近代物理研究所超重近代物理研究所超重.pdf

近代物理研究所超重近代物理研究所超重 核研究计划介绍核研究计划介绍 Hushan Hushan Xu Xu for IMPfor IMP 超重核研究超重核研究20022002专题研讨会专题研讨会 2002 10 312002 10 31 11 3 11 3 上海上海 OUTLINEOUTLINE 近物所研究现状近物所研究现状 近物所超重核研究发展设想近物所超重核研究发展设想 近物所研究现状近物所研究现状 基于基于 氦喷 氦喷 MGMG转轮转轮 技术的技术的 工作工作 基于电磁分离技术的工作基于电磁分离技术的工作 相关加速器技术相关加速器技术 基于基于 氦喷 氦喷 MGMG转轮转轮 技术的研究技术的研究 259259Db Db的合成的合成 22Ne 241Am 259Db 4n E 9 47 MeV T1 2 0 47 s Q 9 70MeV N 152 形变 壳的存在 实验数据实验数据 母核 衰变半衰期 子核 衰变半衰期 母核 衰变能 子核 衰变能 母子体关联测量 259Db 255Lr 进展及下一步工作进展及下一步工作 改进装置 提高子体衰变探测效率 基本 完成 重核区的新同位素合成 见郭俊盛研究员 报告 重核 谱学研究 开展反应机制的研究 技术的限制 寿命 sec量级 截面 nb 该设备是我们在电磁分离设备投入使用 前开展合成机制研究所必须依靠的实验平台 基于电磁分离技术基于电磁分离技术 改造现有的改造现有的RIBLLRIBLL束流线束流线 10 m Q01 Q02 D0 Q1 Q2 D1 Q3 Q4Q5Q6 D2 Q7 Q8 Q9 Q10 Q11 Q12Q13Q14 D4 Q15 Q16 C2 T2 C1 T0 2B04 D3 T1 9876543210 超重分离主要参数 RIBLLSHIP 7msr 1 7msr P P 10 10 B max 4 2Tm 1 2Tm A A 300 300 停主束 xxxxxx xxxxxx xxxxxx xxxxxx xxxxxx HV HV 相关设备的改造和建造进展相关设备的改造和建造进展 基本完成RIBLL改造的设计方案 建造能承受高流强的反应靶系统及束流 监测系统 已进行了部分工作 建造单原子测量与鉴别系统 已进行了 部分工作 建造重核衰变性质研究的高效率 谱仪 建立专用数据获取系统 已进行了部分 工作 一些照片一些照片 靶轮的驱动结构靶轮的驱动结构 靶靶 靶轮靶轮 检验实验中最大检验实验中最大 转速达 转速达 600 600 rmprmp 闪烁膜闪烁膜 MCPMCP 余核及衰变探测系统余核及衰变探测系统 高效率高效率 探测系统探测系统 已订货 已订货 The segmented CLOVER germanium detector crystals 60 mm in diameter and 90 mm long before shaping 下一步计划下一步计划 完成RIBLL改造 建立一套完整的基于 电磁分离技术的超重核研究装置 进行一系列设备性能检验实验 掌握目前最成熟的技术手段 开展一些 反应机制以及重核衰变性质的研究 为建立新一代超重核合成装置积累经验 相关加速器技术相关加速器技术 改造改造SFCSFC的真空腔体 已完成 的真空腔体 已完成 SFCSFC与与SSCSSC间加入间加入BuncherBuncher 安装中 安装中 建造超导离子源建造超导离子源SECRSECR 进行中 进行中 HIRFLHIRFL其它技术改造 进行中 其它技术改造 进行中 提高束流强度 近物所近物所近物所近物所超重核研究发展超重核研究发展设想设想 超重核合成面临的困难超重核合成面临的困难 我们的计划与新技术路线的设想我们的计划与新技术路线的设想 超重核研究面临的困难超重核研究面临的困难 现有的弹靶组合无法抵达超重核现有的弹靶组合无法抵达超重核 稳定岛稳定岛 尚差近 尚差近1010个中子 个中子 鉴别手段不适用于鉴别手段不适用于 稳定岛稳定岛 上的超重核上的超重核 离超重核稳定岛还有多远 离超重核稳定岛还有多远 鉴别手段不适用于鉴别手段不适用于 稳定岛稳定岛 上的超重核上的超重核 衰变不一定是主要衰变道衰变不一定是主要衰变道 寿命可能长到小时以上寿命可能长到小时以上 开发能同时测量目标核的电荷数开发能同时测量目标核的电荷数Z Z 质质 量数量数A A和衰变性质的新技术 和衰变性质的新技术 国际上主要单位最新动态国际上主要单位最新动态 