超重核充气谱仪装置
2011-07-30张志远甘再国黄明辉黄天衡周小红徐瑚珊詹文龙
张志远,甘再国,黄明辉,黄天衡,马 龙,马 飞,郑 勇,周小红,徐瑚珊,詹文龙
(1.中国科学院 近代物理研究所,甘肃 兰州 730000;2.中国科学院 研究生院,北京 100049)
超重元素的合成和性质研究是检验现代核结构理论的重要手段,也是探索元素的原子序数极限的主要方法。核电荷数大于92(铀核电荷数)的所有元素都是用人工方法首次合成的。多种理论预言,较208Pb更重的下一个双幻核在质子数Z=114(或120、126),中子数N=184核素附近[1-3]。目前,实验室合成元素的原子序数已达118[4-5],更高原子序数的核素合成实验在不断进行中。
重离子熔合蒸发反应是合成超重核素的主要方法,但核素的核电荷数越大,其合成截面就越低(约pb量级),通常,1、2个月的束流实验才可看到几个事件,因此,可靠稳定的实验设备和鉴别手段是超重核实验的必要条件。在现有实验技术下,从薄靶中反冲出的超重核一般都利用电磁分离技术在飞行中进行分离,并被具有单原子衰变测量能力的探测系统测量和鉴别。主要的分离设备有两种:一种是电磁反冲分离器,利用正交电磁场或静电偏转技术,将带电的反冲余核进 行分离[6-7],如德国 GSI的SHIP[6]、俄罗斯JINR 的 VASSILISSA[7]、法国GANIL的LISEⅢ[8]等。另一种是充气反冲分离器,将带有不同电荷的反冲余核与稀薄气体发生多次碰撞,使余核电荷态达到平衡值,并通过设置合适的磁场强度,对其进行分离[9],如俄罗斯JINR的DGFRS[10]、日本RIKEN的GARIS[11]、德国 GSI 的 TASCA[12]、美国LBNL的BGS[13]、芬兰Jyvǎskylä大学加速器实验室的RITU[14]等。两种分离设备都具有传输速度快、效率高等特点,可用于研究寿命短(μs量级)、产生截面低(pb量级)的重核素的合成及性质。……
