基于低气压 GEM 读出的 TPC 在加速器质谱中离子鉴别的新技术
仪器与探测器
2023-05-31 v1
摘要
我们开发并成功测试了一种用于加速器质谱(AMS)的具有气体电子倍增器(Gas Electron Multiplier, GEM)读出的低气压时间投影室(Time Projection Chamber, TPC)。新西伯利亚的 AMS 装置存在分离具有相同原子质量的不同化学元素同量异位离子的难题。典型例子是用于测定千万年尺度地质对象的放射性同位素 10Be 和 10B。为解决此问题，开发了一种新的离子鉴别技术，即基于在低气压 GEM 读出 TPC 中同时测量离子径迹范围和离子能量。该技术拟应用于 AMS 中地质对象定年，即新生代地质年代学。本工作中，我们研制了具有专用薄氮化硅窗以高效通过离子的新型更大尺寸 TPC。利用 α 粒子源在异丁烷低气压下研究了 TPC 特性。此外，表明使用 GEM 代替 THGEM 在标称气压(50 torr)下显著改善了能量分辨率。利用这些结果与 SRIM 代码模拟表明，在 AMS 中可有效分离同量异位的硼和铍离子，提供千万年尺度的有效定年。该技术将在不久的将来应用于新西伯利亚的 AMS 装置。
引用
@article{arxiv.2305.06684,
title = {New technique of ion identification in Accelerator Mass Spectrometry using low-pressure TPC with GEM readout},
author = {A. Bondar and A. Buzulutskov and V. Parkhomchuk and A. Petrozhitsky and T. Shakirova and A. Sokolov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.06684},
year = {2023}
}