Første massemåling med sjælden RI-ring afslører fin struktur af elementoverflodsmønstre

Forskere har demonstreret effektiviteten af ​​en innovativ metode til måling af nuklear masse ved hjælp af den sjældne RI-ring (R3) facilitet på Radioactive Isotope Beam Factory og anvendt den til massemåling af en neutronrig palladiumisotop. Undersøgelsen blev offentliggjort i Physical Review Letters den 15. april.

Undersøgelsen blev udført af et internationalt forskerhold, herunder videnskabsmænd fra Institute of Modern Physics (lMP) ved det kinesiske videnskabsakademi (CAS), RIKEN Nishina Center, Los Alamos National Laboratory og andre videnskabelige institutioner.

Oprindelsen af ​​grundstoffer i universet er et af de vigtigste spørgsmål inden for nuklear astrofysik. Den hurtige neutronfangstproces (r-proces) anses for at være ansvarlig for produktionen af ​​omkring halvdelen af ​​grundstofferne tungere end jern. Stederne for r-processerne er dog stadig tvetydige. Neutronstjernefusionen er et af de mest mulige steder.

Simuleringer af nukleosynteseprocessen giver vigtig information til fortolkning af relevante observationer og lokalisering af dets astrofysiske steder. Eksperimentelle masseværdier af nuklider giver ikke kun pålidelige data til beregninger, men hjælper også med at forbedre massemodellerne. Ikke desto mindre, da r-processen involverer et stort antal neutronrige kerner, der har lavt udbytte og kort levetid, er det ekstremt vanskeligt at producere og måle disse kerner i laboratorier. Derfor kan en stor mængde nukleare data, der er nødvendig i r-procesberegningerne, kun stole på teoretiske modeller.

Ifølge tidligere undersøgelser har palladium-123 en betydelig indvirkning på mængden af ​​A=122 og 123 nuklider i r-processen. For at give pålidelige data til undersøgelser udførte forskere eksperimentet med at måle massen af ​​palladium-123 på R3-anlægget.

Dette er den første anvendelse af massemåling ved hjælp af R3-faciliteten på Radioactive Isotope Beam Factory i Japan, som kan levere verdens højeste intensitet af radioaktiv isotopstråle. R3-anlægget er et nyligt idriftsat cyklotronlignende lagerringmassespektrometer. Baseret på den isotop-valgbare selvudløste injektionsteknik, kan de præ-identificerede ioner vælges og injiceres i R3 hændelse for hændelse. Derfor har R3-anlægget en unik fordel til massemålingerne af de kortlivede nuklider med ekstremt lave produktionsudbytter.

I eksperimentet producerede videnskabsmænd kernerne af interesse ved fissionsfragmentering af uran-238-strålen, der ramte et berylliummål. De målte et samlet antal på 166 palladium-123 ioner med den relative masseusikkerhed på 2,3x10 ^-6 .

Baseret på de nye massedata beregnede forskerne A=122 og A=123 grundstofoverflodsforhold i de tyve r-procesbaner af neutronstjernefusionen med reaktionsnetværksmodellen. Sammenlignet med de opnåede forholdsresultater baseret på den teoretiske massemodel, er de opnåede forholdsresultater baseret på de nye masseresultater fra dette eksperiment mere i overensstemmelse med den observerede solar-r-procesoverflod.

De nye eksperimentelle resultater forbedrer forståelsen af ​​den fine struktur af grundstofoverflodsmønstrene skabt i r-processen. + Udforsk yderligere

Nye data til at forstå, hvordan tungere grundstoffer laves i kosmos