RFQ1L系统压升率的理论与实验研究

简单阐述了RFQ冷却聚束器对缓冲气体的要求,从理论和实验两方面详细研究了RFQ1L系统的压升率。研究表明,RFQ1L系统压升率的主要来源是真空室内材料表面的出气,整个系统的压升率实测为(0.04±0.02)Pa/h。

超重核研究谱仪的RFQ冷却聚束器RFQ1L

介绍了超重核研究谱仪中RFQ冷却聚束器RFQ1L的结构和运用SIMION程序对离子的冷却、聚束、引出和撇气过程的模拟情况。模拟显示:通过仔细选择工作点就完全可以把经过充气反冲质量分离器分离后的低品质束流转化为斑点小、发射度小和能量单一的高品质束流,为紧接其后的磁铁和激光高效率分析提供条件。

Latest progress of the RFQ cooler and buncher RFQ1L

The RFQ cooler and buncher RFQ1L is a key device of the SHANS (Spectrometer for Heavy Atoms and Nucleax Structure). The status of the machining and assembly of the central part is introduced, and the structure of the whole RFQ1L system and the preliminary plan for the testing are discussed also.

Experimental study of the high-voltage breakdown and simulations for the RFQ cooler and buncher RFQ1L

The RFQ cooler and buncher RFQ1L is one of the key parts of the being-built super-heavy nuclide research spectrometer. In order to understand the high-voltage breakdown phenomenon, the voltages between electrodes have been measured. In addition, more extensive simulations have been performed for better understanding and optimizing the RFQ1L work points.

Progress on the RFQ1L and LPT

The SHANS spectrometer is under construction in the Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Science. The RFQ cooler and buncher RFQ1L is one of the key devices in the SHANS. To perform direct mass measurement, the Lanzhou Penning Trap LPT is also under construction. In this symposium, the principle of the SHANS, the status of RFQ1L and LPT and some primary test results will be reported.

超重谱仪中冷却聚束器RFQ1L的模拟研究

对超重核和超重元素越来越多的探索和研究，以及对远离β稳定线奇异核的精细研究，都迫切地需要低能量、高品质的放射性束流。然而，由原子核反应产生的放射性束流普遍具有能量分散大、发射度大以及束流斑点大的缺点，因此，对放射性次级束流进行进一步的操控成为深入研究的必需条件。充有缓冲气体的RFQ冷却聚束器是适合这项任务的最佳选择。它不但可以高速度、高效率地提高束流的品质，而且适用于所有的核素。这项技术在上世纪末蓬勃地发展起来，现在已经成为世界各主要实验室进行放射性次级束流操控的必备实验装置。在中国科学院近代物理研究所，一台正在研制的专用于研究长寿命核素的超重核研究谱仪中就使用了RFQ冷却聚束器来冷却、约束和储存离子。论文首先简单介绍了近代物理研究所超重谱仪的情况和国际上RFQ冷却聚束器的研究情况，其次阐述了RFQ冷却聚束器相关原理，然后重点论述了用SIMION程序进行模拟的方法和对RFQ1L冷却段的模拟情况，并对模拟结果进行了讨论，接着，讨论了计算机无法模拟的一些因素，重点讨论了气体击穿问题，最后，对本论文的工作进行了总结，并对下一步工作进行了展望望。对RFQ1L冷却段的模拟和气体击穿问题是本论文的两个重点。冷却段的模拟是以为例进行的。通过改变缓冲气体压强、入射离子能量以及轴向电场梯度，得到了离子在RFQ冷却聚束器中不同的运动情况，得到了一些有意义的结论，有助于设备的设计和工作点的选择。另外，RFQ冷却聚束器的工作区域，正好位于缓冲气体最容易被击穿的范围，再加上射频的影响，因此气体击穿问题成为制约工作点选择的一个非常重要的因素。本文对此也作了详细的讨论

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