發(fā)布時間：2022-01-16 11:10

　　質(zhì)量是原子核最重要的性質(zhì)之一,與其直接相關(guān)的結(jié)合能反映了核內(nèi)核子之間強(qiáng)、弱和電磁相互作用的綜合結(jié)果。高精度的原子核質(zhì)量數(shù)據(jù)能讓我們對物質(zhì)的基本性質(zhì)有新的認(rèn)識和更深的理解。從19世紀(jì)末天然放射性同位素的發(fā)現(xiàn),到現(xiàn)在對原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)的探索,這些新的發(fā)現(xiàn)促使了原子核理論模型的發(fā)展和對宇宙演化及天體環(huán)境中元素合成過程的深入研究。近些年,放射性束流線和新型質(zhì)譜儀的發(fā)展使得原子核質(zhì)量的精確測量可以觸及遠(yuǎn)離β穩(wěn)定線的奇異核區(qū)域,這些新型質(zhì)譜儀主要包括彭寧離子阱和儲存環(huán)等。在蘭州重離子加速器國家實(shí)驗(yàn)室的蘭州重離子加速器冷卻儲存環(huán)（HIRFL-CSR）投入運(yùn)行后,已經(jīng)成功開展了一系列基于等時性質(zhì)量譜學(xué)技術(shù)（Isochronous Mass Spectormetry）的原子核質(zhì)量測量實(shí)驗(yàn),獲得的質(zhì)量數(shù)據(jù)已成功應(yīng)用于原子核結(jié)構(gòu)和核天體物理的研究,在缺中子核素區(qū)域走到了國際的前列。在當(dāng)前的單飛行時間探測器（Time-of-Flight detector）等時性質(zhì)量測量實(shí)驗(yàn)中,對轉(zhuǎn)變點(diǎn)附近的核素具有較高的質(zhì)量測量分辨;而對于離較遠(yuǎn)的核素,由IMS確定的核素質(zhì)量精度較差,并且在不同系列核素間質(zhì)量刻度時存在系統(tǒng)性的... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院近代物理研究所)甘肅省

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

核素圖全貌以及理論預(yù)測的質(zhì)子滴線和中子滴線的位置。

圖 1.3 高精度原子核質(zhì)量主要應(yīng)用的領(lǐng)域概述（包括不同領(lǐng)域所需的原子核質(zhì)量的相對精度 Ъ ）[5]。1.2 原子核質(zhì)量測量的歷史及現(xiàn)狀原子核質(zhì)量測量歷史可以追溯到 20 世紀(jì)初。1907 年，Joseph John Thomson建立了第一臺電場和磁場正交的質(zhì)量譜儀[6]，分辨本領(lǐng)為 10~20。1912 年他發(fā)現(xiàn)了 Ne 的兩個同位素 和 。隨后，他的學(xué)生 Francis WilliamAston 對譜儀做了一系列改進(jìn)，建立了第一臺可對同種離子聚焦（能量聚焦）的裝置，使得分辨本領(lǐng)達(dá)到了 600，質(zhì)量測量的相對精度達(dá)到了 量級[7]。利用這臺質(zhì)量譜儀，他對同位素進(jìn)行了大量的研究，測量了 200 多種原子核的質(zhì)量，從而發(fā)現(xiàn)了原子核的“質(zhì)量虧損”[8]。這一系列的實(shí)驗(yàn)成果促進(jìn)了液滴模型的建立、原子核殼結(jié)構(gòu)和幻數(shù)的發(fā)現(xiàn)以及 Einstein 質(zhì)能公式的證明，引發(fā)了科學(xué)界對原子核質(zhì)量測量領(lǐng)域極大的關(guān)注。

圖 1.4 和 的質(zhì)量測量相對精度隨技術(shù)發(fā)展逐步提高的過程，幾乎每二十年測量精度提高一個數(shù)量級[9]。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，原子核質(zhì)量測量方法不斷地被改進(jìn)和完善，同時也出現(xiàn)了許多新型質(zhì)量譜學(xué)技術(shù)。在這種趨勢下，實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)了更多種類的放射性核素，并這些核素質(zhì)量測量精度也得到了大幅度提高。根據(jù)最新的原子（核）質(zhì)量評估 AME’16（Atomic Mass Evaluation），實(shí)驗(yàn)上已經(jīng)測量到質(zhì)量的原子核有 2479 種[11]，而理論上預(yù)言的原子核超過 7000 種[12]。圖 1.5 展示了核素圖中原子核基態(tài)質(zhì)量值的實(shí)驗(yàn)誤差分布現(xiàn)狀�？梢钥闯�，未知質(zhì)量或低精度質(zhì)量的核素大都位于遠(yuǎn)離 穩(wěn)定線的放射性核區(qū)，包括中超重核區(qū)、重質(zhì)子滴線區(qū)和豐中子核區(qū)[12]。這些原子核有著與穩(wěn)定區(qū)核素與眾不同的性質(zhì)，對研究核素圖邊界的原子核結(jié)構(gòu)有重要作用。例如，原子核殼層結(jié)構(gòu)在滴線附近會發(fā)生變化，理論和實(shí)驗(yàn)均已發(fā)現(xiàn)了新幻數(shù)[13-18]。但是，這些奇異核素壽命

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]HIAF-SRing的等時性模式光學(xué)設(shè)計[J]. 吳波,楊建成,葛文文,夏佳文,申國棟,顏鑫亮.  原子核物理評論. 2018(03)
[2]儲存環(huán)HIAF-SRing等時性模式的非線性磁場影響研究[J]. 葛文文,原有進(jìn),楊建成,吳波,李鐘汕,陳瑞九,顏鑫亮,杜衡,李小妮.  原子核物理評論. 2018(02)
[3]原子核質(zhì)量的測量和評估[J]. 王猛.  原子核物理評論. 2017(03)
[4]The AME2016 atomic mass evaluation （Ⅱ）.Tables,graphs and references[J]. 王猛,歐喬治,F.G.Kondev,黃文嘉,S.Naimi,徐星.  Chinese Physics C. 2017(03)
[5]原子核質(zhì)量精密測量的研究進(jìn)展[J]. 孫保華,孟杰.  物理. 2010(10)
[6]蘭州重離子加速器冷卻儲存環(huán)[J]. 夏佳文,詹文龍,魏寶文,原有進(jìn),劉勇,徐瑚珊,肖國青,高大慶,喬衛(wèi)民,袁平,楊曉天,楊曉東,周忠祖,毛瑞士,楊建成,楊雅清,王猛.  強(qiáng)激光與粒子束. 2008(11)

博士論文
[1]冷卻儲存環(huán)CSRe和高精度環(huán)形譜儀SRing等時性模式研究[D]. 葛文文.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院近代物理研究所) 2018
[2]HIRFL-CSR上短壽命豐中子核素的精確質(zhì)量測量[D]. 徐星.中國科學(xué)院研究生院（近代物理研究所） 2015
[3]HIRFL-CSR上短壽命核素質(zhì)量的精確測量[D]. 帥鵬.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[4]儲存環(huán)上短壽命缺中子核素的精確質(zhì)量測量[D]. 顏鑫亮.中國科學(xué)院研究生院（近代物理研究所） 2014



本文編號：3592541