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。

开发了多个反射飞机质量分析仪（MRTOF-MS），以精确地测量短寿命原子核。 2012年，进行了短暂的核LI8（半衰期为0.8秒）的质量测量，并成功进行了在线演示测试。由Riken的发病率分离器产生的1GEV LI8被高频离子导向气电池减速和冷却，然后通过锥形的RF陷阱进入MRTOF-MS，并测量飞行时间。大约8毫秒后，使用MCP检测器（79969）测量了总飞行时间。测量了60.8（1.3）NS），LI8的质量由6 x10-7的精度确定，从测量用于校准的CL2的飞行时间比率为6.6x10-7。通常，在使用飞行时间测量的质量测量中，使用两种类型的校准离子通过插值得出未知的质量。但是，在MRTOF方法中，总飞行时间比确定飞行开始时间的准确性要长得多，因此，即使在10NS开始时出现系统错误，飞行时间也足够了。只能使用绝对值来确定质量。我们已经确认，即使质量比实际上是8:12，质量也可以由飞行时间比确定。由于确定飞行启动时间的系统误差会随着质量比更接近而变小，因此等速校准是最佳的。因此，为了实现超重量元素的质量校准，我们使用静电喷雾离子源开发了分子离子源。使用高频地毯，产生的分子离子高效。它被收集并导致MRTOF-MS。已经证实，在200-300之间，最多可以从甲醇水和甲醇水溶液中产生多种分子离子，并且它们的元素组成可以从质量测量中独特地确定。这意味着它不仅是质量测量的校准，而且具有在化学和生物系统中的分析方面优于分析的特征，并且在许多未来的应用研究中都可以预期。

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