In-flight 0 n É ù p § T Ó Þ X ¢ 26 Si U ê s V R Ë { ¿ ? Ò ÞÄ k È t V R Ë; c å ¾ Ë X ¢ ì Å

(1)

In-flight 0 n É ù p § T Ó Þ X ¢ ²⁶ Si U ê s V R Ë { ¿ ? Ò ÞÄ k È t V R Ë; c å ¾ Ë X ¢ ì Å

-

!

H* å M Î 3 · + ä Õ) Ö < · * × < ø ¶ B x · ' Ö <+ Ö <* å · T , Û o ¸

×

æ © @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , " fÖ ¦ 156-756

(2010¸ 3 Z 4 19{ 9 ~ Ã Î6 £ §, þ j7 á x Ã º& ñ : r 2010¸ 4 Z 4 13{ 9 ~ Ã Î6 £ §)

¦ À Ó x 9 ¦í H ¸_ ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc É r ;^ Ù þ ½ + Ë$ í õ & ñ \ Ã ºì ø Í÷ & H Ù þ ì ø Í6 £ x ½ ¨\ & h ½ + Ë 9, : £ ¤ y

$ í ; ¤ µ 1 Ïõ " l oÛ ¼ ; ¤ µ 1 Ï (X-ray bursts)ü < ° ú É r F G ô Ç& h ;^ ¨ 8 â \ " f { 9 # Q H Ù þ ì ø Í6 £ x ½ ¨\ 9 Ã

º& h s . : r 7 Hë H É r þ j H ;^ Ù þ Ó ü t o < Æ& h Ü ¼ Ð Õ ª × æ כ ¹$ í s Â Òy ÷ & ¦ e H

²⁶

Si(p,γ)

²⁷

P Ù þ ì ø Í6 £ x ½ ¨

\

¦ 0 AK ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc

²⁶

Si c _ Ò q t$ í \ ' a ô Ç ½ ¨s .

²⁶

Si ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc É r 1 l x â @ / Â Ò[ O Ù þ õ

< Æ ½ ¨ è (Center for Nuclear Study, s CNS)_ in-flight ì r o Z O \ ¦ s 6 x ô Ç $ \ -t ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á x ì

r o © u CRIB (CNS Radio-Isotope Beam separator)` ¦ : x # Ò q t$ í % i . ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á x _ Ò q t$ í Ö

¦` ¦ Z } s l 0 AK Ó o^ | 9 è : r ¸ Ð Í ty ô Ç F G $ : r 1 l ^ ³ ð& h (cryogenic primary gas target)` ¦

6 x % i ¦ ¢ ¸ô Ç c í H ¸\ ¦ Z } s l 0 AK 5 Å q ¸ì r o © u Wien filter\ ¦ 6 x % i . Õ ª õ í H ¸ 0.48%, c [ jl 2 × 10

⁴

pps _

²⁶

Si` ¦ % 3 % 3 .

Ù þ

d # Q: ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc , in-flightZ O , CRIB, ;^ Ù þ Ó ü t o < Æ,

²⁶

Si(p,γ)

²⁷

P Ù þ ì ø Í6 £ x

Production of ²⁶ Si Radioactive Ion Beam by In-Flight Method

Young Kwan Kwon ^∗ · Hyo Soon Jung · Chong Cheoul Yun · Jun Young Moon · Chun Sik Lee

Department of Physics, Chung-Ang University, Seoul 156-756 (Received 19 March 2010, in final form 13 April 2010)

High-purity and high-intensity radioactive ion (RI) beams are definitely needed for investigating nuclear reactions in explosive nuclear synthetic processes under various stellar environments, such as nova explosions and X-ray bursts. We investigated the production of a

²⁶

Si radioactive ion beam for studying the astrophysically-important nuclear reaction,

²⁶

Si(p,γ)

²⁷

P. The beam was produced in the CRIB (Center for Nuclear Physics (CNS) Radioactive Ion Beam Separator), which was been designed to the provide low-energy radioactive ion beams of 5-10 MeV/u and to study nuclear physics and nuclear astrophysics and where was installed at study CNS, the Universtiy of Tokyo in RIKEN. To increase the beam quality, we used a cryogenic primary gas target and a Wein filter. Finally, the beam purity and the intensity of the

²⁶

Si radioactive ion beams were 0.48% and ∼2×10

⁴

pps, respectively.

PACS numbers: 29.27.-a, 29.30.Aj, 26.30.+k

Keywords: Radioactive ion beam, In-flight method, CRIB, Nuclear astrophysics,

²⁶

Si(p,γ)

²⁷

P reaction

∗

E-mail: [email protected] -346-

(2)

I. " e Â ] Ø

1950¸ @ /\ [ þ t # Q" f " f ;^ Ù þ Ó ü t o < Æs H D h Ðî r Ó

ü

t o < Æ_ ô Ç ì r I 1 l x % i . Ù þ Ó ü t o < Æ É r ;^ Ó ü t o

< Æ ì r _ × æ כ ¹ô Ç è ß ] j% i ~ ª ô Ç ;^ ¨ 8 â \ " f_ Ù þ

½ + Ë$ í (nucleosynthesis)õ \ -t Ò q t$ í (energy genera- tion) \ ' a ô Ç K ² ú ` ¦ % 3 # Q? / H X < l # ¦ e Ü ¼ 9 s \ ¦ :

x K Õ ª1 l x î ß ~ 1 > Û ¦ o t · ú § ¤~ Z > _ oõ & ñ \ @ /ô Ç

´ ú

§ É r é ß " f\ ¦ ] j/ B N ¦ e .

;^ Ù þ ½ + Ë$ í õ & ñ ` ¦ s K l 0 AK " f H Ù þ ½ + Ë$ í õ & ñ \ l

# H Å Òכ ¹ Ù þ ì ø Í6 £ x[ þ t \ @ /ô Ç Ù þ ì ø Í6 £ xÖ ¦ (nuclear re- action rate)` ¦ & ñ S X > 8 £ ¤& ñ K ô Ç . : £ ¤ y $ í ; ¤ µ 1 Ï,

í $ í ; ¤ µ 1 Ïõ X-ray burstsü < ° ú É r ;^ ¨ 8 â _ ¦ : r· ¦ x 9

¸ ¨ 8 â \ " f { 9 # Q H ; ¤ µ 1 Ï& h ;^ Ù þ ½ + Ë$ í õ & ñ _ Ù þ

ì ø Í6 £ x É r Ô ¦ î ß & ñ ô Ç Ù þ 7 á x (unstable nuclei) 7 £ ¤ ~ ½ Ó $ í Ù þ 7

á x (radioactive nuclei) s í < Ê÷ &# Q e H â Ä º ´ ú §l M : ë

H \ z ´+ « >& h Ü ¼ Ð Ù þ ì ø Í6 £ xÖ ¦` ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 AK " f H ~ ½ Ó $ í Ù þ

7 á xc ¢ ¸ H ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á x ³ ð& h s 9 כ ¹ . 1990¸ Â Ò'

~

½ Ó $ í Ù þ 7 á xc _ Ò q t$ í s 0 p x K f \ s ì r \ @ / ô

Ç Ö ¸ µ 1 Ïô Ç ½ ¨ ' ÷ & ¦ e . & ³F z ´+ « > © _ Å Òכ ¹ô Ç ]

jô Ç ¸| × æ H ;^ Ó ü t o < Æ& h Ü ¼ Ð × æ כ ¹ô Ç Ù þ ì ø Í6 £ x _

â

Ä º @ /Â Òì r s ± ú É r ì ø Í6 £ x é ß & h ` ¦ t ¦ e H כ s

. s M :ë H \ ¦ À Óü < ¦í H ¸_ ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc Ò q t$ í É r K

{ © ì r ½ ¨\ ¦ 0 Aô Ç 9 כ ¹ ¸| Ü ¼ Ð d ÷ & ¦ e .

