Измерение масс нуклидов сверхтяжёлых элементов в ловушке Пеннинга

• Автор: Нестеренко, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Оглавление

Список условных сокращений

Введение

Глава 1 Массы ядер

1.1 Области использования значений масс ядер

1.1.1 Ядерная физика

1.1.2 Физика элементарных частиц

1.1.3 Астрофизика

1.1.4 Сверхтяжёлые ядра

1.2 Экспериментальные методы определения масс ядер

1.2.1 Непрямые методы

1.2.2 Прямые методы
Глава 2 Ловушки Пеннинга
2.1 Идеальная ловушка Пеннинга
2.2 Реальная ловушка Пеннинга
2.2.1 Искажения электрического поля
2.2.2 Искажения магнитного поля
2.2.3 Несовпадение оси электрического поля с магнитным полем
2.2.4 Кулоновское взаимодействие между ионами в ловушке
2.3 Возбуждение движения ионов в ловушке Пеннинга
2.3.1 Дипольное возбуждение
2.3.2 Квадрупольное возбуждение
2.4 Охлаждение движения ионов в буферном газе
2.5 Измерение масс в ловушках Пеннинга
2.5.1 Времяпролетный ионный циклотронный резонанс
2.5.2 Фурье-трансформ ионный циклотронный резонанс
2.5.3 Фазовый метод определения циклотронной частоты
Глава 3 Установка SHIPTRAP
3.1 Сепаратор тяжёлых ионов SHIP

3.2 Газонаполненная камера
3.3 Газонаполненный радиочастотный квадруполь
3.4 Система ловушек Пеннинга
3.5 Временной цикл измерений
3.6 Процедура вычисления масс
Г лава 4 Стабилизация магнитного поля
4.1 Стабилизация температуры
4.1.1 Схема системы температурной стабилизации
4.1.2 Алгоритм работы контрольной программы
4.1.3 Результаты
4.2 Стабилизация давления
4.2.1 Система стабилизации
4.2.2 Результаты
4.3 Влияние температуры и давления на магнитное поле
Глава 5 Прямые измерения масс 203'207Rn и 2l3Ra на SHIPTRAP
Глава 6 Прямые измерения масс изотопов нобелия и лоуренсия на SHIPTRAP
6.1 Получение изотопов нобелия и лоуренсия на SHIP
6.2 Результаты измерений
6.3 Обсуждение результатов
6.3.1 Нейтронная оболочка IV = 152 для деформированных ядер
6.3.2 Сравнение с данными теоретических моделей
6.3.3 Рассмотрение а-цепочек
Заключение
Список литературы
Благодарности

Список условных сокращений
ПШПВ - полная ширина на полувысоте
РЧ - радиочастотный
РЧК - радиочастотный квадруполь
ВПИЦР - времяпролётный ионный циклотронный резонанс ФТИЦР - Фурье-трансформ ионный циклотронный резонанс МКП - микроканальная пластинка
GSI - (нем. GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung) Центр по изучению тяжёлых ионов имени Гельмгольца в Дармштадте (Германия)
SHIP - (англ. Separator for Heavy Ion reaction Products) сепаратор тяжёлых ионов в GSI
UNILAC - (англ. UNIversal Linear Accelerator) линейный ускоритель тяжёлых ионов в GSI
ESR - (англ. Experimental Storage Ring) экспериментальное накопительное кольцо в GSI
ПЛ - подготовительная ловушка (Пеннинга)
ИЛ - измерительная ловушка (Пеннинга)

где и0 - амплитуда потенциала, д и р (р2 = х2 + у2) - аксиальное и радиальное расстояние от центра ловушки, соответственно. Такой потенциал, имеющий гиперболические эквипотенциальные линии, может быть образован тремя электродами гиперболической формы, как показано на Рис. 2.1(а). Два чашевидных электрода имеют форму ветвей двуполостного гиперболоида вращения д2 = д| + р2/2, и кольцевой электрод имеет форму однополостного гиперболоида вращения д2 = (р2 — рц)/2. Константы р0 и д0 являются, соответственно, минимальным радиальным и аксиальным расстоянием от центра ловушки до электродов. Характеристический размер ловушки <1 определяется выражением:
электроды
Рис. 2.1: Две различные конфигурации ловушек Псннинга: гиперболическая ловушка Пеннинга (а) и цилиндрическая ловушка Пеннинга (б).
Ловушка Пеннинга помимо гиперболической формы (Рис. 2.1 (а)), может иметь и цилиндрическую конфигурацию (Рис. 2.1(6)). В первом случае потенциал и0 подаётся между чашевидными электродами и кольцевым электродом. В случае цилиндрической ловушки, когда все электроды имеют цилиндрическую форму, потенциал прикладывается между оконечными