兰州放射性束流线(RIBLL)介绍 王建松 近物所重离子核反应组 RIBLL合作组会议，兰州，2012年7月

兰州放射性束流线（RIBLL）介绍 RIBLL特点 RIBLL的问题及改进 现有探测器及研究成果 近几年束流使用情况 小结 2019年4月19日星期五

HIRFL-CSR的核物理实验终端分布情况 CSRm CSRe SFC SSC SFC:  10 AMeV (A/q=2) SSC:  100 AMeV (A/q=2) CSRm: 1.0 AGeV (A/q=2) CSRe:  0.76 AGeV (A/q=2) HIRFL - CSR RIBLL 1 ETF SHANS HPLUS PISA RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

RIBLL Radioactive Ion Beam Line at Lanzhou RIBLL RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

RIBLL指标 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

RIBLL的主要特色 综合了国际上不同放射性束装置的优点，采用中能弹核碎裂型(PF)方法，可产生上千种放射性核束； 初始束在初级靶前的强聚焦，使该装置对放射性次级束具有较大的收集能力； 改变初始束的入射角度可得到部分极化放射性束； 采用大接收度、双消色差、反对称结构，使RIBLL能运行于3种模式， a)高流强、中分辨模式； b)中流强、高分辨模式； c)高流强、0o磁谱仪模式。 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

RIBLL存在的问题及改进 束流品质差 束流强度 电子学噪声（已改进） 优点： 可以研究极短寿命核（<1μs） 靶前位置确定：PPAC，灵敏度、探测效率、计数率；或者薄硅、硅条（PSD、DSSD）探测器替代？ 靶前粒子鉴别（TOF or/and dE） 靶后粒子鉴别和位置确定 束流强度 弱：做一些截面大的反应道 强：双击事件增加？PPAC的承受能力？ 电子学噪声（已改进） 束流调试效率可以进一步提高 优点： 可以研究极短寿命核（<1μs） RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

RIBLL的维护与改进（2009） 改造后，实验的噪声水平下降了近一个数量级，为做出高水平的实验奠定了基础。 对RIBLL1终端进行了改造： 按国家C级电磁屏蔽标准改造了获取室； 新增一根0.3欧地线； 改造后，实验的噪声水平下降了近一个数量级，为做出高水平的实验奠定了基础。 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

获取室改造—整体 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

RIBLL的维护与改进（2010-2011） 目标：次级束调束时间保证在10小时以内 更新了RIBLL1电源的控制板和控制系统。 更换了T0，C1，T1，C2，T2等线站的信号线及转接面板（旧线已经使用15年以上了） 在T0前加校正铁，使初级束可以在Y方向平移 进一步确认D铁的真实值与稳定性 目标：次级束调束时间保证在10小时以内 束流调试过程 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

RIBLL2012和未来改进计划 实时测磁系统（今年夏季安装） 实验室休息室改造（今年夏天） T1前安装位置探测器（今年实施） 步进电机改造 获取系统升级（VME） D3D4是否可以分开，或者D41改成双向电源 T0前Y方向矫正铁电源改双向 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

如何充分发挥RIBLL的特点 前半段用来鉴别粒子，后半段作为磁谱仪 极化束的研究能否开展 RF-T1 vs dE的鉴别能力 束流的纯度 降能片的形状影响（加工有难度） T1靶室是否需要改动，如何改 极化束的研究能否开展 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

RIBLL实验终端探测设备 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

未来探测设备发展方向:大而全 轻带电粒子、中重碎片： γ： 中子： Si+CsI阵列（BGO阵列） 类MUSTII探测器（研制中…） CLOVER（谱学，需要正常工作） CsI球（矮巨共振，计划中…） 中子： 中子球（低能中子） 中子墙（中高能中子） RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

RIBLL上的物理工作 核反应（弹性散射、团簇与共振激发态，王琦，王建松） 核天体（17F+p共振散射，何建军） 北大（丰中子核缓发中子、敲出反应、集团结构等） 上海应物所（反应总截面测量，14O碎裂质子-质子关联，弹性散射共振态研究） 原子能院401所（双质子衰变、激发态晕核等） RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