: r 7 Hë H É r ;^ Ù þ Ó ü t o < Æ& h Ü ¼ Ð × æ כ ¹ô Ç

²⁶

Si(p,γ)

²⁷

P Ù þ

ì ø Í6 £ xÖ ¦` ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 AK 9 כ ¹ô Ç

²⁶

Si ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc _ Ò q

t$ í \ ' a ô Ç ½ ¨\ ' a ô Ç כ s .

²⁶

Si(p,γ)

²⁷

P Ù þ ì ø Í6 £ x É r Ä

ºÅ Ò\ " f ' a8 £ ¤ ) a 1.809 MeV _ \ -t \ ¦ ° ú H : £ ¤$ í y

` ¦ : x K % 6 £ § Ü ¼ Ð [ j © \ · ú 9 Ä ºÅ Ò~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á x

26

Al _ Ò q t$ í \ ' a # H Ù þ ì ø Í6 £ x Ü ¼ Ð+ $ í ; ¤ µ 1 Ïõ ° ú É r

¨ 8

â \ " f { 9 # Q H ; ¤ µ 1 Ï& h Ã º è èõ & ñ (explosive hydrogen burning process) s Å Òכ ¹ Ò q t$ í " é ¶ × æ Ð #

t ¦ e [1–3]. t ë ß , & ³F t ;^ Ó ü t o < Æ& h \ - t

% ò % i \ " f_ Ù þ ì ø Í6 £ xÖ ¦ É r " î S X y · ú 94 R e t · ú § . z ´ +

« > X <s ' Â Ò7 á ¤ ô Ç s Ä » H ¦ À Ó· ¦í H ¸_

²⁶

Si ~ ½ Ó

$ í

Ù þ 7 á xc _ Ø ¦ s " é ¶ Ö ¸ t · ú § ¤l M :ë H s .

²⁶

Si ~ ½ Ó

$ í Ù þ 7 á xc _ Ø ¦ _ Û ¼à Ô z ´+ « > É r 1 l x â s o < Æ ½ ¨ è (RIKEN) _ 5 Å q l ½ ¨r [ O ? /\ 0 Au ô Ç 1 l x â @ / Â Ò[ O Ù þ

õ < Æ ½ ¨ è (Center for Nuclear Study, s CNS)_ In-Flight+ þ A $ \ -t ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc ì r o © u CRIB [4]` ¦ s 6 x # Ã º' % i . 2 © \ " f Ä ºo H CRIB r Û ¼

% 7

õ : £ ¤ y ¦ À Ó_ c ` ¦ % 3 l 0 AK þ j H [ O u ) a F G $ : r 1 ³ ð& h Õ ªo ¦ 5 Å q ¸ì r o © u Wien filter\ @ /ô Ç è

>

h\ ¦ x . 3 © \ " f H

²⁶

Si ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc Ò q t$ í \ @ /ô Ç

[ jô Ç ? /6 x` ¦ Ò ¦ כ s 9, 4 © \ " f H ¾ ÓÊ ê > S \ \ @ / ô

Ç 7 H _ \ ¦ ô Ç .

Fig. 1. schematic diagram of the CRIB facility.

II. CRIB (CNS Radioactive Ion Beam Separator, CNS U ê s V R Ë { ¿ ? Ò ÞÄ k È Ä Z ØP X ê sV )

Figure 1 É r CRIB _ © u > h| Ä Ì ¸s . CRIB` ¦ : x ô Ç

~

½ Ó $ í Ù þ 7 á xc _ Ò q t$ í " é ¶ o H 6 £ § õ ° ú . Ä º RIKEN _

5 Å q l ½ ¨r [ O \ 0 Au ô Ç AVF s 9 þ t Ðà Ô : r (K = 70) Ü ¼ ÐÂ Ò' Ø ¦ ÷ & H î ß & ñ " é ¶ è × æ s : rc ` ¦ F0 Õ þ ! Q_

3

He, H

2

, D

2

1 p x _ ! 9î r 1 l ^ ³ ð& h \ { 9 r . { 9

) a 1 î ß & ñ " é ¶ è c É r 1 ³ ð& h õ (p,n), (d,p), (

³

He,n) 1

p

x _ Ù þ ì ø Í6 £ x` ¦ : x K Ù þ { © 10MeV s _ $ \ -t ~ ½ Ó

$ í Ù þ 7 á x` ¦ Ò q t$ í > ) a . ³ ð& h \ q K Á º î r î ß & ñ " é ¶

èc ` ¦ 6 x Ù ¼ Ð % i 1 l x§ 4 < Æ (inverse kinematics)\ _ K

Ò q t$ í ) a ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á x É r É r í ß ê ø Íy ` ¦ t ¦ î ß & ñ " é ¶

è c _ " é ¶ A ' ~ ½ Ó ¾ Óõ ° ú É r ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð Ø ¦ ) a . s X O

>

Ò q t$ í ) a ª ô Ç 7 á x À Ó_ ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc É r s × æF G

$ 3 Ü ¼ Ð ½ ¨$ í ) a “double achromatic” r Û ¼% 7 ` ¦ : x # î

r1 l x | ¾ Ó ì r o (momentum separation) ) a . ¿ º > h_ s

×

æF G $ 3 D1õ D2\ ¦ : x õ " f | 9 | ¾ Ó @ / q (A/q) \ _ K ì r o 0 p x K t H X < s M : $ 3 _ l y

© $ í Ò ¦ (magnetic rigidity, l © ? /\ " f é ß 0 A { © { 9

_ î r1 l x | ¾ Ó)_ ° ú כ` ¦ A _ ' a > \ " é ¶ H A/q

° ú

כ` ¦ Ù þ 7 á x ë ß ` ¦ × þ ¸2 ¤ [ O & ñ ) a .

