RFQ冷却聚束器RFQ1L的研制

SHANS (Spectrometer of Heavy Atoms and Nuclear Structure，重原子和核结构研究谱议)正在建设中，它不但可以直接鉴别离子的电荷数Z和质量数A，而且还将在核结构和核衰变的精细研究方面发挥重要作用。RFQ冷却聚束器RFQ1L和彭宁离子阱LPT是其中的两个重要组成部分。 RFQ冷却聚束器RFQ1L的主要目的是收集经过充气反冲谱议分离后的反应产物，然后经过冷却、聚束，使原来品质很差的束流转化为能量单一、发射度小、束斑很小的高品质束流。现在已经顺利完成了模拟、设计、机械加工和机械安装等工作，其中机械安装部分是本论文的主要工作之一。经过近半年的时间，我们克服了种种困难，高质量地完成了RFQ1L的机械安装工作。各种测量综合显示：各部件间的位置精度达到了±0.5 mm；真空系统的真空度达到了1.7×10-4 Pa，系统压升率为(0.04±0.02) Pa/h；各电极间的绝缘效果和导电效果良好。彭宁离子阱LPT的主要目的是直接高精度测量原子核的质量。质量是原子核的一个最基本属性，对检验和拓广现有核理论、研究核天体物理中的核反应过程和基本常数具有非常重要的作用。控制系统在LPT中起着至关重要的作用。控制系统的设计和实现也是本论文的另一个主要工作。本论文详细论述了LPT的控制系统LPTCtrlSys的基本要求、硬件和软件布局情况

三维电磁场数值模拟在腔体设计中的应用——新B1聚束器的腔体设计

为了提高HIRFL的束流指标，特别是束流强度，以满足放射性次级束流线（RIBLL）及大科学工程兰州重离子冷却储存环（CSR）对束流的更高要求，目前 HIRFL 正在进行很多方面的改造，其中之一便是建造一台新聚束器B1来改善注入器 SFC 与主加速器SSC之间的给向匹配。为了克服非线性效应，新B1设计工作在多模式下，频率范围为 22MHz～54MHz，最高电压达110kV。由于较宽的工作频率范围、较高的电压及有限的空间位置，新B1聚束器的腔体设计存在许多困难。本论文的主要工作便是设计新B1聚束器的腔体。主要工作可分为三部分：1．腔体设计：在这部分，我们利用三维电磁场模拟程序－MAFIA，辅之以传输线近似法，设计出了满足物理要求的腔体方案，给出了模拟计算所得到了的腔体主要参数，并就这些参数的可信度进行了评估。2．耦合环设计：在这部分，我们利用 MAFIA 模拟得到的结果，从腔体的等效集总电路出发，推导出了耦合环参数与腔体特性参数之间的关系，并设计出了满足物理要求的耦合方案。3．冷却系统设计：这部分的主要工作为从对流、传导换热理论出发，结合新B1的实际，建立了自己的传热模型，设计了新B1腔体的冷却系统，计算了腔体的最高工作温度，并讨论了工作温度的升高对腔体性能的影响。另外，在论文的最后一章还介绍了其它一些工作，主要包括SFC中 Dee 电压分布计算、原B2腔体的实验研究以及原B1腔体的传输线近似法模拟。

