【摘要】：精確的原子核質(zhì)量數(shù)據(jù)對(duì)于原子核的質(zhì)量模型檢驗(yàn)、原子核結(jié)構(gòu)演化和天體核物理學(xué)等眾多科研領(lǐng)域具有重要意義。由于產(chǎn)額太低而且壽命短的特性,遠(yuǎn)離穩(wěn)定線奇異核素的質(zhì)量測(cè)量需要反應(yīng)時(shí)間更快、效率更好的實(shí)驗(yàn)機(jī)器。等時(shí)性質(zhì)量譜儀HIRFL-CSRe和HIAF-SRing就是針對(duì)短壽命奇異核素進(jìn)行高精度質(zhì)量測(cè)量的實(shí)驗(yàn)裝置。論文主要介紹了HIRFL-CSRe和HIAF-SRing的等時(shí)性光學(xué)設(shè)計(jì)、等時(shí)性理論計(jì)算及在HIRFL-CSRe上進(jìn)行的等時(shí)性研究實(shí)驗(yàn),包括磁鐵設(shè)置對(duì)轉(zhuǎn)變能?_t曲線的影響和等時(shí)性校正研究實(shí)驗(yàn)。等時(shí)性質(zhì)量譜儀的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于提高儲(chǔ)存環(huán)的質(zhì)量分辨能力。對(duì)于大發(fā)射度和大動(dòng)量分散的離子,質(zhì)量分辨本領(lǐng)會(huì)變的很差。其次,包括磁場(chǎng)高階誤差和磁鐵邊緣場(chǎng)的非線性磁場(chǎng)會(huì)對(duì)原子核的質(zhì)量分辨本領(lǐng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響,因此需要對(duì)這些影響和高階等時(shí)性進(jìn)行校正。論文應(yīng)用GICOSY程序?qū)IRFL-CSRe和HIAF-SRing等時(shí)性模式進(jìn)行了理論計(jì)算。研究了發(fā)射度和非線性磁場(chǎng)對(duì)儲(chǔ)存環(huán)等時(shí)性模式的?_t曲線和離子循環(huán)周期分散的影響。在考慮非線性磁場(chǎng)和發(fā)射度的影響下,分別對(duì)高階等時(shí)性和色品進(jìn)行了校正。對(duì)于HIRFL-CSRe,在?_t=1.36的光學(xué)設(shè)置下,在?=?0.2%范圍內(nèi),高階校正后離子的循環(huán)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)偏差達(dá)到?(T)/T=0.48·10~(-5),質(zhì)量分辨本領(lǐng)達(dá)到m/?m=1.10·10~5。對(duì)于HIAF-SRing,在?_t=1.43的光學(xué)設(shè)置下,在?=?0.3%范圍內(nèi),高階校正后離子的循環(huán)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)偏差達(dá)到?(T)/T=9.00·10~(-7),質(zhì)量分辨本領(lǐng)達(dá)到m/?m=5.43·10~5。在論文中,應(yīng)用雙TOF等時(shí)性質(zhì)量測(cè)量方法研究HIRFL-CSRe磁鐵對(duì)?_t曲線的影響和高階等時(shí)性校正實(shí)驗(yàn)。在?_t=1.360的光學(xué)設(shè)置下,?_t理論曲線和實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合較好。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知二極磁鐵、四極磁鐵和六極磁鐵設(shè)置對(duì)轉(zhuǎn)變能?_t曲線起著水平平移、垂直平移和旋轉(zhuǎn)的作用,并且最優(yōu)實(shí)驗(yàn)選擇區(qū)域也相應(yīng)的發(fā)生了變化。通過(guò)應(yīng)用四極磁鐵和六極磁鐵進(jìn)行高階等時(shí)性校正之后,目標(biāo)離子的質(zhì)量分辨本領(lǐng)R(FWHM)從31319上升到171332,運(yùn)動(dòng)離子的?(T)/T從7.35·10~(-6)上升到1.34·10~(-6),質(zhì)量分辨本領(lǐng)提升約5倍。論文對(duì)HIRFL-CSRe和HIAF-SRing的等時(shí)性模式做了理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究,對(duì)HIRFL-CSRe等時(shí)性質(zhì)量測(cè)量實(shí)驗(yàn)和HIAF-SRing等時(shí)性模式的光學(xué)設(shè)計(jì)具備一定的指導(dǎo)意義。
【圖文】：

原子核質(zhì)量的主要科研應(yīng)用領(lǐng)域及相應(yīng)的原子核質(zhì)量分辨.1 The main scientific research application areas of nuclearcorresponding mass resolution.學(xué)需要對(duì)各種原子核的合成過(guò)程進(jìn)行合適的理論描部依賴(lài)于原子核的基態(tài)質(zhì)量和壽命等實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)核質(zhì)量的精確數(shù)據(jù)對(duì)核天體物理中核反應(yīng)率的估算宇宙中各種元素的分布豐度等問(wèn)題非常重要[12]。量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，快質(zhì)子俘獲過(guò)程中所涉及到的一部分夠，并且，快中子俘獲路徑上還有很多核素的質(zhì)量沒(méi)有質(zhì)量測(cè)量數(shù)據(jù)。因此，，核天體物理學(xué)采用各種量。目前，所有用來(lái)模擬原子核質(zhì)量的理論公式模子核質(zhì)量數(shù)據(jù)，進(jìn)行適當(dāng)外推后得到未知的原子個(gè)理論模型能夠很好地再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)測(cè)到的原子

1.2 D1M[16]和 HFB-21[17]之間預(yù)測(cè)核質(zhì)量的差異[18]。redicted nuclear mass differences between the D1M [16] anmodels[18].狀0 世紀(jì)發(fā)展和應(yīng)用了多種間接和直接的原子核質(zhì)量確地測(cè)量穩(wěn)定核素及靠近穩(wěn)定線核素的質(zhì)量[19] [2量測(cè)量對(duì)象由 穩(wěn)定線附近的穩(wěn)定原子核逐漸延伸到子核。截止到 2017 年，研究人員共發(fā)現(xiàn)了 3200 多原子核共有 2469 個(gè)[21]。然而，對(duì)于很多質(zhì)量雖精度仍然存在較大的實(shí)驗(yàn)誤差，針對(duì)各種重要的核量分辨精度[22]。測(cè)量的原子核的質(zhì)量精度在逐步提高，然而，針對(duì)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TL594

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本文編號(hào)：2708221