Bρ = A

q v. (1)

#

l " f B H l © , ρ H s × æF G $ 3 _ / B GÒ ¦ ì ø Í â , Õ ª o

¦ A, q, v H y y { 9 _ " é ¶ | 9 | ¾ Ó, Ã º, 5 Å q ¸\ ¦

· p .

s

X O > ì r o ) a Ù þ 7 á x[ þ t É r 5 Å q ¸ ì r o (velocity separa- tion) © u Wien filter\ ¦ : x õ > ) a . s × æF G

$ 3 ` ¦ : x õ " f Ð É r l y © $ í Ò ¦ ° ú כ` ¦ Ù þ 7 á x [

þ

t É r ì r o ÷ &t ë ß d 1\ Ðs H ü < ° ú s ° ú É r A/q

(3)

° ú

כ` ¦ t " f c { 9 _ 5 Å q ¸\ É r | 9 | ¾ Ó (A)` ¦

t H Ù þ 7 á x É r ½ ¨ì r ½ + É Ã º \ O . Wien filter H c '

~

½ Ó ¾ Ó\ @ /K " f Ð Ã ºf Ü ¼ Ð l © (B)õ l © (E)` ¦ + þ

A$ í # { 9 © u \ ¦ : x õ ½ + É M : l § 4 õ l

§

4 s ¨ î + þ A` ¦ s À Ò H ¸| ` ¦ ë ß 7 á ¤ H Ù þ 7 á x ë ß ` ¦ × þ & h Ü

¼ Ð ì r o r ~ ´ Ã º e .

qvB = qE. (2)

õ & h Ü ¼ Ð, Ø ¦ ¦ H ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc _ \ -t ü

< | 9 | ¾ ÓÜ ¼ ÐÂ Ò' c _ 5 Å q ¸\ ¦ · ú Ã º e Ü ¼Ù ¼ Ð, s ¸|

\

K { © H l © õ l © s / B N/ å L ÷ & ¦í H ¸_ ~ ½ Ó

$ í

Ù þ 7 á xc s Ò q t$ í > ) a . s Qô Ç ~ ½ ÓZ O ` ¦ : x K CRIB

É

r ª ô Ç 7 á x À Ó_ ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc ` ¦ Ð: x 10

⁴

∼ 10

⁶

pps (particles per second) & ñ ¸_ c [ jl Ð Ø ¦ ¦ e .

1. £ ;$ [Æ X Ø 1 M = k »X ì ÄS y ð (Cryogenic pri- mary gas target system)

· ú

¡" f / å L ô Ç ü < ° ú s ;^ Ù þ Ó ü t o < Æ& h Ü ¼ Ð × æ כ ¹ô Ç Ù þ ì

ø Í6 £ x _ â Ä º @ /> h ± ú É r ì ø Í6 £ x é ß & h Ü ¼ Ð K z ´+ « > © _

#

Q 9¹ ¡ § s e . s \ ¦ K l 0 AK " f H ¦ À Ó_ ~ ½ Ó

$ í

s : rc Ø ¦ s 9 Ã ºÔ ¦ . s \ ¦ 0 AK " f ÷ &

#

Q ½ + É ¸| É r 1 l ^ ³ ð& h â Ä º Ä »´ ò¿ ºa ¿ º,

¦ \ P & h Ü ¼ Ð î ß & ñ ÷ &# Q ô Ç . CRIB É r l > r \ c '

~

½ Ó ¾ Ó\ @ /K 80 mm U ´s \ ¦ Ã ºÍ td l ^ ³ ð& h r Û ¼

% 7

` ¦ 6 x % i . l ^ ³ ð& h _ û ¶ ¸Ä º Ð H 2.2 - 2.5 µm

¿

ºa \ ¦ Havar í{ 9 ` ¦ 6 x % i . ³ ð& h _ U ´s

80 mm Ð 8 U ´# Qt ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc \ @ /ô Ç Ã º| 9 ´ ò Ö

¦ (collection efficiency) s / å L y y è 9 ¢ ¸ô Ç í& h (focal plane) \ " f_ c _ ß ¼l % i r o ) a . Å Ò# Q ¸

|

\ " f F G @ /_ ¦ À Ó_ c ` ¦ % 3 l 0 A # þ j H F G $ : r 1 l ^ ³ ð& h r Û ¼% 7 ` ¦ > hµ 1 Ï % i [5]. Fig. 2 É r F G $ : r l

^ ³ ð& h r Û ¼% 7 _ n s .

: r l ^ ³ ð& h r Û ¼% 7 _ Å Òכ ¹ : £ ¤f ç É r (1) Ó o^ | 9 è\ ¦ s 6

x ô Ç ³ ð& h r Û ¼% 7 _ Í ty , (2) y © ] j l ^ í H¨ 8 ~ ½ Ód & h 6 x Õ

ªo ¦ (3) l ^ í H¨ 8 r Û ¼% 7 ? / í ß è 0 l x ¸ ¸m ' a A r Û

¼% 7 & h 6 x 1 p x s . (1)` ¦ : x # l ^ ³ ð& h õ ³ ð& h û ¶ ¸ Ä

º s © & h Ü ¼ Ð Ó o^ | 9 è : r ¸ 77 K t Í ty s | ¨ c

â

Ä º 1 l x{ 9 ô Ç · ú § 4 ¸| \ " f © : r \ " f_ ³ ð& h \ q K

4C & ñ ¸ ¿ ºa ¿ º 0 >t H כ s 0 p x . ë ß s

: rc s l ^ ³ ð& h \ 10 mW/mm s © _ \ P ` ¦ ² ú H

â

Ä º c _ ' â Ð Å Ò _ l ^ \ P ÷ & ¦ s \

³

ð& h _ x 9 ¸ y è H כ s · ú 9 e . (2)_ ¸

|

õ ° ú s l ^ \ ¦ 10 slm (standard liters per minute) & ñ

Fig. 2. Design of the cryogenic gas target system [5].

¸ Ð í H¨ 8 r & s ë H ] j\ ¦ K % i . t } Ü ¼ Ð { 2 ³ r

Û ¼% 7 \ Ã º è l ^ í H¨ 8 H â Ä º µ 1 ÏÒ q t½ + É Ã º e H ; ¤ µ

1 Ï É r Ã º è l ^ ? /_ í ß è 0 l x ¸ 5 % s Ð Ä »t ÷ &# Q }

` ¦ Ã º e . s \ ¦ S X l 0 A # í ß è 0 l x ¸ ¸m ' a A r Û ¼% 7 ` ¦ [ O u % i . þ j H s À Ò# Q _ Û ¼à Ô z ´+ « >\

"

f 4.0 MeV/u \ -t _ ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc

⁷

Be

⁴⁺

\ ¦ ∼2

× 10

⁸

pps Ð l > r l ^ ³ ð& h ` ¦ s 6 xÙ þ ¡` ¦ â Ä º\ q §K

1000C & ñ ¸_ Z } É r À Ó Ð % 3 % 3 .

III. ²⁶ Si U ê s V R Ë { ¿ ? Ò ÞÄ k È ß Ã Å û s Ú ÷ m Ç] M ö

1. U ê s V R Ë { ¿ ? Ò Þ t V R Ë { ¿ ? m Ö « Ò ÅX N Ë

· ú

¡" f / å L ô Ç ü < ° ú s CRIB É r (p,n), (d,p), (

³

He,n) 1

p

x _ Ù þ ì ø Í6 £ x` ¦ s 6 x ô Ç In-Flight ~ ½ ÓZ O ` ¦ : x K ~ ½ Ó $ í Ù þ 7

á

x` ¦ Ò q t$ í H X <

²⁶

Si _ â Ä º AVF s 9 þ t Ðà Ô : r Ü ¼ ÐÂ Ò '

Ø ¦ ) a î ß & ñ " é ¶ è × æ s : rc 7.3 MeV/u (energy per nucleon) _

²⁴

Mg

⁸⁺

\ ¦ Ó o^ | 9 è : r ¸ Ð Í ty ) a

³

He l ^

³

ð& h \ { 9 ,

²⁴

Mg(

³

He,n)

²⁶

Si Ù þ ì ø Í6 £ x` ¦ : x K Ò q t$ í % i

.