放射性核束的产生机制及反应总截面研究 与上海应物所，原子能院等合作测量了A<30一系列奇特核的反应总截面，给出了23Al，27,28P等存在质子晕/皮结构的实验证据。 与上海应物所合作研究了原子核同位旋对放射性束产额的影响。 与日本理化所Tanihata研究组合作在HIRFL-RIBLL上测量14Be和14,15B的反应总截面。 Phys. Rev. C61(2000)064311 Phys. Rev. C61(2000)044610 Eur. Phys. J. A12(2001)335 Eur. Phys. J. A10(2001)381 Phys. Rev. C65(2002)024610 Nuclear Physics A 707 (2002)303 Mod.Phys.Lett. A 18(2003)151 Phys Rev C 69,034326(2004) NIMB 247 (2006) 155–160 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

轻质量区奇特核的反应机制和衰变研究 激发态双质子发射 9C, 13O, 22Si … 基态双质子衰变 22Si, 26S, 34Ca, 59Ge 双质子发射机制： 经由子核某一能级的级联衰变 无关联三体衰变 2He集团发射 PHYSICAL REVIEW C 72, 064327(2005) PHYSICAL REVIEW C 75, 057302(2007) PHYSICAL REVIEW C 80, 014310 (2009) PHYSICAL REVIEW C 80, 054315 (2009) PHYSICAL REVIEW C 81, 054317 (2010) 丰中子核延迟中子发射是一种重要衰变模式，对18,21N进行的实验研究对于检验和改进现有核结构理论特别是壳模型具有重要科学意义 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

发表在国外文章 D.Q. Fang, W.Q. Shen, J. Feng, X.Z. Cai, J,S. Wang, Q.M. Su, H.Y. Zhang, P.Y. Hu, Y.G. Ma, Y.T. Zhu, S.L. Li, H.Y. Wu, Q.B. Gou, G.M. Jin, W.L. Zhan, Z.Y Guo, G.Q. Xiao, Measurements of total reaction cross sections for some light nuclei at intermediate energies, Phys. Rev. C61(2000)064311 D.Q. Fang, W.Q. Shen, J. Feng, X.Z. Cai, J,S. Wang, Q.M. Su, Y.G. Ma, Y.T. Zhu, S.L. Li, H.Y. Wu, Q.B. Gou, G.M. Jin, W.L. Zhan, Z.Y Guo, G.Q. Xiao, Isospin effect of fragmentation reactions induced by intermediate energy heavy ions and its disappearance, Phys. Rev. C61(2000)044610 Fang DQ; Shen WQ; Feng J; Cai XZ; Zhang HY; Ma YG; Zhong C; Zhu ZY; Jiang WZ; Zhan WL; Guo ZY; Xiao GQ; Wang JS; Wang JQ; Li JX; Wang M; Wang JF; Ning ZJ; Wang QJ; Chen ZQ，Evidence for a proton halo in 27P through measurements of reaction cross-sections at intermediate energies，Eur. Phys. J. A12(3)（2001）335-339 D.Q. Fang, W.Q. Shen, J. Feng, X.Z. Cai, Y.G. Ma, H.Y. Zhang, P.Y. Hu, W.L. Zhan, Z.Y Guo, G.Q. Xiao, J.X. Li, M. Wang, J.F. Wang, Z.J. Ning, J.C. Wang, Q. J. Wang, Z.Q. Chen, Isospin Dependence of the Isotopic Distributions from 36Ar and 40Ar Fragmentation at About 60 MeV/u, Eur. Phys. J. A10(2001)381-385 Cai XZ; Zhang HY; Shen WQ; Ren ZZ; Feng J; Fang DQ; Zhu ZY; Jiang WZ; Ma YG; Zhong C; Zhan WL; Guo ZY; Xiao GQ; Wang JS; Zhu YT; Wang JC; Li JX; Wang M; Wang JF; Ning NJ; Wang QJ; Chen ZQ，Existence of a proton halo in 23Al and its significance，Phys. Rev. C 65(2)（2002）024610 Zhang, H. Y., W. Q. Shen, et al. (2002). "Measurement of reaction cross section for proton-rich nuclei (A < 30) at intermediate energies." Nuclear Physics A 707(3-4): 303-324. RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

