После переключающего магнита был добавлен фильтр Вина с максимальным напряжением ±60 кВ и максимальным магнитным полем 0,3 Тл, чтобы снизить фон обнаружения нуклидов с низким содержанием. Фото: Китайский институт атомной энергии. Мишенная камера была оснащена коллиматором, держателем мишени и чашкой Фарадея. Си
3
Н
4
на держателе мишени устанавливались фольговые деградеры. Магнитный спектрограф Q3D может вращаться вокруг целевой камеры. Фото: Китайский институт атомной энергии Диск катододержателя является частью многокатодного источника отрицательных ионов NEC, полученного методом распыления цезия. Катоды
60
Образцы Fe и холостые образцы устанавливались на диск-держатель. Фото: Китайский институт атомной энергии.
Исследователи Китайского института атомной энергии (CIAE) значительно усовершенствовали метод обнаружения железа-60 (60Fe), редкий изотоп, обнаруженный в лунных образцах с помощью тандемного ускорителя HI-13. Это достижение открывает путь к обнаружению 60Fe в лунных образцах для более глубокого понимания космических событий, таких как сверхновые, которые произошли миллионы лет назад.
Выводы опубликовано в журнале Ядерная наука и техника.
В исследовании, проведенном Бин Го, использовалась усовершенствованная методика масс-спектрометрии на ускорителе (AMS) для обнаружения 60Fe, редкий изотоп, произведенный сверхновыми и обнаруженный в образцах, возвращенных с Луны. Усовершенствованная система AMS, оснащенная фильтром Вина, успешно идентифицировала 60Fe в моделируемых образцах с ранее недостижимыми уровнями чувствительности. Этот результат демонстрирует чувствительность обнаружения лучше, чем 4,3 × 10.−14 и потенциально достигает 2,5 × 10−15 в оптимальных условиях.
На протяжении десятилетий проблема обнаружения изотопов с низким содержанием, таких как 60Железо в лунных образцах поставило ученых в тупик из-за нехватки изотопа и присутствия мешающих элементов. Традиционные методы не отличались чувствительностью. Последние модификации тандемного ускорителя HI-13 CIAE представляют собой значительный шаг вперед.
Го сказал: «Наша команда согласилась с тем, что единственный способ точно отслеживать исторические события сверхновых — это расширить границы возможностей нашего оборудования. Установка фильтра Вина может изменить правила игры для нас».
Результаты этого исследования выходят за рамки академической сферы и предлагают понимание процессов, которые формируют нашу Вселенную. Возможность измерения мельчайших количеств 60Фе на Луне обеспечивает прямую связь с изучением прошлых событий сверхновых, которые происходили поблизости. Эти открытия имеют значение для астрофизики, предлагая новую линзу, через которую можно рассматривать историю и эволюцию звезд.
Заглядывая в будущее, исследовательская группа CIAE планирует и дальше совершенствовать свои методы, чтобы повысить чувствительность измерений. Ожидается, что повышение эффективности источника ионов и передачи луча еще больше расширит возможности обнаружения.
«Наша следующая цель — оптимизировать всю нашу систему AMS, чтобы достичь еще более низких пределов обнаружения. Каждое повышение чувствительности открывает целый мир возможностей», — объяснил Го.
Успешное развитие этого усовершенствованного метода AMS способствует как исследованию Луны, так и изучению межзвездных явлений. По мере того, как исследователи продолжают совершенствовать эту технологию, наше понимание истории Вселенной становится глубже, еще раз доказывая, что наше путешествие по космосу еще далеко не завершено.
Предоставлено Nuclear Science and Techniques