²⁴

Mg c É r Ù þ ¸³ ð (Nuclear chart) © _

²⁶

Si Å Ò \ e

H î ß & ñ Ù þ 7 á x[ þ t × æ CNS _ AVF s 9 þ t Ðà Ô : r Ü ¼ ÐÂ Ò '

© Ø ¦ s 6 x s 9, ¢ ¸ô Ç s z ´+ « > õ \ ¦ ¸ ô Ç

[6]

²⁴

Mg(

³

He,n)

²⁶

Si Ù þ ì ø Í6 £ x _ ì ø Í6 £ x é ß & h s É r 0

p

x ô Ç Ù þ ì ø Í6 £ x[ þ t \ q K © @ /& h Ü ¼ Ð H ° ú כ (∼ 11mb, z ´+ « >

z

´ ý a³ ð> \ " f_ þ j@ /í ß ê ø Íy ∼ 4

^o

)` ¦ Ð% i l M :ë H \

× þ

÷ &% 3 . ¢ ¸ô Ç

²⁴

Mg c _ \ -t H ¾ ÓÊ ê Ã º' | ¨ c ;^ Ù þ

Ó ü t o < Æ& h Ü ¼ Ð × æ כ ¹ô Ç

²⁶

Si+p ª $ í / B N" î í ß ê ø Í z ´+ « >\

9 כ ¹ô Ç

²⁶

Si 2 ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc _ \ -t \ ¦ % 3 l 0 AK

&

ñ ) a ° ú כs .

(4)

2. 1 mX N Ë Ì ¦ R} º Ä k È ù p § T Ó Þ X ¢ { ¿ ? Ò Þ Ä Z ØP S y ð X ì È ß

e È

~

½ Ó $ í Ù þ 7 á xc Ò q t$ í \ þ j& h _ Ù þ 7 á x ì r o \ ¦ 0 A ô

Ç CRIB_ Ù þ 7 á x ì r o r Û ¼% 7 \ @ /ô Ç & h õ Ð& ñ ` ¦ 1 î ß & ñ " é ¶ è c

²⁴

Mg c ` ¦ s 6 x # Ã º' % i .

24

Mg+

³

He Ù þ ì ø Í6 £ x _ â Ä º

²⁶

Si ÷ r m , ª ô Ç Ù þ 7 á x [

þ

t s Ò q t$ í ÷ & 9, ¢ ¸ô Ç s [ þ t Ù þ 7 á x _ 1 l ^ ³ ð& h ? /Â Òü <

Havar í{ 9 Ð s À Ò# Q l ^ ³ ð& h û ¶ ¸Ä º\ " f_ î r1 l x | ¾ Ó (

f (momentum spread) 1 p x Ü ¼ Ð K ì ø Í6 £ x` ¦ : x K

¸ H 2 Ù þ 7 á x Ü ¼ Ð H 0 A_ r Û ¼% 7 & h x 9 Ð& ñ \ O ` ¦ Ã

º' H כ s # Q§ > . s Qô Ç # Q 9¹ ¡ §` ¦ K l 0 AK Ä

º 1 l ^ ³ ð& h r Û ¼% 7 ` ¦ ] j ô Ç Ê ê t 2 £ § 1 mm _

"

é

¶+ þ A c ¸ï r l (beam collimator)\ ¦ ¶ ú { 9 ô Ç ¸| \ " f 1 î ß & ñ " é ¶ è c

²⁴

Mg

⁸⁺

\ ¦ s 6 x % i . ë ß s â Ä º 1 î ß & ñ " é ¶ è c É r ¨ î ç H& h Ü ¼ Ð Ã ºz ∼Ã ºÑ þ pnA_ Z } É r

À Ó Ð Ø ¦ ÷ &l M :ë H \ c ` ¦ ¸m ' a A H z ´o B H Ø

¦ l , PPAC (parallel plate avalanche counter) 1 p x \ < H

© ` ¦ ½ + É Ã º e . s \ ¦ x l 0 AK 5 Å q l ÐÂ Ò' Ø

¦ ) a

24

Mg

⁸⁺

c ` ¦ ^ y û Z (full attenuation)ô Ç Bp ô Ç c

(faint beam)` ¦ 6 x % i .

CRIB É r 8 ú x 3 > h_ í& h (F1, F2 Õ ªo ¦ F3)Ü ¼ Ð ½ ¨

$ í

÷ &# Q e [Fig. 1]. y í& h \ H î r1 l x | ¾ Ó ì r o \ ¦ 0 A K

y + þ A ¸ ª _ ç ß ` ¦ ¸& ñ ½ + É Ã º e H _ þ ta Å @s [ O u ÷ &

#

Q e Ü ¼ 9, c _ l < Æ& h ¸ ª ` ¦ ¸m ' a A l 0 Aô Ç PPAC õ MCP (multi-channel plate) y y 3@ /ü < 1@ / [ O

u ÷ &# Q e (F1-PPAC, F2-PPAC, F3-PPACa Õ ªo

¦ F3-MCP). ¢ ¸ô Ç y í& h \ " f c \ -t \ ¦ 8 £ ¤& ñ l 0

Aô Ç z ´o B H Ø ¦ l [ O u ÷ &# Q e . 1 î ß & ñ " é ¶ è c

²⁴

Mg

⁸⁺

(7.3 MeV/u, Bρ = 1.16854 Tm)` ¦ s 6 x # y

_ þ ta Å @\ @ /ô Ç 0 Au Ð& ñ ` ¦ % i Ü ¼ 9, " î S X > · ú 9

24

Mg

⁸⁺

c _ \ -t \ ¦ : x K y z ´o B H Ø ¦ l \ @ /ô Ç \

-t Ð& ñ ` ¦ % i . ¢ ¸ô Ç

²⁴

Mg

⁸⁺

c _ [ jl \ ¦ 7 9 PPAC õ MCP_ ´ òÖ ¦` ¦ & h % i .

3.

²⁶

Si U ê s V R Ë { ¿ ? Ò ÞÄ k È Ä Z ØP

r

Û ¼% 7 & h x 9 Ð& ñ ` ¦ ¢ - a « Ñô Ç Ê ê, CRIB` ¦ s 6 x ô

Ç

²⁴

Mg(

³

He,n)

²⁶

Si Ù þ ì ø Í6 £ x Ü ¼ ÐÂ Ò' Ò q t$ í ÷ & H 3.539 MeV/u _ \ -t (Bρ = 0.5033 Tm)\ ¦

²⁶

Si

¹⁴⁺

~ ½ Ó

$ í Ù þ 7 á x ì r o \ ¦ Ã º' % i . $ D1 $ 3 \ @ /ô Ç Bρ ° ú כ` ¦ 0.5033 Tm Ð [ O & ñ ¦ F1\ " f_ c 0 Au \ ¦ S X

Ê ê _ þ ta Å @_ ; ¤` ¦ c C & h _ × æd \ @ / # Ã º¨ î ~ ½ Ó ¾ Ó

±10 mm Ð [ O & ñ % i . D1 $ 3 _ â Ä º î r1 l x | ¾ Ó ì r K 0 p

x É r 1.6 cm/% s . " f ±10 mm_ _ þ ta Å @ ; ¤ (2 cm) É r 1.25 % _ î r1 l x | ¾ Ó\ @ /ô Ç Ô ¦S X z ´ ¸\ ¦ · p . ¢ ¸ô Ç D2

$ 3 _ l © [ jl % i r 3.539 MeV/u \ -t \ ¦

26

Si

¹⁴⁺

s : r s × æd ` ¦ : x õ 9 í& h s ´ ú ¸2 ¤ [ O & ñ

% i .

