科研進展
RIBLL2新建實驗終端實現(xiàn)中等質量區(qū)束流碎裂產(chǎn)物的清晰鑒別
近期，中國科學院近代物理研究所與北京航空航天大學聯(lián)合研究團隊在蘭州第二條放射性束流線（RIBLL2）上建成新的實驗終端，并實現(xiàn)了中等質量區(qū)束流碎裂產(chǎn)物的清晰鑒別。相關成果發(fā)表在《科學通報》（Science Bulletin）上。
上世紀八十年代以來，隨著放射性核束實驗技術的興起，核物理研究迎來了新機遇。過去幾十年間，世界范圍內(nèi)建成了多臺放射性核素分離裝置，例如德國亥姆霍茲重離子研究中心的FRS、法國重離子加速器國家實驗室的LISE、日本理化學研究所的RIPS和BigRIPS、美國密歇根州立大學的A1900和ARIS、我國蘭州重離子加速器國家實驗室的RIBLL1和RIBLL2等。這些裝置極大地拓展了人類可研究的核素范圍。
RIBLL2是連接蘭州重離子加速器冷卻儲存環(huán)裝置中主環(huán)（CSRm）和實驗環(huán)（CSRe）的放射性束流線，同時也是世界上少數(shù)幾條可以提供能量高于300 MeV/u次級束流的碎片分離器裝置之一。在RIBLL2中間焦平面下游，建有外靶終端。在外靶終端開展實驗時，由于僅能使用RIBLL2前半段對束流進行分離和純化，加之粒子的飛行時間較短，導致粒子鑒別能力受限，因此主要用于輕核區(qū)原子核研究。為拓展研究范圍至中重核區(qū)，亟需在RIBLL2最后一個焦平面（F4）處新建實驗終端，以充分利用整條RIBLL2束線的分離器功能。
過去幾年間，近代物理所與北航聯(lián)合研究團隊成功研發(fā)和升級了多種類型的探測器，取得了一系列科研成果，在此基礎上新建了RIBLL2-F4實驗終端。
RIBLL2-F4終端建成后，研究團隊利用400 MeV/u的氬-40束流與350 MeV/u的氪-78束流開展了兩輪實驗，測試了該實驗終端的整體性能，清晰鑒別了實驗過程中產(chǎn)生的次級束種類。以350 MeV/u氪-78束流轟擊10 mm厚鈹靶產(chǎn)生的鍺-71為例，其電荷分辨約為0.2，質荷比分辨約為5ⅹ10-3。這一結果表明，RIBLL2整條束線對中等質量區(qū)束流的彈核碎裂產(chǎn)物已具備較好的粒子鑒別能力。新建的RIBLL2-F4終端在實驗中運行穩(wěn)定可靠，已具備開展電荷改變截面測量等放射性束物理實驗的條件。
該研究得到了國家自然科學基金和中國科學院項目的支持。論文第一作者為近代物理所副研究員徐曉棟。近代物理所鄭勇副研究員、孫志宇研究員以及北京航空航天大學孫保華教授為論文通訊作者。
圖1：RIBLL2束流線和RIBLL2-F4實驗終端。（圖源/近代物理所）
圖2：350 MeV/u氪-78束流轟擊10 mm厚的鈹靶，RIBLL2束線磁剛度按目標核鍺-71設置時，氪-78碎裂
產(chǎn)物的粒子鑒別譜。（圖源/Science Bulletin）
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.scib.2025.01.020
相關科研成果：
[1] J. R. Liuet al., Phys. Rev. C 112, 014611 (2025)
[2] Guang-Shuai Li et al., Phys. Lett. B 859, 139143 (2024)
[3] J.W. Zhao et al., Phys. Lett. B 858, 139082 (2024)
[4] J.W. Zhao et al., Phys. Lett. B 847, 138269 (2023)
[5] Guang-Shuai Li et al., Phys. Rev. C 107, 024609 (2023)
[6] Chang-Jian Wang et al., Chin. Phys. C 47, 084001 (2023)
[7] J.W. Zhao et al., Nucl. Inst. Meth. in Phys. Res., A 930, 95-99 (2019)
[8] Bao-Hua Sun et al., Sci. Bull. 63, 78-80 (2018)
[9] W.J. Lin et al., Chin. Phys. C 41, 066001 (2017)
[10] J.W. Zhao et al., Nucl. Inst. Meth. in Phys. Res., A 823, 41-46 (2016)
（放射性束物理室 供稿）
