Криогенная газонаполненная ячейка как инструмент для экспериментального изучения тяжелейших ядер

Аннотации

Аннотация

Измерение массы позволяет определить полную энергию связи в ядре — его интегральную характеристику всех атомных и ядерных сил, которые являются ключом для решения фундаментальных задач физики, включая ядерную физику, астрофизику, физику фундаментальных взаимодействий и симметрий, физику нейтрино. С помощью прецизионной масс-спектрометрии можно решить задачи расположения протонных и нейтронных оболочек в ядре (с относительной точностью $ΔM/M ∼ 10^{−6}$), изучения явления ядерной деформации и поиска так называемых гало-ядер, корректного описания процесса образования тяжелейших элементов посредством астрофизических r- и rp-процессов быстрых захватов нейтронов и протонов соответственно (с точностью $ΔM/M ∼ 10^{−7}$ ).

Для этих целей в ЛЯР ОИЯИ строится новая экспериментальная установка для прецизи- онных измерений масс. Она будет включать в себя новый мишенный блок, газонаполненный сепаратор продуктов реакции, криогенную газонаполненную ячейку (так называемую криоячейку), радиочастотный квадрупольный транспортировочный канал и многоотражательный времяпролетный масспектрометр. Данная установка позволит проводить измерения масс ядер с точностью порядка $ΔM/M ∼ 10^{−7}$ . Криоячейка является одной из самых важных частей планируемой установки. Это мощный инструмент для фундаментальных исследований ядер вследствие ее высокого коэффициента преобразования потока продуктов реакций с тяжелыми ионами с энергией 5–10 МэВ/нуклон в низкоэнергетический вторичный пучок и малого времени экстракции. В результате может быть открыта возможность для проведения масс-анализа для короткоживущих изотопов со временем жизни от 100 мс и выше.