Wien filter \ ¦ · ú ` ¦ / B N/ å L l

²⁶

Si ~ ½ Ó $ í Ù þ 7

á

x _ ì r o # Â Ò\ ¦ S X l 0 A # q ' r ç ß (Time-of- flight : s 9 þ t Ðà Ô : r _ RF ñü < F2 Õ þ ! Q\ [ O u ) a PPAC ç ß _ r ç ß ) & ñ Ðü < F2\ [ O u ) a z ´o B H Ø ¦ l

Ð 8 £ ¤& ñ ô Ç c \ -t & ñ Ð\ ¦ y » ¡ ¤(axis) Ü ¼ Ð ô Ç 2 " é ¶ e

¦2 ©(plot)` ¦ s 6 x % i . " é ¶ o & h Ü ¼ Ð s × æF G $ 3 ë ß Ü

¼ Ð H Ù þ ì ø Í6 £ x Ü ¼ ÐÂ Ò' Ò q t$ í ) a ª ô Ç Ù þ 7 á x[ þ t × æ 0.5033 Tm _ Bρõ 1 l x{ 9 ô Ç ° ú כ` ¦ t H Ù þ 7 á x[ þ t É r ì r o | ¨ c Ã º \ O

. Õ ª Q 1 l x{ 9 ô Ç Bρ ° ú כ` ¦ t ¦ e H Ù þ 7 á x[ þ t s ½ + É t

¸ | 9 | ¾ Óõ Ã º\ î r1 l x \ -t ü < î r1 l x | ¾ Ó É r " f

Ð É r ° ú כ` ¦ | 9 Ã º e l M :ë H \ q ' r ç ß @ / c \ -t _

2 " é ¶ e ¦2 © Ü ¼ Ð Õ ª ì r o # Â Ò\ ¦ S X ½ + É Ã º e H כ s

. Fig. 3-(a) É r

²⁴

Mg+

³

He Ù þ ì ø Í6 £ x Ü ¼ ÐÂ Ò' Ò q t$ í | ¨ c Ã º e

H ª ô Ç Ù þ 7 á x[ þ t \ @ /ô Ç > í ß õ s . Ð# t H ü

< ° ú s

²⁶

Si ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á x s ¸ ú ì r o H d` ¦ S X ½ + É Ã º e

. Õ ªo ¦ Fig. 3-(b) H z ´+ « > õ s . TOFü < c \ - t

Ð# ï r H כ ` ¦ · ú Ã º e . 1 î ß & ñ " é ¶ è c ª ô

Ç Ã º_

²⁴

²⁶

Si _ í H

¸(purity) H 0.26 %% i .

26

Si _ í H ¸\ ¦ Z } s l 0 AK Wien filter\ ±50 kV_ ¦

· ú ` ¦ / B N/ å L # 5 Å q ¸\ É r Ù þ 7 á xì r o \ ¦ r ¸ % i .

CRIB \ [ O u ) a Wien filter H ±50 kV _ ¦ · ú ` ¦ / B N/ å L Ù þ

¡` ¦ â Ä º 0.23cm/%, 7 £ ¤ c _ 5 Å q ¸ 1 % s 0.23 cm_

o Ð ì r o ÷ & ¸2 ¤ [ O > ÷ &# Q e . Fig. 4\ õ \ ¦

? /% 3 . Õ ªa Ë >_ Ã º¨ î » ¡ ¤ õ Ã ºf » ¡ ¤ É r y y F3-PPAC_ Ã

º¨ î 0 Au ü < · ú ¡" f / å L ) a q ' r ç ß ` ¦ · p . _ Û ¼à Ô

õ

²⁶

Si _ c í H ¸ H 0.48 % Ð Wien filter\ ¦ · ú ` ¦ /

B

²⁴

Mg

⁸⁺

î ß & ñ " é ¶ è c ` ¦ { 9 % i ` ¦

â

Ä º 2 × 10

⁴

H

²⁶

Si

¹⁴⁺

~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc s Ò q t$ í ÷ &% 3 .

IV. + s Ç Â ] Ø õ m Í ] § Ä 4 T

1 î ß & ñ " é ¶ è

²⁴

Mg

⁸⁺

c _ \ -t (7.3 MeV/u)ü < þ j

@

/ À Ó (1.6 eµA), F G $ : r 1

³

He l ^ ³ ð& h _ ¿ ºa , s M

:

²⁴

Mg(

³

He,n)

²⁶

Si Ù þ ì ø Í6 £ x _ ì ø Í6 £ x é ß & h , F0 _ þ ta Å @Ü ¼ Ð

& ñ ÷ & H CRIB _ ) 6 x y ¸ (angular acceptence), Õ ª

(5)

Fig. 3. Beam identification using Energy-TOF correla- tion. (a) calculation results and (b) results of measure- ment.

Fig. 4. Two-dimensional plot of horizontal position at F3-PPACa vs TOF after Wien filter.

o

¦ CRIB c Ã º5 Å xÖ ¦ (transport efficiency) t ~ ½ Ó

$ í

Ù þ 7 á xc _ ¸| ` ¦ ¸¿ º ¦ 9 % i ` ¦ M : s : r& h Ü ¼ Ð % 3

`

¦ Ã º e H

²⁶

Si _ þ j@ / [ jl H 10

⁶

pps & ñ ¸ Ð l @ /

)

a . : r _ Û ¼à Ô z ´+ « >\ " f H 10

⁴

pps & ñ ¸_ [ jl \ ¦ % 3

%

3 . þ j7 á x& h Ü ¼ Ð 3 l q ³ ð Ð ¦ e H

²⁶

Si+p ª $ í / B N

"

î ò ø Í$ í í ß ê ø Í z ´+ « >_ â Ä º 10

⁵

26

.

²⁴

Mg(

³

He,n)

²⁶

Si Ù þ ì ø Í6 £ x Ü ¼ ÐÂ Ò' ~ ½ ÓØ ¦ ÷ & H

²⁶

Si É r 1 l ^ ³ ð& h ? /Â Òü < ³ ð& h û ¶ ¸Ä º\ ¦ : x õ " f ª ô Ç

²⁶

Si

¹⁴⁺

\ í& h ` ¦ ´ ú Æ

Ò% 3 . LISE++ [8] á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ s 6 x ô Ç > í ß õ \ _

# Q s : r& h ¸4 S q\ èç ß _ s H e t ë

ß

²⁶

Si

¹³⁺

²⁶

Si

¹²⁺

²⁶

Si s

&

h Ü ¼ Ð ! 9î r ò ø Í è < Ê É r Z w n =µ ¢ § 1 p x` ¦ · û ª É r í{ 9 + þ AI Ð 1 l ^ ³ ð& h 6 £ § \ 0 Au r & charge stripper Ð 6 xÙ þ ¡

`

À Ó[ jl 7 £ x ô Ç H z ´s · ú 9 e [7].