Dimensionamento de sistema de corte, carregamento e transporte do eucalipto

O objetivo deste trabalho foi dimensionar o sistema de corte, carregamento e transporte do eucalipto (CCT) para uma empresa florestal localizada no Oeste Baiano com a finalidade de processar a madeira para queima como biomassa. O sistema considerado foi o chamado “Americano”, que conta com o feller-buncher (corte), o skidder (arraste), o processador florestal (processamento), o carregador florestal (carregamento e descarregamento) e o caminhão (transporte). Os custos encontrados nos equipamentos envolvidos neste processo foram somados, visando-se identificar o módulo padrão, representado pelo conjunto com a maior produtividade e o menor custo, obtendo-se, desta forma, a maior margem sobre o valor da venda da madeira. Os resultados encontrados indicam que o custo de CCT, a partir do módulo padrão de processamento de madeira de 40.000 m3/mês, oscilou entre 26,60% e 34,36% do valor da madeira entregue ao cliente final, dependendo da região onde a mesma é comercializada. Dessa forma, os resultados encontram-se em níveis médios sugeridos pela literatura. Outro ponto que reforça a importância de se analisar estes custos operacionais, é que entre 65,64% e 74,40% do custo de venda da madeira entregue foi formado no período de 5 a 7 anos (prazo de crescimento médio de uma árvore de eucalipto, dependendo da finalidade da utilização da madeira), enquanto que a diferença é formada em apenas 60 dias, prazo este correspondente ao corte, carregamento e transporte desta madeira até o cliente final. Foi feita a análise de sensibilidade das principais variáveis identificadas. Os resultados revelaram que a distância percorrida de ida e volta para entregar a madeira ao cliente final foi a variável que mais impactou na oscilação do custo final do CCT. O aumento ou a redução dos dias trabalhados por mês e o aumento ou a diminuição da produtividade mensal foram as outras duas variáveis que se demostraram mais sensíveis nesta formação de custo.

Análise de dois modais de sistemas de colheita mecanizados de eucalipto em 1ª rotação

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Avaliação econômica de dois sistemas de colheita florestal mecanizada de Eucalipto

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Influência do relevo e da experiência dos operadores nos rendimentos e custos da colheita de madeira de eucalipto

Pós-graduação em Ciência Florestal - FCA

First direct mass measurements on nobelium and lawrencium with the Penning trap mass spectrometer SHIPTRAP

Das Penningfallen-Massenspektrometer SHIPTRAP wurde gebaut um HochprÄazi-rnsionsmassenmessungen an schweren Radionukliden durchzufÄuhren, die in Fusions-rnreaktionen produziert und vom Geschwindigkeitsfilter SHIP vom Primärstrahl sepa-rnriert werden. Es besteht aus einer Gaszelle zur Abbremsung der hochenergetis-rnchen Reaktionsprodukte, einem RFQ-Kühler und Buncher zur Kühlung und Akku-rnmulation der Ionen und einem Doppel-Penningfallen-System um Massenmessungenrndurchzuführen. Die Masse wird durch die Messungen der Zyklotronfrequenz desrnentsprechenden Ions in einem starken homogenen Magnetfeld bestimmt. Diese Fre-rnquenz wird mit der Frequenz eines wohlbekannten Referenzions verglichen. Mitrndieser Methode können relative Fehler in der Größenordnung von 10^-8 erreicht werden. Kürzlich konnten die Massen der Nobeliumisotope 252-254No (Z=102) und desrnLawrenciumisotops 255Lr (Z=103) erstmals erfolgreich gemessen werden. Dies warenrndie ersten direkten Massenmessungen an Transuranen. Die Produktionrate dieserrnAtome lag bei etwa eins pro Sekunde und weniger. Die Ergebnisse der Massenmes-rnsungen an Nobelium bestätigen die früheren Massenwerte, die aus Q_alpha-Messungenrnabgeleitet wurden. Im Fall von 255Lr wurde der Massenexzess, der bis dahin nur ausrnsystematischen Trends abgeschätzt wurde, zum ersten Mal direkt bestimmt. DiesernErgebnisse sind ein erster Schritt für die an SHIPTRAP geplante Erforschung derrnRegion der Transurane. Das Hauptziel ist hierbei die Bestimmung der Endpunkternder alpha-Zerfallsketten, die in superschweren Elementen in der Nähe der vorhergesagtenrnStabilitätsinsel ihren Ursprung nehmen.

