방사성 동위원소 빔은 수많은 별난핵을 생성하고, 연구할 수 있는 새로운 기회를 제공한다. 고에너지의 중이온 빔과 가볍고 얇은 표적의 충돌 로 인해 일어나는 입사빔 핵분열과 조각내기 방법에 의해 생성되는 수많은 방사성 동위원소로 구성된 빔은 in-flight 분리기를 통해 특정 방사성 동위원소 빔으로 분리된다. 이번 연구에서는, 큰 운동량 수용성을 갖고, 2단계 분리가 가능한 in-flight 방사성 동위원소 빔 분리기를 설계하였다. 큰 수용성을 갖는 방사성 동위원소 빔 분리기는 실제 실험에서 사용가능한 수준으로 방사성 동위원소 빔을 생산, 수집, 분리하는 것을 가능하게 하며, 2단계 분리구조는 순도가 낮은 방사성 동위원소의 순도를 향상시키고, 핵종 확인을 가능하게 한다. 본 연구에서 설계한 방사성 동위원소 빔 분리기에 대해, 입사빔 핵분열과 조각내기 방법으로 생성된 몇가지 동위원소에 대하여, 3 가지 서로 다른 분리법 -운동량 ...
방사성 동위원소 빔은 수많은 별난핵을 생성하고, 연구할 수 있는 새로운 기회를 제공한다. 고에너지의 중이온 빔과 가볍고 얇은 표적의 충돌 로 인해 일어나는 입사빔 핵분열과 조각내기 방법에 의해 생성되는 수많은 방사성 동위원소로 구성된 빔은 in-flight 분리기를 통해 특정 방사성 동위원소 빔으로 분리된다. 이번 연구에서는, 큰 운동량 수용성을 갖고, 2단계 분리가 가능한 in-flight 방사성 동위원소 빔 분리기를 설계하였다. 큰 수용성을 갖는 방사성 동위원소 빔 분리기는 실제 실험에서 사용가능한 수준으로 방사성 동위원소 빔을 생산, 수집, 분리하는 것을 가능하게 하며, 2단계 분리구조는 순도가 낮은 방사성 동위원소의 순도를 향상시키고, 핵종 확인을 가능하게 한다. 본 연구에서 설계한 방사성 동위원소 빔 분리기에 대해, 입사빔 핵분열과 조각내기 방법으로 생성된 몇가지 동위원소에 대하여, 3 가지 서로 다른 분리법 -운동량 분석법, 에너지 손실-색지움 방법, 고주파 편향기- 에 따른 동위원소들의 순도와 수득률을 LISE++ 코드를 이용하여 계산하였다. 고주파 편향기는 방사성 동위원소 빔에서 양성자과잉핵의 순도를 높이기 위해 적용되었다. 서로 다른 분리방법에 따른 방사성 동위원소 빔의 순도 향상을 비교, 평가하기 위한 성능지수로 정제도를 도입하였다. 35Ca, 56Ni, 100Sn, 129Sm 같은 양성자과잉핵의 경우, 운동량 분석법만 사용했을 때에 비해, 에너지 감쇄판과 고주파 편향기를 동시에 사용하는 경우, 10∼2000 배 더 정제되었다. 하지만, 58Ca, 78Ni, 132Sn, 162Sm 같은 중성자과잉핵의 경우, 양성자과잉핵과 비교하면, 고주파 편향기의 사용에 의한 순도 증가는 그다지 크지 않았으며, 운동량 수용도를 1%로 줄였을 때, 더 많이 정제됨을 알 수 있었다. 입사빔 핵분열로 생성된 방사성 동위원소 빔의 경우, 고주파 편향기를 사용하여, 운동량 분석법만 사용했을 때 보다 58Ca, 78Ni, 132Sn, 162Sm 과 같은 중성자과잉핵을 30∼9500 배 더 정제할 수 있었다.