¢

Wien filter H ±100 kV t ¦ · ú ` ¦ / B N/ å L ½ + É Ã º e ¸ 2

¤ [ O > ÷ &% 3 . & ³F H r Û ¼% 7 _ Ô ¦ î ß & ñ Ü ¼ Ð K ±50 kV / B N/ å L ½ + É Ã º e H þ j@ /° ú כs . & ³F s \ ¦ Ð ¢ - a l 0

Aô Ç ÐÃ º \ O s Ã º' × æ \ e Ü ¼ 9 s \ ¦ : x K 8 Z } É r í H

¸_ ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc ` ¦ % 3 ` ¦ Ã º e ` ¦ כ Ü ¼ Ð l @ /ô Ç . t

} Ü ¼ Ð 1 l ^ ³ ð& h r Û ¼% 7 ` ¦ ½ Ó \ O H (windowless) l

^ ³ ð& h Ü ¼ Ð @ /^ # ³ ð& h û ¶ ¸Ä º Ð K µ 1 ÏÒ q t H \

-t ( f õ l ^ ³ ð& h _ Ô ¦ î ß & ñ $ í 1 p x` ¦ þ j è o # c _

F K _ Û ¼à Ô z ´+ « >` ¦ : x K Ò q t| ë H ] j& h 1 p x` ¦ Ð ¢ - a #

¾ ÓÊ ê

²⁶

Si+p / B N" î ò ø Í$ í í ß ê ø Í z ´+ « >` ¦ Ã º' ½ + É > S \ s 9 s

\

¦ : x K ;^ Ù þ Ó ü t o < Æ& h Ü ¼ Ð _ p e H

²⁷

P _ / B N" î ï r 0 A

\

@ /ô Ç ½ ¨ 0 p x ½ + É כ Ü ¼ Ð Ð .

P

c p 8 ý ò k >

s

7 Hë H É r 2008¸ ¸ & ñ Â Ò( §¹ ¢ ¤ õ < Æl Õ ü t Â Ò)_ F " é ¶ Ü

¼ Ð ô Ç² D G < ÆÕ ü t < É ª F é ß _ t " é ¶` ¦ ~ Ã Î Ã º' ) a ½ ¨ e

. (KRF-2008-359-C00015). 2009¸ ¸ §¹ ¢ ¤ õ < Æl Õ ü t Â Ò _

F " é ¶ Ü ¼ Ð ô Ç² D G ½ ¨F é ß _ @ / < Æ× æ& h ½ ¨ è t " é ¶ \ O (2009-0093817), ² D G ] ja ?§ 4 ½ ¨(F01-2009-000-10055-0)\ _

# Ã º' ÷ &% 3 6 £ §

Y

c p w Ã U Ø ô

[1] J. A. Caggiano, D. Bazin, W. Benenson, B. Davis,

R. Ibbotson, H. Scheit, B. M. Sherill, M. Steiner,

(6)

J. Yurkon, A. F. Zeller, B. Blank, M. Chartier, J.

Greene, J. A. Nolen, Jr., A. H. Wuosmaa, M. Bhat- tacharya, A. Garcia and M. Wiescher, Phys. Rev.

C64, 025802 (2001).

[2] Y. Togano, T. Gomi, T. Motobayashi, Y. Ando, N.

Aoi, H. Baba, K. Demichi, Z. Elekes, N. Fukuda, Zs.

Fulop, U. Futakami, H. Hasegawa, Y. Higurashi, K.

Ieki, N. Imai, M. Ishihara, K. Ishikawa, N. Iwasa, H.

Iawsaki, S. Kanno, Y. Kondo, T. Kubo, S. Kubono, M. Kunibu, K. Kurita, Y. U. Matsuyama, S. Michi- masa, T. Minemura, M. Miura, H. Murakami, T.

Nakamura, M. Notani, S. Ota, A. Saito, H. Sakurai, M. Serata, S. Shimoura, E. Takeshita, S. Takeuchi, K. Ue, K. Yamada, Y. Yanagisawa, K. Yoneda and A. Yoshida, Eur. Phys. J. A27, 233 (2006).

In-flight 0 n É ù p § T  Ó Þ X ¢ 26 Si U ê s V R Ë { ¿ ? Ò ÞÄ k È t V R Ë; c å ¾ Ë X ¢  ì Å 

In-flight 0 n É ù p § T  Ó Þ X ¢ 26 Si U ê s V R Ë { ¿ ? Ò ÞÄ k È t  V R Ë; c å ¾ Ë X ¢  ì Å 

-

!

H* å M Î 3 · + ä  Õ) Ö < · * × < ø ¶ B  x · ' Ö <+ Ö <* å  · T , Û o   ¸

× 

æ  © @ / < Æ § Ó ü t o  < Æõ , " fÖ  ¦ 156-756

(2010¸  3 Z 4 19{ 9  ~ Ã Î6 £ §, þ j7 á x Ã º& ñ  : r 2010¸  4 Z 4 13{ 9  ~ Ã Î6 £ §)



¦  À Ó x 9  ¦í  H  ¸_  ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc   É r  ;^ Ù þ ½ + Ë$ í õ & ñ \  Ã ºì ø Í÷ &  H Ù þ ì ø Í6 £ x   ½ ¨\  & h ½ + Ë  9, : £ ¤ y 



 $ í ;  ¤ µ 1 Ïõ  " l oÛ ¼  ;  ¤ µ 1 Ï (X-ray bursts)ü < ° ú  É r F G ô  Ç& h    ;^  ¨ 8  â \ " f { 9 # Q   H Ù þ ì ø Í6 £ x   ½ ¨\   9  Ã

º& h s  .  : r  7 Hë  H É r þ j   H  ;^ Ù þ Ó ü t o  < Æ& h Ü ¼ Ð Õ ª ×  æ כ ¹$ í s  Â Òy  ÷ & ¦ e    H

Si(p,γ)

P Ù þ ì ø Í6 £ x  ½ ¨

\ 

¦ 0 AK  ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc   

Si c  _  Ò q t$ í \   ' a ô  Ç   ½ ¨s  .

Si ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc   É r 1 l x â @ / Â Ò[ O  Ù þ õ 



< Æ  ½ ¨ è (Center for Nuclear Study, s   CNS)_  in-flight ì  r o Z O \  ¦ s 6 x ô  Ç $ \  -t  ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á x ì 

r o  © u   CRIB (CNS Radio-Isotope Beam separator)`  ¦ :  x #  Ò q t$ í % i  . ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á x _  Ò q t$ í Ö 

¦`  ¦ Z  } s l  0 AK  Ó  o^ | 9  è  : r  ¸ Ð Í  ty  ô  Ç F G $  : r 1  l ^  ³ ð& h (cryogenic primary gas target)`  ¦



6 x % i  ¦ ¢ ¸ô  Ç c   í  H  ¸\  ¦ Z  } s l  0 AK  5 Å q  ¸ì  r o  © u   Wien filter\  ¦  6 x % i  . Õ ª   õ  í  H  ¸ 0.48%, c   [ jl  2 × 10

pps _ 

Si`  ¦ % 3 % 3  .