德国的GSI SHIP 离子阱 俄罗斯的DUBNA 离子源 高分辨磁谱 仪 日本的RIKEN 110 113 Garis 法国的GANIL 反应机制研究 LISE III 美国的LBL BGS 转向重核化学性质研 究 我们的计划与新技术路线的设想我们的计划与新技术路线的设想 计划 计划 第一阶段 掌握目前前沿的技术手段 两第一阶段 掌握目前前沿的技术手段 两 年后完成各种实验技术准备 包括年后完成各种实验技术准备 包括RIBLLRIBLL改造 改造 关键设备的研制 加速器的相应改造 基于关键设备的研制 加速器的相应改造 基于 此进行合成机制及重核衰变性质的实验研究 此进行合成机制及重核衰变性质的实验研究 第二阶段 探索超重核分离鉴别的新方法第二阶段 探索超重核分离鉴别的新方法 5 5 1010年 年 第三阶段 产生中 重丰中子放射性束流第三阶段 产生中 重丰中子放射性束流 1010年 年 超重核鉴别新方法设想超重核鉴别新方法设想 He Jet 带出产物 ECR源产生A1 电磁1选择A 激光电离A2 高分辨 电磁2确定A2 电磁1 激光 He Jet ECR 反应产物 超导螺线管 电磁2 A Z选择 A选择 Z选择 衰变性质测量 丰中子中 重质量放射性核的产生设想丰中子中 重质量放射性核的产生设想 质子加速器 238U ECR He Jet 强流直线加速器 国际上超重研究的主要单国际上超重研究的主要单 位及现状位及现状 德国的GSI 俄罗斯的DUBNA 日本的RIKEN 法国的GANIL 美国的LBL GSIGSI 典型实验典型实验 合合成成 Z Z 107 107 112112 束流强度束流强度 10 1012 12 pps pps 靶靶核核 208 208Pb Pb 209 209Bi Bi 实验装置实验装置 电磁速度选择器电磁速度选择器 SHIP SHIP SiSi 条探测器及轻粒子 条探测器及轻粒子 粒子衰变链 粒子衰变链 符合测量系统符合测量系统 GSIGSI速度选择器速度选择器速度选择器速度选择器 SHIP 94SHIP 94 54Cr 58Fe 62 64Ni 70Zn 208Pb 209Bi 107 112 冷熔合 GSIGSI下一步计划下一步计划 SHIPTRAPSHIPTRAP DUBNADUBNA 典型实验典型实验 反反 应应 道道 48 48Ca Ca 242 244 242 244Pu Pu 248 248Cm Cm 249 249Cf Cf 束流强度束流强度 10 1012 12 pps pps 实验装置实验装置 1 1 大接收度的冲气型磁分大接收度的冲气型磁分 离离 Si Si 条探测器及轻粒子符合测量条探测器及轻粒子符合测量 系统系统 2 2 高分辨电磁分离器高分辨电磁分离器 Si Si条探测条探测 器及轻粒子符合测量系统 器及轻粒子符合测量系统 DUBNADUBNA的充气谱仪的充气谱仪的充气谱仪的充气谱仪 DGFRSDGFRS 热熔合 48Ca 244Pu 289114 3n 48Ca 244Pu 288114 4n 48Ca 248Cm 292116 4n 48Ca 249Cf 294118 3n DUBNADUBNA电磁分离器电磁分离器电磁分离器电磁分离器 48Ca 242Pu 287114 3n VASSILISSAVASSILISSA 热熔合 DUBNADUBNA的下一步计划的下一步计划的下一步计划的下一步计划 MASHAMASHA RIKENRIKEN 典型实验装置典型实验装置 束流强度束流强度 10 1012 12 pps pps 实验装置实验装置 充气型磁分离器 充气型磁分离器 GARISGARIS SiSi条探测器及轻粒子符合测量系统条探测器及轻粒子符合测量系统 检验实验检验实验 64 64Ni Ni 208 208Pb Pb 271 271110 n 110 n 下步计划 下步计划 70 70Zn Zn 209 209Bi Bi 278 278113 n 113 n RIKENRIKEN的充气谱仪的充气谱仪的充气谱仪的充气谱仪 64Ni 208Pb 271110 n 冷熔合 GARISGARIS GANILGANIL 典型实验典型实验 反反 应应 道 道 54 54Cr Cr 208 208Pb Pb Z 106Z 106 500pb 500pb 主要用于重核结构研究 主要用于重核结构研究 束流强度 束流强度 101012 12 pps pps 实验装置 