加速器质谱仪上基于 GEM 的低压 TPC 的近期结果
仪器与探测器
2024-11-08 v1 核实验
摘要
加速器质谱（AMS）技术使得测量稀有长寿命同位素（如 10Be、14C、26Al、36Cl、41Ca 和 129I）成为可能。这些同位素的含量可低至总元素含量的 10^{-15}。由 Budker 核物理研究所（BINP）开发的加速器质谱仪（BINP AMS）成功测量了 14C 相对于 12C 的浓度。然而，将 10B 同量异位素背景与 10Be 分离是一个问题。铍-10 用于在 1 千年至 1000 万年的时间尺度上对地质物体进行年代测定。为了解决这个问题，我们提出了一种基于在低压飞行时间投影室（TPC）中同时测量离子径迹范围和离子能量的新型离子识别技术，该 TPC 采用气体电子倍增器（GEM）读出。我们开发了具有专用薄氮化硅窗口的 TPC，以实现离子的高效通过。首先，使用 α 粒子源在 50 torr 压力下研究了低压 TPC 在异丁烷中的特性。在本工作中，我们在 BINP AMS 设施上设置了低压 TPC，并成功测量了含 14C 样品中离子的径迹范围和能量。在下一阶段，我们将对含 10Be 的样品进行测量。然而，利用获得的结果和 SRIM 模拟，我们已经证明同量异位素硼离子和铍离子可以被分离超过 5 sigma。该技术提议应用于 AMS 对地质物体进行年代测定，即用于新生代年代学。
引用
@article{arxiv.2411.04483,
title = {Recent results on the low-pressure GEM-based TPC at an Accelerator Mass Spectrometer},
author = {A. Bondar and V. Parkhomchuk and A. Petrozhitsky and T. Shakirova and A. Sokolov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.04483},
year = {2024}
}