Nuclear structure studies in the xenon and radon region and the discovery of a new radon isotope by Penning trap mass spectrometry

Heutzutage gewähren hochpräzise Massenmessungen mit Penning-Fallen tiefe Einblicke in die fundamentalen Eigenschaften der Kernmaterie. Zu diesem Zweck wird die freie Zyklotronfrequenz eines Ions bestimmt, das in einem starken, homogenen Magnetfeld gespeichert ist. Am ISOLTRAP-Massenspektrometer an ISOLDE / CERN können die Massen von kurzlebigen, radioaktiven Nukliden mit Halbwertszeiten bis zu einigen zehn ms mit einer Unsicherheit in der Größenordnung von 10^-8 bestimmt werden. ISOLTRAP besteht aus einem Radiofrequenz-Quadrupol zum akkumulieren der von ISOLDE gelieferten Ionen, sowie zwei Penning-Fallen zum säubern und zur Massenbestimmung der Ionen. Innerhalb dieser Arbeit wurden die Massen von neutronenreichen Xenon- und Radonisotopen (138-146Xe und 223-229Rn) gemessen. Für elf davon wurde zum ersten Mal die Masse direkt bestimmt; 229Rn wurde im Zuge dieses Experimentes sogar erstmalig beobachtet und seine Halbwertszeit konnte zu ungefähr 12 s bestimmt werden. Da die Masse eines Nuklids alle Wechselwirkungen innerhalb des Kerns widerspiegelt, ist sie einzigartig für jedes Nuklid. Eine dieser Wechselwirkungen, die Wechselwirkung zwischen Protonen und Neutronen, führt zum Beispiel zu Deformationen. Das Ziel dieser Arbeit ist eine Verbindung zwischen kollektiven Effekten, wie Deformationen und Doppeldifferenzen von Bindungsenergien, sogenannten deltaVpn-Werten zu finden. Insbesondere in den hier untersuchten Regionen zeigen deltaVpn-Werte ein sehr ungewöhnliches Verhalten, das sich nicht mit einfachen Argumenten deuten lässt. Eine Erklärung könnte das Auftreten von Oktupoldeformationen in diesen Gebieten sein. Nichtsdestotrotz ist eine quantitative Beschreibung von deltaVpn-Werten, die den Effekt von solchen Deformationen berücksichtigt mit modernen Theorien noch nicht möglich.

Spins, moments and radii of cd isotopes

The complex nature of the nucleon-nucleon interaction and the wide range of systems covered by the roughly 3000 known nuclides leads to a multitude of effects observed in nuclear structure. Among the most prominent ones is the occurence of shell closures at so-called ”magic numbers”, which are explained by the nuclear shell model. Although the shell model already is on duty for several decades, it is still constantly extended and improved. For this process of extension, fine adjustment and verification, it is important to have experimental data of nuclear properties, especially at crucial points like in the vicinity of shell closures. This is the motivation for the work performed in this thesis: the measurement and analysis of nuclear ground state properties of the isotopic chain of 100−130Cd by collinear laser spectroscopy.rnrnThe experiment was conducted at ISOLDE/CERN using the collinear laser spectroscopy apparatus COLLAPS. This experiment is the continuation of a run on neutral atomic cadmium from A = 106 to A = 126 and extends the measured isotopes to even more exotic species. The required gain in sensitivity is mainly achieved by using a radiofrequency cooler and buncher for background reduction and by using the strong 5s 2S1/2 → 5p 2P3/2 transition in singly ionized Cd. The latter requires a continuous wave laser system with a wavelength of 214.6 nm, which has been developed during this thesis. Fourth harmonic generation of an infrared titanium sapphire laser is achieved by two subsequent cavity-enhanced second harmonic generations, leading to the production of deep-UV laser light up to about 100 mW.rnrnThe acquired data of the Z = 48 Cd isotopes, having one proton pair less than the Z = 50 shell closure at tin, covers the isotopes from N = 52 up to N = 82 and therefore almost the complete region between the neutron shell closures N = 50 and N = 82. The isotope shifts and the hyperfine structures of these isotopes have been recorded and the magnetic dipole moments, the electric quadrupole moments, spins and changes in mean square charge radii are extracted. The obtained data reveal among other features an extremely linear behaviour of the quadrupole moments of the I = 11/2− isomeric states and a parabolic development in differences in mean square nuclear charge radii between ground and isomeric state. The development of charge radii between the shell closures is smooth, exposes a regular odd-even staggering and can be described and interpreted in the model of Zamick and Thalmi.