电磁分离器实验装置 电磁分离器 SiSi条探测器条探测器 及轻及轻粒子 粒子 粒子衰变链 粒子衰变链 等符等符合测量系统合测量系统 GANILGANIL速度选择器速度选择器速度选择器速度选择器 LISE IIILISE III 冷 热熔合 逆运动学方法 76Ge32作为弹核 超重核结构研究 LBLLBL 典型实验典型实验 反反 应应 道 道 86 86Kr Kr 208 208Pb Pb 束流强度 束流强度 10 1012 12 pps pps 实验装置 大接收度的冲气型磁分实验装置 大接收度的冲气型磁分 离离 SiSi条探测器及轻粒子符合测条探测器及轻粒子符合测 量系统量系统 LBLLBL的充气谱仪的充气谱仪的充气谱仪的充气谱仪 BGSBGS 86Kr 208Pb 118 116 114 冷熔合 新鉴别方法的初步设想新鉴别方法的初步设想 He Jet 带出产物He Jet 带出产物 ECR源产生A1 ECR源产生A1 电磁1选择A电磁1选择A 激光电离A2 高分辨 激光电离A2 高分辨 电磁2确定A2 电磁2确定A2 He Jet ECR电磁1 激光超导螺线管 电磁2 主要研究内容主要研究内容 反应机制研究 实验探测设备 增加束流强度 高强度的丰中子中重放射性束 国际上发展趋势国际上发展趋势 大接收度电磁分离器大接收度电磁分离器大接收度电磁分离器大接收度电磁分离器 衰变链轻粒子符合测量装置衰变链轻粒子符合测量装置衰变链轻粒子符合测量装置衰变链轻粒子符合测量装置 高精度高精度高精度高精度 在线谱仪在线谱仪在线谱仪在线谱仪 直接测量方法直接测量方法直接测量方法直接测量方法 产生高强度束流特别是裂变区产生高强度束流特别是裂变区产生高强度束流特别是裂变区产生高强度束流特别是裂变区 丰中子放射性束丰中子放射性束丰中子放射性束丰中子放射性束 HIRFLHIRFL的超重计划的超重计划 反应机制研究 理论 实验反应机制研究 理论 实验 实验方法改进实验方法改进 新型电磁分离器新型电磁分离器 SECRSECR研制研制 HIRFLHIRFL和和RIBLLRIBLL的改进的改进 增大增大CSReCSRe动量接收度动量接收度 1 1 新放射性束产生装置新放射性束产生装置 反应机制研究反应机制研究 新机制 反应系统 反应截面 62Ni 208Pb 269110 1n 62Ni 209Bi 272111 1n 70Zn 208Pb 277112 1n 48Ca 244Pu 292114 3n 86Kr 208Pb 293118 1n 趋势 强流极丰中子核束 更先进的探测系统 合合 成成 超超 重重 元元 素素 的的 新新 方方 法法 实验方法改进实验方法改进 SiSiSiSi条探测器条探测器条探测器条探测器 大立体角半导体探测器大立体角半导体探测器大立体角半导体探测器大立体角半导体探测器 在线在线在线在线 谱仪谱仪谱仪谱仪 特殊数据获取特殊数据获取特殊数据获取特殊数据获取 新谱仪主要性能新谱仪主要性能 特色 特色 电 磁 超导螺线管分离鉴别电 磁 超导螺线管分离鉴别 大接收度大接收度立体角立体角 150150mradmrad 动量动量 10 10 衰变链鉴别与直接鉴别衰变链鉴别与直接鉴别 质量分辨质量分辨 300 300 新谱仪示意图新谱仪示意图 SECRSECR总图总图 IMP SC ECR ION SOURCE PRELIMINARY DESIGN Unit cm 新型放射性束产生装置新型放射性束产生装置新型放射性束产生装置新型放射性束产生装置 1 1 快中子引起U裂变产生丰中子放射性束快中子引起U裂变产生丰中子放射性束 新型放射性束产生装置新型放射性束产生装置新型放射性束产生装置新型放射性束产生装置 2 2 200MeV P 引起U裂变产生丰中子放射性束200MeV P 引起U裂变产生丰中子放射性束 200MeV 质子质子 液态 238U RIBRIB制备新方法制备新方法 型型 放放 射射 性性 束束 产产 生生 装装 置置 布布 分子 团簇注入 RFQ 气体慢化 EBit 研究进度研究进度 2002200220022002 实验方法研究 实验方法研究 实验方法研究 实验方法研究 RIBLLRIBLLRIBLLRIBLL的实验 的实验 的实验 的实验 超导体超导体超导体超导体ECRECRECRECR源源源源 SiSiSiSi条和条和条和条和SiSiSiSi大立体角探测器大立体角探测器大立体角探测器大立体角探测器 在线谱仪在线谱仪在线