. 主要内容 • 1.原子核质量测量的意义 • 2.等时性质量测量的基本原理 • 3. 碎片质量测量实验介绍 • 4.数据处理方法 • 5.实验结果

  3. 原子核质量测量的意义 • 核天体物理学：核合成，r-，rp-过程

  4. 1.原子核束缚能 • 2.相邻两原子核质量，单核子束缚能，滴线核 • 3.相邻三原子核质量，壳能隙，对能隙 • 4.远离稳定线时的新现象，如晕核，双质子发射

  5. 原子核质量模型

  6. 国内外研究历史及现状 国际上进展以及计划 2009年 迄今为止，已经发现大约3000个核素，其中大约2200核素有质量数据

  7. 储存环质量测量的数学描述 • 速度为v的离子在储存环(周长为L)中的旋转频率 • 其微分 • 定义储存环的动量压缩因子 • 以及储存环加速器束流光学设置的工作点 • 相对论带电离子的磁刚度

  8. 基本原理 利用储存环加速器进行质量测量所基于的关系式是 式中，f为离子在环内的回旋频率，m为离子的质量，q为离子的电荷态，v为离子的速度，t为储存环加速器束流光学设置的工作点(transition point)， 为离子的洛仑兹因子。 即通过测量离子的回旋频率来导出离子的质量。如果令  = t 则有： 即被测离子回旋频率的差别直接反映质量差别。 正常电子冷却工作模式： t = 2.628 B ~ 15 Tm (A/q=2) B ~ 11 Tm (9C6+) 等时模式： t = 1.395  B ~ 6 Tm (A/q=2) Ek ~ 368 MeV/u

  9. CSRe等时性的检验 正常方法 （要求CSRe上电子冷却、Schottky正常工作） • 设备调试：将对应t值的初级束流36Ar直接注入到CSRe中(~103)，经电子冷却后（v/v:106－107）利用Schottky测量其回旋频率。 • f vs. B测量：通过改变电子冷却器电子的速度来扫描回旋频率对电子速度的依赖关系，从而得到环内离子回旋频率对磁刚度的依赖关系。若出现平顶则证明找到了等时模式工作点。 平顶的宽度即反映CSRe的等时模式下的动量接收度，平顶位置的频率可验证t值。

  10. 第一次78Kr碎片质量测量(2009.1) 实验目标 目标核

  11. 原理简介 实验布局

  12. 探测器以及获取系统 40G 200us

  13. MCP探测器的设计 CSRe上MCP探测器的设计 我们的飞行时间探测器将参考GSI的构型，但由于受到真空室大小的限制，只收集从膜的一个表面发射的电子（即只用一套MCP）。 尺寸：70  26  149 mm3 碳膜：20 g/cm2，50，单 面覆盖10 g/cm2的CsI MCP：50mm 膜与MCP中心距：69 mm 电极版：6块1mm，间距4mm 在此构型下，若加上的磁场为92.2 Gs,电压加的为4000 V。用SIMON模拟的，能量在0.5~9.5e V，出射锥角在160内的二次电子达到MCP前表面的时间本征涨落为~40 ps (FWHM)左右(未考虑电场、磁场的稳定性和均匀性、二次电子的产生时间，电子学的影响)，平均飞行时间为3.52 ns。

  14. 实验设置 设置A=2Z-1 CSRm: Main beam E:481.88MeV/u Beam intensity: 1x108/spill Taget:15mmBe CSRe: 按照63Ge32+设置 γt=1.3951，brho=5.9459 Tm 设置A=2Z+1 CSRm: Main beam E:486.89MeV/u Beam intensity: 1x108/spill Taget:15mmBe CSRe: 按照63Ga31+设置 γt=1.3951，brho=6.1366Tm

  15. 原始信号 25ps一点，采集200us

  16. 数据处理 恒比定时 飞行时间确定

  17. 二次项系数

  18. 循环时间谱 XX=,1,2,3… A=2Z A=2Z+XX A=2Z-XX

  19. A=2Z-i循环时间（i=1,2…） 63Ge

  20. A=2Z+i循环时间（i=1,2…） 71Br

  21. 质量确定： 其中n为参考核的个数，p为多项式中未知参数的个数，p=4

  22. 同质异能态 质量分辨m/Δm=100000 53Co 53Fe

  23. 53Fe&53Co isomeric 53Fe m/g=48±4% 53Co m/g=38±7%

  24. Mass Excess Mass unit: keV

  25. MEAME- MEIMP

  26. 谢 谢！

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