방사성 동위원소 빔은 수많은 별난핵을 생성하고, 연구할 수 있는 새로운 기회를 제공한다. 고에너지의 중이온 빔과 가볍고 얇은 표적의 충돌 로 인해 일어나는 입사빔 핵분열과 조각내기 방법에 의해 생성되는 수많은 방사성 동위원소로 구성된 빔은 in-flight 분리기를 통해 특정 방사성 동위원소 빔으로 분리된다. 이번 연구에서는, 큰 운동량 수용성을 갖고, 2단계 분리가 가능한 in-flight 방사성 동위원소 빔 분리기를 설계하였다. 큰 수용성을 갖는 방사성 동위원소 빔 분리기는 실제 실험에서 사용가능한 수준으로 방사성 동위원소 빔을 생산, 수집, 분리하는 것을 가능하게 하며, 2단계 분리구조는 순도가 낮은 방사성 동위원소의 순도를 향상시키고, 핵종 확인을 가능하게 한다. 본 연구에서 설계한 방사성 동위원소 빔 분리기에 대해, 입사빔 핵분열과 조각내기 방법으로 생성된 몇가지 동위원소에 대하여, 3 가지 서로 다른 분리법 -운동량 분석법, 에너지 손실-색지움 방법, 고주파 편향기- 에 따른 동위원소들의 순도와 수득률을 LISE++ 코드를 이용하여 계산하였다. 고주파 편향기는 방사성 동위원소 빔에서 양성자과잉핵의 순도를 높이기 위해 적용되었다. 서로 다른 분리방법에 따른 방사성 동위원소 빔의 순도 향상을 비교, 평가하기 위한 성능지수로 정제도를 도입하였다. 35Ca, 56Ni, 100Sn, 129Sm 같은 양성자과잉핵의 경우, 운동량 분석법만 사용했을 때에 비해, 에너지 감쇄판과 고주파 편향기를 동시에 사용하는 경우, 10∼2000 배 더 정제되었다. 하지만, 58Ca, 78Ni, 132Sn, 162Sm 같은 중성자과잉핵의 경우, 양성자과잉핵과 비교하면, 고주파 편향기의 사용에 의한 순도 증가는 그다지 크지 않았으며, 운동량 수용도를 1%로 줄였을 때, 더 많이 정제됨을 알 수 있었다. 입사빔 핵분열로 생성된 방사성 동위원소 빔의 경우, 고주파 편향기를 사용하여, 운동량 분석법만 사용했을 때 보다 58Ca, 78Ni, 132Sn, 162Sm 과 같은 중성자과잉핵을 30∼9500 배 더 정제할 수 있었다.
Radioactive Isotope (RI) beams provide new opportunities to make and study many thousands of exotic nuclear species. RI beam will be produced by using fragmentation and in-flight fission reactions resulting from a high-energy heavy-ion beam hitting a thin target and then separated by an in-flight se...
Radioactive Isotope (RI) beams provide new opportunities to make and study many thousands of exotic nuclear species. RI beam will be produced by using fragmentation and in-flight fission reactions resulting from a high-energy heavy-ion beam hitting a thin target and then separated by an in-flight separator. In present work, a design of an in-flight RI beam separator with a large acceptance and two separation stages are presented. A large acceptance of the RI beam separator made possible efficient production, collection, and separation of RI beams. Two separation stages enabled us to cope with a poor purity of RI beams and to identify RI beam species. For the designed separator, the yield and the purity were investigated for several isotopes produced via projectile fragmentation and projectile fission by using the code LISE++ for three different methods - magnetic analysis, magnetic analysis plus the energy degrader and the addition of a RF kicker. The RF kicker was adopted to increase the purity of proton-rich isotopes in RI beams. Purification was proposed as a figure of merit for the comparison of the purity enhancement by the three different separation methods. When the RF kicker was combined with the energy degrader, the purification for selected proton-rich isotopes such as 35Ca, 56Ni, 100Sn and 129Sm was improved to be 10∼2,000 times compared to the case that only the momentum analysis method was used. However, in the case of neutron-rich isotopes such as 58Ca, 78Ni, 132Sn and 162Sm, the purification was less sensitive to the RF kicker compared to proton-rich isotopes but was improved with the momentum acceptance of 1%. In the case of projectile fission, the purification for selected neutron-rich isotope such as 58Ca, 78Ni, 132Sn and 162Sm turned out to be 30~9,500 times compared to the case that only the momentum analysis was used.
Radioactive Isotope (RI) beams provide new opportunities to make and study many thousands of exotic nuclear species. RI beam will be produced by using fragmentation and in-flight fission reactions resulting from a high-energy heavy-ion beam hitting a thin target and then separated by an in-flight separator. In present work, a design of an in-flight RI beam separator with a large acceptance and two separation stages are presented. A large acceptance of the RI beam separator made possible efficient production, collection, and separation of RI beams. Two separation stages enabled us to cope with a poor purity of RI beams and to identify RI beam species. For the designed separator, the yield and the purity were investigated for several isotopes produced via projectile fragmentation and projectile fission by using the code LISE++ for three different methods - magnetic analysis, magnetic analysis plus the energy degrader and the addition of a RF kicker. The RF kicker was adopted to increase the purity of proton-rich isotopes in RI beams. Purification was proposed as a figure of merit for the comparison of the purity enhancement by the three different separation methods. When the RF kicker was combined with the energy degrader, the purification for selected proton-rich isotopes such as 35Ca, 56Ni, 100Sn and 129Sm was improved to be 10∼2,000 times compared to the case that only the momentum analysis method was used. However, in the case of neutron-rich isotopes such as 58Ca, 78Ni, 132Sn and 162Sm, the purification was less sensitive to the RF kicker compared to proton-rich isotopes but was improved with the momentum acceptance of 1%. In the case of projectile fission, the purification for selected neutron-rich isotope such as 58Ca, 78Ni, 132Sn and 162Sm turned out to be 30~9,500 times compared to the case that only the momentum analysis was used.
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