Sirpaleiden erotin
Fr agment S eparator tai FRS on kokeellinen laite sijaitsee GSI kaupungista Darmstadt , Saksa .
Sitä käytetään tuottamaan niin sanottu sekundäärinen partikkelin palkit päässä ensisijainen palkkien antaman GSI SIS Synchrotron .
Periaate
Toissijainen säde syntyy synkrotronista tulevan kiihdytetyn säteen ja niin kutsutun tuotantokohteen välillä . Tämä vuorovaikutus johtaa moniin fragmentteihin (ts. Massan ytimiin, jotka ovat pienempiä tai yhtä suuria kuin säteen). Puhumme pirstoutuneesta tuotantomenetelmästä . Reaktiossa syntyvät ionit, jotka sisältyvät spektrometrin rajoitettuun hyväksyntään (15 mrad), ts. Joiden suunta ja nopeus ovat yhteensopivia FRS: n sisäänkäyntiikkunan kanssa, altistetaan sitten erotusprosessille lennon aikana .
Tämän laitteen ydin koostuu peräkkäisistä magneeteista. Neljä päädipolia mahdollistavat tuotettujen fragmenttien (raskaat ionit) taipumisen niiden magneettisen jäykkyyden mukaan (kytkettynä nopeuteen sekä tarkasteltavan ionin massan ja varauksen väliseen suhteeseen). Lisämagneeteilla on korkeamman asteen magneettikentät (kvadrupolit ja sextupolit) säteen trajektorin tarkentamiseksi ja kohdistamiseksi strategisiin paikkoihin fragmenttien polulla.
Nopeuden βγ fragmentin kaarevuussäde ρ (mitattuna lennon ajankohdasta) johtuu eri ilmaisimissa (tuikeaineissa ja ionisaatiokammioissa) jäljellä olevista "jälkistä". Magneettien tehollinen magneettikenttä B määritetään Hall-koettimilla.
Nämä elementit tulevat olennaiseen kaavaan fragmentin massan A ja varauksen Z määrittämiseksi:
Lisäksi fragmentin varaus Z määritetään sen energiahäviöstä ionisaatiokammioissa käyttäen Bethe-Bloch-kaavaa.
Massa-lataussuhde ja itse varaus arvioidaan itsenäisesti, ja A: lle ja Z: lle voidaan antaa tarkka arvo, koska niiden oletetaan olevan kokonaislukuja. Kaavan kääntäminen mahdollistaa tällöin suuruusluokan saavuttamisen nopeuden mittauksen tarkkuudessa.
Sovellukset
Tämän massaspektrometrin poikkeuksellinen pituus (74 metriä) mahdollistaa tuotettujen fragmenttien täydellisen tunnistamisen (massa ja vastus) ja niiden nopeuden tarkan mittaamisen. Käyttäjä voi sen vuoksi valita tarkan fragmenttityypin ja ohjata sen kohti eksoottista sädettä vaativaa koealuetta (esimerkiksi astrofysiikan tärkeiden ilmiöiden tutkimiseen).
On myös mahdollista käyttää FRS: ää sellaisenaan (toimittamalla välitunnistimia magneeteille) tutkiakseen teknisen kiinnostuksen kohteena olevan reaktion aikana tuotettujen fragmenttien suhteellisia runsauksia ja pituussuuntaisia nopeusjakaumia (kuten niitä, jotka vievät paikka kiihdyttimen ohjaamissa ydinreaktoreissa - ADS) tai perustavanlaatuinen (ydinainetilan yhtälön teoreettisten mallien rajoittamiseksi).
Katso myös
- (sisään) FRS