Nuclear asrophysics with low energy beams of short-lived nuclei

短寿命原子核低能束的核天体物理学

基本信息

  • 批准号:
    62540206
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.22万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1987
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1987 至 1988
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We have investigated the possible use of liquid helium as an effective ion-source for beams of radio-active nuclei, which open up studies of nuclear synthesis via reactions associated with unstable nuclei under environments of very high temperature and high density such as in novae. An ion introduced into the liquid helium gathers many helium atoms around itself due to the electrostriction and the ion is trapped in the cluster of helium atoms. This charged cluster is referred to as "snowball" When the ions of radioactive nuclei produced in nuclear reactions are stopped and trapped in very low temperature liquid helium, the extracted beams from the liquid will have very small emittance.The feasibility of such ion-source relies on achieving (i) the high efficiency in forming the snowball, (ii) long lifetime of the snowball and (iii) high efficiency in extracting the ions from the liquid. We have examined the characteristics of the snowball in the following experiments; ions of ^<14>N with energy of 90 MeV are implanted into the liquid helium, and the ion currents have been measured under the electric fields applied in correlation with the beam pulse. The results we obtained are as follows:(1) The lifetime of the snowball was found to be about 700 ms, which is much longer than in the other methods of ion trapping.(2) The ion current depended much on the electron density around the ion in the liquid. This implies that the efficiency in forming the snowball may be increased by decreasing the implantation energy of the ions and by increasing applied field.(3) The mobility of the snowball was much larger in the superfluid helium than in the normal helium. Therefor more rapid control of the snowball is possible in the superfluid. In summary the liquid helium ion-source for the radio-active nuclear beams is quite promising.
我们研究了液氦作为放射性核束的有效离子源的可能性,这开启了通过与在极高温度和高密度环境(例如新星)中的不稳定原子核相关的反应进行核合成的研究。引入液氦的离子由于电致伸缩而在其周围聚集许多氦原子,并且该离子被捕获在氦原子簇中。这种带电团簇被称为“雪球”。当核反应中产生的放射性原子核的离子被停止并被捕获在极低温度的液氦中时,从液体中提取的束流将具有非常小的发射度。这种离子源的可行性依赖于实现(i)形成雪球的高效率,(ii)雪球的长寿命和(iii)从液体中提取离子的高效率。我们在以下实验中研究了雪球的特性;将具有90MeV能量的^ 14 N离子注入液氦中,并在与束脉冲相关的施加的电场下测量离子电流。我们得到的结果如下:(1) 雪球的寿命约为 700 ms,比其他离子捕获方法长得多。(2) 离子电流很大程度上取决于周围的电子密度。液体中的离子。这意味着形成雪球的效率可以通过降低离子的注入能量和增加施加场来提高。(3)雪球在超流氦中的迁移率比在正常氦中大得多。因此,在超流体中可以更快速地控制雪球。总之,用于放射性核束的液氦离子源是非常有前途的。

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
N.Takahashi;T.Shimoda;Y.Fujita;T.Matsukawa;N.Ikeda;D.J.Hinde: Proc.RIKEN-IN2P3 Symposium on Heavy-Ion Collision. 128-133 (1987)
N.Takahashi;T.Shimoda;Y.Fujita;T.Matsukawa;N.Ikeda;D.J.Hinde:Proc.RIKEN-IN2P3 重离子碰撞研讨会。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
下田正: 大型ハドロン計画シンポジウム報告(東京大学原子核研究所). (1988)
Tadashi Shimoda:大型强子项目研讨会报告(东京大学核研究所)(1988 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
下田正: 次期計画測定器研究会報告(大阪大学核物理研究センター). RCNPーPー88. 61-70 (1987)
Tadashi Shimoda:下一个计划的测量仪器研究小组的报告(大阪大学核物理研究中心)RCNP-P-88(1987)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T. Shimoda: Physics with Heavy-Ion Beams (The Front in Physics, Vol. 23). Kyoritsu Shuppan Co., 111-203 (1989)
T. Shimoda:重离子束物理学(物理学前沿,第 23 卷)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
下田正: 次期計画ワークショップ報告(大阪大学核物理研究センター). RCNPーPー93. 153-160 (1987)
Tadashi Shimoda:下一次规划研讨会报告(大阪大学核物理研究中心) RCNP-P-93(1987)。
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  • 发表时间:
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  • 批准号:
    22340058
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    2010
  • 资助金额:
    $ 1.22万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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    1997
  • 资助金额:
    $ 1.22万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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    07454052
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 1.22万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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