Ù þ

d  # Q: ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc  , in-flightZ O , CRIB,  ;^ Ù þ Ó ü t o  < Æ,

Si(p,γ)

P Ù þ ì ø Í6 £ x

Production of 26 Si Radioactive Ion Beam by In-Flight Method

Young Kwan Kwon ∗ · Hyo Soon Jung · Chong Cheoul Yun · Jun Young Moon · Chun Sik Lee

Department of Physics, Chung-Ang University, Seoul 156-756 (Received 19 March 2010, in final form 13 April 2010)

High-purity and high-intensity radioactive ion (RI) beams are definitely needed for investigating nuclear reactions in explosive nuclear synthetic processes under various stellar environments, such as nova explosions and X-ray bursts. We investigated the production of a

Si radioactive ion beam for studying the astrophysically-important nuclear reaction,

Si(p,γ)

Si radioactive ion beams were 0.48% and ∼2×10

pps, respectively.

PACS numbers: 29.27.-a, 29.30.Aj, 26.30.+k

Keywords: Radioactive ion beam, In-flight method, CRIB, Nuclear astrophysics,

Si(p,γ)

P reaction

E-mail: [email protected] -346-

I. " e Â ] Ø

1950¸  @ /\  [ þ t # Q" f  " f  ;^ Ù þ Ó ü t o  < Æs    H D h Ðî  r Ó

ü

t o  < Æ_  ô  Ç ì  r   I 1 l x % i  . Ù þ Ó ü t o  < Æ É r  ;^ Ó ü t o 



< Æ ì  r  _  ×  æ כ ¹ô  Ç è ß ] j% i ~   ª ô  Ç  ;^  ¨ 8  â \ " f_  Ù þ

½ + Ë$ í (nucleosynthesis)õ  \  -t  Ò q t$ í (energy genera- tion) \   ' a ô  Ç K ² ú `  ¦ % 3 # Q? /  H X < l #   ¦ e  Ü ¼ 9 s \  ¦ :



x K  Õ ª1 l x î ß  ~ 1 >  Û  ¦ o t  · ú §  ¤~  Z > _    oõ & ñ \  @ /ô  Ç

´ ú

§ É r é ß " f\  ¦ ] j/ B N  ¦ e   .

 ;^ Ù þ ½ + Ë$ í õ & ñ `  ¦ s K  l  0 AK " f  H Ù þ ½ + Ë$ í õ & ñ \  l

#    H Å Òכ ¹ Ù þ ì ø Í6 £ x[ þ t \  @ /ô  Ç Ù þ ì ø Í6 £ xÖ  ¦ (nuclear re- action rate)`  ¦ & ñ S X  >  8 £ ¤& ñ K   ô  Ç . : £ ¤ y    $ í ;  ¤ µ 1 Ï,



í  $ í ;  ¤ µ 1 Ïõ  X-ray burstsü < ° ú  É r  ;^  ¨ 8  â _   ¦ : r·  ¦ x 9

 ¸ ¨ 8  â \ " f { 9 # Q   H ;  ¤ µ 1 Ï& h    ;^ Ù þ ½ + Ë$ í õ & ñ _  Ù þ

ì ø Í6 £ x É r Ô  ¦ î ß & ñ ô  Ç Ù þ 7 á x (unstable nuclei) 7 £ ¤ ~ ½ Ó $ í Ù þ  7

á x (radioactive nuclei) s   í < Ê÷ &# Q e    H  â Ä º ´ ú §l  M : ë

 H \  z ´+ « >& h Ü ¼ Ð Ù þ ì ø Í6 £ xÖ  ¦`  ¦ 8 £ ¤& ñ l  0 AK " f  H ~ ½ Ó $ í Ù þ

7 á xc   ¢ ¸  H ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á x ³ ð& h s   9 כ ¹  . 1990¸  Â Ò' 

~

½ Ó $ í Ù þ 7 á xc  _  Ò q t$ í s  0 p x K f  \     s  ì  r  \  @ / ô

 Ç  Ö ¸ µ 1 Ïô  Ç   ½ ¨   '  ÷ & ¦ e   .  & ³F  z ´+ « > © _  Å Òכ ¹ô  Ç ]

jô  Ç ¸| ×  æ    H  ;^ Ó ü t o  < Æ& h Ü ¼ Ð ×  æ כ ¹ô  Ç Ù þ ì ø Í6 £ x _ 

 â

Ä º @ /Â Òì  r s  ± ú  É r ì ø Í6 £ x é ß   & h `  ¦ t  ¦ e     H  כ s 

. s  M :ë  H \   ¦  À Óü <  ¦í  H  ¸_  ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc   Ò q t$ í  É r K

{ © ì  r     ½ ¨\  ¦ 0 Aô  Ç  9 כ ¹ ¸| Ü ¼ Ð   d  ÷ & ¦ e   .



: r  7 Hë  H É r  ;^ Ù þ Ó ü t o  < Æ& h Ü ¼ Ð ×  æ כ ¹ô  Ç

Si(p,γ)

P Ù þ

ì ø Í6 £ xÖ  ¦`  ¦ 8 £ ¤& ñ l  0 AK   9 כ ¹ô  Ç

Si ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc  _  Ò q

t$ í \   ' a ô  Ç   ½ ¨\   ' a ô  Ç  כ s  .

Si(p,γ)

In-flight 0 n É ù p § T Ó Þ X ¢ 26 Si U ê s V R Ë { ¿ ? Ò ÞÄ k È t V R Ë; c å ¾ Ë X ¢ ì Å

In-flight 0 n É ù p § T Ó Þ X ¢ ²⁶ Si U ê s V R Ë { ¿ ? Ò ÞÄ k È t V R Ë; c å ¾ Ë X ¢ ì Å

H* å M Î 3 · + ä Õ) Ö < · * × < ø ¶ B x · ' Ö <+ Ö <* å · T , Û o ¸

×

æ © @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , " fÖ ¦ 156-756

(2010¸ 3 Z 4 19{ 9 ~ Ã Î6 £ §, þ j7 á x Ã º& ñ : r 2010¸ 4 Z 4 13{ 9 ~ Ã Î6 £ §)

¦ À Ó x 9 ¦í H ¸_ ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc É r ;^ Ù þ ½ + Ë$ í õ & ñ \ Ã ºì ø Í÷ & H Ù þ ì ø Í6 £ x ½ ¨\ & h ½ + Ë 9, : £ ¤ y

$ í ; ¤ µ 1 Ïõ " l oÛ ¼ ; ¤ µ 1 Ï (X-ray bursts)ü < ° ú É r F G ô Ç& h ;^ ¨ 8 â \ " f { 9 # Q H Ù þ ì ø Í6 £ x ½ ¨\ 9 Ã

º& h s . : r 7 Hë H É r þ j H ;^ Ù þ Ó ü t o < Æ& h Ü ¼ Ð Õ ª × æ כ ¹$ í s Â Òy ÷ & ¦ e H

P Ù þ ì ø Í6 £ x ½ ¨

\

¦ 0 AK ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc

Si c _ Ò q t$ í \ ' a ô Ç ½ ¨s .