发表在国外文章 Sun Z.，Zhan W.-L.，Guo Z.-Y.，Xiao G.，Li J.-X，“RIBLL， the radioactive ion beam line in Lanzhou”，Nucl Instr Meth， A503（3）（2003）496-503(8) Z.H.Liu，M.Ruan，Y.L.Zhao，H.Q.Zhang，F.Yang，Z.Y.Ma，C.J.Liu，B.Q.Chen，Y.W.Wu,，W.L.Zhan，Z.Y.Guo，H.S.Xu，J.X.Li，and Z.J.Chen，Evidence for enhancement of the total reaction cross sections for 27,28P with a 28Si target and examination of possibly relevant mechanisms，Phys Rev C 69，034326（2004） Lou JL, Li ZH, Ye YL, Hua H, Jiang DX, Lv LH, Kong Z, Zhang YM, Xu FR, Zheng T, Li XQ, Ge YC, Wu C, Zhang GL, Chen ZQ, Li C, Li ZH, Ye YL, Hua H, Jiang DX, Zhang YM, Xu FR, Hu QY, Zhang GL, Chen ZQ, Zheng T, Wu CE, Lou JL, Li XQ, Pang DY, Wang S, Li C, Xu HS, Sun ZY, Duan LM, Hu ZG, Hu RJ, Xu HG, Mao RS, Wang Y, Yuan XH, Gao H, Wu LJ, Qi HR, Huang TH, Fu F, Jia F, Gao Q, Ding XL, Han JL, Zhang XY, “beta-decay of the neutron-rich nucleus N-18”, PHYSICAL REVIEW C 72, 064327(2005). A. Ozawa, Y.Z. Cai, Z.Q. Chen, M. Chiba, D.Q. Fang, Z.G. Guo, T. Izumikawa e, J.X. Li, R.S. Mao, T. Ohnishi, W.Q. Shen, T. Suda, Z.Y. Sun, T. Suzuki, I. Tanihata, W.D. Tian, J.S. Wang, M. Wang, Y.B. Wei, G.Q. Xiao, Z.G. Xiao, T. Yamaguchi, Y. Yamaguchi, A. Yoshida, W.L. Zhan, H.Y. Zhang, T. Zheng, C. Zhong, “Measurements of the interaction cross-sections for 14Be and 14,15B as projectiles with a new scheme at RIBLL”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 247 (2006) 155–160 Lou JL, Li ZH, Ye YL, Hua H, Jiang DX, Lv LH, Kong Z, Zhang YM, Xu FR, Zheng T, Li XQ, Ge YC, Wu C, Zhang GL, Chen ZQ, Li C, Pang DY, Xu HS, Sun ZY, Duan LM, Hu ZG, Hu RJ, Xu HG, Mao RS, Wang Y, Yuan XH, Gao H, Wu LJ, Qi HR, Huang TH, Fu F, Jia F, Gao Q, Ding XL, Han JL, Zhang XY, “Observation of a new transition in the beta-delayed neutron decay of N-18”, PHYSICAL REVIEW C 75, 057302(2007) C.J.Lin，X.X.Xu，H.M.Jia，F.Yang，F.Jia，Z.H.Liu，H.Q.Zhang，H.S.Xu，Z.Y.Sun，J.S.Wang，Z.G..Hu，M.Wang，R.F.Chen，X.Y..Zhang，C.Li，X.G.Lei，G.Q.Xiao，and W.L.Zhang，Experimental study of two-proton correlated emission from 29S excited states, Phys. Rev. C80,014310(2009) RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

2008年RIBLL运行情况 （总共使用束流时间1032.4小时） 北大 郑 涛 丰中子碳同位素16C核的集团结构研究 143 小时 郑 涛 丰中子碳同位素16C核的集团结构研究 143 小时 国家基金 华 辉 Borromean核17Ne破裂反应出射粒子的三体角关联研究 131小时 创新群体 401 林承建 17,18Ne双质子发射实验研究 196小时 国家基金973 近物所 李 强 放射性治癌实验 127.4小时 863 王 琦 晕核弹性散射产物的角分散研究 220小时 王 猛 9C碎裂反应的研究 139.7小时 徐瑚珊 滴线核25P，26S的寻找 75.3 小时 国家基金重点 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

2009-11年RIBLL运行情况 （总共使用束流时间1265小时） 北大 叶沿林 6He的敲出反应研究 200 小时 2009 上海应物所 马余刚 14O碎裂反应中的质子-质子关联测量 200小时 近物所 何建军 通过17F+p弹性散射研究 18Ne共振态性质 2009.10 王建松 8B和6Li弹性散射实验研究 275小时 2010.11 北京大学 30,31Na衰变实验 240小时 2011.4 401 柳卫平 53Ni等核的半衰期测量 100小时 2011.5 空间中心 ？、刘杰 利用RIBLL质子束刻度航天器件 50小时 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

