多重反射型飛行時間測定式質量測定器を用いた質量測定による元素合成過程の研究

利用多重反射飞行时间质量计进行核合成过程的质量测量研究

基本信息

批准号：
10F00823
负责人：
和田道治
金额：
$ 1.28万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

短寿命原子核の精密質量測定の為、多重反射型飛行時間測定式質量分析器(MRTOF-MS)を開発した。平成24年度には、短寿命原子核Li8(半減期0.8秒}の質量測定を実行し、オンラインでの実証試験に成功した。理化学研究所の入射核破砕片分離器で生成された〓1GeVのLi8は、高周波イオンガイドガスセルによって減速・冷却され、テーパ型RFトラップを経てMRTOF-MSにバンチ入射され飛行時間が測定された。8msに約880回の往復した後MCP検出器で総飛行時間(7996960.8(1.3)ns)が測定され、同時に校正用に測定されたCl2の飛行時間の比からLi8の質量を6.6x10-7の精度で決定した。一般に飛行時間測定式の質量測定では2種類の校正イオンを用いて、その内挿によって未知質量を導出する。しかし、MRTOF法では、飛行開始時刻の決定精度に比べて総飛行時間が遥かに長いため、たとえ10nsの開始時刻の系統誤差があっても十分飛行時間の絶対値のみで質量を決定することが可能である。実際に質量比が8:12もの違いでも飛行時間比で質量が決定可能なことを確かめた。この飛行開始時間決定の系統誤差は質量比が近い程小さくなる為、同重体による校正が最適である。そこで、最終的な目的である超重元素の質量校正用に、静電スプレーイオン源を用いた分子イオン源の開発を行った。生成された分子イオンは高周波カーペットによって高効率で捕集され、MRTOF-MSに導かれた。メタノールと蟻酸水溶液から、質量数200-300の間の殆どの質量数において複数の分子イオンが生成でき、しかもそれらの元素組成は質量測定から一意に決定できることを確認した。これは、質量測定のための校正としてだけでなく、MRTOF-MSが化学・生物における分析にも勝れた特徴を持つことを意味し、将来の応用研究が多いに期待される成果である。

我们开发了多重反射飞行时间质谱仪 (MRTOF-MS)，用于短寿命原子核的精确质量测量。 2012财年，我们对短寿命原子核Li8（半衰期：0.8秒）进行了质量测量，并成功进行了高频io的在线演示测试。它通过引导气体室减速和冷却，然后通过锥形 RF 陷阱进入 MRTOF-MS，在 8 毫秒内进行大约 880 次往返，然后使用 MCP 探测器测量总飞行时间 (79969)。测量60.8（1.3）ns），并根据同时测量的Cl2飞行时间的比值进行校准，以6.6x10-7的精度确定Li8的质量。一般情况下有两种时间飞行质量测量。然而，在MRTOF方法中，总飞行时间远长于确定飞行开始时间的精度，因此即使10 ns的系统误差也足够了。仅使用绝对值就可以确定质量。事实上，我们确认即使质量比相差 8:12，也可以使用飞行时间比来确定质量。这种确定飞行时的系统误差启动时间是由质量比引起的。使用等压线的校准是最佳的，因为它们越接近，它们越小。因此，我们开发了使用静电喷雾离子源的分子离子源，以达到超重元素质量校准的最终目的。产生的分子离子通过高频地毯有效传输。从甲醇和甲酸水溶液中收集并引导至 MRTOF-MS，可以产生最多质量数在 200 至 300 之间的多个分子离子，并且可以通过质量测量唯一地确定它们的元素组成。这意味着 MRTOF-MS 不仅在质量测量校准方面具有出色的特性，而且在化学和生物学分析方面也具有出色的特性，我们期待未来的更多应用研究。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Towards ultra-fast, high-precision mass measurements using Multi-Reflection ToF-MS

使用多重反射 ToF-MS 实现超快速、高精度质量测量

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Naimi;et al;S.Naimi
通讯作者：
S.Naimi

Development of a resonance laser ionization gas cell for high-energy, short-lived nuclei

开发用于高能、短寿命原子核的共振激光电离气室

DOI：
10.1016/j.nimb.2012.10.009
发表时间：
2013
期刊：
Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B
影响因子：
0
作者：
T. Sonoda;M. Wada;H. Tomita;C. Sakamoto;T. Takatsuka;T. Furukawa;H. Iimura;Y. Ito;T. Kubo;Y. Matsuo;H. Mita;S. Naimi;S. Nakamura;T. Noto;P. Schury;T. Shinozuka;T. Wakui;H. Miyatake;S. Jeong;H. Ishiyama;Y. X. Watanabe;Y. Hirayama;K. O
通讯作者：
K. O

ESI for mass calibration of MR-TOF mass spectrograph

用于 MR-TOF 质谱仪质量校准的 ESI