2012束流时间 上海应物所 马余刚 12Be的共振弹性散射实验 164小时 2012.1 北京原子能院 林承键 A~40区近滴线丰质子核产额的系统标度 <100小时 2012.3 方德清 丰中子Ne同位素的电 荷改变截面测量 150小时 2012.5 北京大学 叶沿林 12Be激发态集团结构研究 348小时 2012.6 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

2008-2010RIBLL束流使用统计 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

Elastic Scattering Events Identification 8B 7Be 6Li 10C Elastic scattering Energy loss at wires of PPACs 11C Beam Spot of 10C at Target Position RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

RIBLL实际调束结果 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

RIBLL实际调束结果 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

小结与展望 RIBLL自97年建成以来，为国内核物理学界提供了一个重要的放射性束物理研究平台 在过去的10几年里产出了一批有国际水平的成果 与国外同类装置比较，还有差距 经过最近和未来几年的改造、探测设备的提升以及加速器的改造，RIBLL的能力有望获得进一步的提升 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

谢谢大家！ RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

Ge ● 25，26，27P 的衰变核谱学研究 张玉虎提供 return RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

奇特核双质子衰变和核子-核子动量关联研究 return 激发态双质子发射 9C, 13O, 22Si … 基态双质子衰变 22Si, 26S, 34Ca, 59Ge 手段：运动学完全测量 带电粒子探测器阵列 结果：1）总反应截面 2）轻粒子产额 3）双质子角关联 4）双质子动量关联 5）不变质量谱 双质子发射机制： 经由子核某一能级的级联衰变 无关联三体衰变 2He集团发射 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

轻质量区丰中子核缓发中子研究 return 例如: 11Li : Qb=20.6 MeV Sn=0.5 MeV Pn~92% 当N>>Z : Qb , Sn 延迟中子发射将成为重要的衰变模式 Eg A-1Z+1N-2 b-n decay A-1Z+1N-3 Eneutrons AZN AZ+1N-1 Qb Eg b-decay Sn S2n 测量β衰变半衰期、缓发中子能量和分支比等相关信息，可以得到母核基态及子核非束缚态能级等丰富的核结构信息，这对于检验和改进现有核结构理论特别是壳模型具有重要意义。 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

Primary Results The Coulumb Rainbow Peak is Enhanced for 8B? v rv av w rw aw 7Be 41.1 1.01 1.73 86.2 1.10 1.17 8B 30.2 1.60 0.68 13.3 0.75 The experimental data are fitted by FRESSCO The Coulumb Rainbow Peak is Enhanced for 8B? RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

The coupling effects give the better reproduction for 7Be, CDCC Calculations The coupling effects give the better reproduction for 7Be, but not for 8B Calculations provided by N.Keeley RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

7Be，8B，9C初步结果 7Be 3394 1.16 8B 456 1.23 9C 235 1.28 Counts at peak(1º) 返回 Counts at peak(1º) Peak value σ/σR 7Be 3394 1.16 8B 456 1.23 9C 235 1.28 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

9,10,11C Elastic Scattering Experiment return Radioactive Ion Beam Line at Lanzhou RIBLL1 Ecm/Vc Bρ θ1/4 counts 9C 3.6 1.115 18.5 600pps 10C 1.175 19000pps 4.1 1.245 16 23900pps 11C 3.7 1.235 18 27400pps The elastic scattering angular distributions for 9,10,11C isotopes are measured at RIBLL1 from November 14 to 26 in 2011 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

通过直接反应研究9C、9Li的奇异结构 物理目标：9C、9Li的结构信息 1）是否存在3核子团簇结构； 2）验证是否单质子or双质子晕结构； 技术路线: 1）完全运动学测量，重构不变质量谱 2） 质子-质子，质子-碎片关联测量 E_CsI dE_SiStrip 9C 8B 7Be 6Li 9Li 9C 中子 质子 9C 7Be p 8B return RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

Investigation of resonant properties of 18Ne vis 17F+p and its astrophysical implication return RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

RIBLL1束流调试流程 return 调T0光点 刻度法拉第筒 FC 测主束能量 测量初级靶厚度 测量降能器厚度 刻度C2-PPAC的中心位置 刻度ΔE探测器和TOF 产生靶 荧光靶 FC1 FC2 闪烁体 PPAC Si 狭缝 降能器 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

Future Plan return RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

RF-dE return RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

C1位置分布 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

T1 X位置分布 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

C2 X位置分布 RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五

T2 X位置分布 return RIBLL合作组会议，兰州，2011年7月 2019年4月19日星期五