Si ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc É r 1 l x â @ / Â Ò[ O Ù þ õ

< Æ ½ ¨ è (Center for Nuclear Study, s CNS)_ in-flight ì r o Z O \ ¦ s 6 x ô Ç $ \ -t ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á x ì

r o © u CRIB (CNS Radio-Isotope Beam separator)` ¦ : x # Ò q t$ í % i . ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á x _ Ò q t$ í Ö

¦` ¦ Z } s l 0 AK Ó o^ | 9 è : r ¸ Ð Í ty ô Ç F G $ : r 1 l ^ ³ ð& h (cryogenic primary gas target)` ¦

6 x % i ¦ ¢ ¸ô Ç c í H ¸\ ¦ Z } s l 0 AK 5 Å q ¸ì r o © u Wien filter\ ¦ 6 x % i . Õ ª õ í H ¸ 0.48%, c [ jl 2 × 10

pps _

Si` ¦ % 3 % 3 .

d # Q: ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc , in-flightZ O , CRIB, ;^ Ù þ Ó ü t o < Æ,

P Ù þ ì ø Í6 £ x

Production of ²⁶ Si Radioactive Ion Beam by In-Flight Method

Young Kwan Kwon ^∗ · Hyo Soon Jung · Chong Cheoul Yun · Jun Young Moon · Chun Sik Lee

1950¸ @ /\ [ þ t # Q" f " f ;^ Ù þ Ó ü t o < Æs H D h Ðî r Ó

t o < Æ_ ô Ç ì r I 1 l x % i . Ù þ Ó ü t o < Æ É r ;^ Ó ü t o

< Æ ì r _ × æ כ ¹ô Ç è ß ] j% i ~ ª ô Ç ;^ ¨ 8 â \ " f_ Ù þ

½ + Ë$ í (nucleosynthesis)õ \ -t Ò q t$ í (energy genera- tion) \ ' a ô Ç K ² ú ` ¦ % 3 # Q? / H X < l # ¦ e Ü ¼ 9 s \ ¦ :

x K Õ ª1 l x î ß ~ 1 > Û ¦ o t · ú § ¤~ Z > _ oõ & ñ \ @ /ô Ç

§ É r é ß " f\ ¦ ] j/ B N ¦ e .

;^ Ù þ ½ + Ë$ í õ & ñ ` ¦ s K l 0 AK " f H Ù þ ½ + Ë$ í õ & ñ \ l

# H Å Òכ ¹ Ù þ ì ø Í6 £ x[ þ t \ @ /ô Ç Ù þ ì ø Í6 £ xÖ ¦ (nuclear re- action rate)` ¦ & ñ S X > 8 £ ¤& ñ K ô Ç . : £ ¤ y $ í ; ¤ µ 1 Ï,

í $ í ; ¤ µ 1 Ïõ X-ray burstsü < ° ú É r ;^ ¨ 8 â _ ¦ : r· ¦ x 9

¸ ¨ 8 â \ " f { 9 # Q H ; ¤ µ 1 Ï& h ;^ Ù þ ½ + Ë$ í õ & ñ _ Ù þ

ì ø Í6 £ x É r Ô ¦ î ß & ñ ô Ç Ù þ 7 á x (unstable nuclei) 7 £ ¤ ~ ½ Ó $ í Ù þ 7

á x (radioactive nuclei) s í < Ê÷ &# Q e H â Ä º ´ ú §l M : ë

H \ z ´+ « >& h Ü ¼ Ð Ù þ ì ø Í6 £ xÖ ¦` ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 AK " f H ~ ½ Ó $ í Ù þ

7 á xc ¢ ¸ H ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á x ³ ð& h s 9 כ ¹ . 1990¸ Â Ò'

½ Ó $ í Ù þ 7 á xc _ Ò q t$ í s 0 p x K f \ s ì r \ @ / ô

Ç Ö ¸ µ 1 Ïô Ç ½ ¨ ' ÷ & ¦ e . & ³F z ´+ « > © _ Å Òכ ¹ô Ç ]

jô Ç ¸| × æ H ;^ Ó ü t o < Æ& h Ü ¼ Ð × æ כ ¹ô Ç Ù þ ì ø Í6 £ x _

â

Ä º @ /Â Òì r s ± ú É r ì ø Í6 £ x é ß & h ` ¦ t ¦ e H כ s

. s M :ë H \ ¦ À Óü < ¦í H ¸_ ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc Ò q t$ í É r K

{ © ì r ½ ¨\ ¦ 0 Aô Ç 9 כ ¹ ¸| Ü ¼ Ð d ÷ & ¦ e .

: r 7 Hë H É r ;^ Ù þ Ó ü t o < Æ& h Ü ¼ Ð × æ כ ¹ô Ç

ì ø Í6 £ xÖ ¦` ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 AK 9 כ ¹ô Ç

Si ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc _ Ò q

t$ í \ ' a ô Ç ½ ¨\ ' a ô Ç כ s .

P Ù þ ì ø Í6 £ x É r Ä

ºÅ Ò\ " f ' a8 £ ¤ ) a 1.809 MeV _ \ -t \ ¦ ° ú H : £ ¤$ í y

` ¦ : x K % 6 £ § Ü ¼ Ð [ j © \ · ú 9 Ä ºÅ Ò~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á x

Al _ Ò q t$ í \ ' a # H Ù þ ì ø Í6 £ x Ü ¼ Ð+ $ í ; ¤ µ 1 Ïõ ° ú É r

â \ " f { 9 # Q H ; ¤ µ 1 Ï& h Ã º è èõ & ñ (explosive hydrogen burning process) s Å Òכ ¹ Ò q t$ í " é ¶ × æ Ð #

t ¦ e [1–3]. t ë ß , & ³F t ;^ Ó ü t o < Æ& h \ - t

% ò % i \ " f_ Ù þ ì ø Í6 £ xÖ ¦ É r " î S X y · ú 94 R e t · ú § . z ´ +

« > X <s ' Â Ò7 á ¤ ô Ç s Ä » H ¦ À Ó· ¦í H ¸_

Si ~ ½ Ó

Ù þ 7 á xc _ Ø ¦ s " é ¶ Ö ¸ t · ú § ¤l M :ë H s .

$ í Ù þ 7 á xc _ Ø ¦ _ Û ¼à Ô z ´+ « > É r 1 l x â s o < Æ ½ ¨ è (RIKEN) _ 5 Å q l ½ ¨r [ O ? /\ 0 Au ô Ç 1 l x â @ / Â Ò[ O Ù þ

õ < Æ ½ ¨ è (Center for Nuclear Study, s CNS)_ In-Flight+ þ A $ \ -t ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc ì r o © u CRIB [4]` ¦ s 6 x # Ã º' % i . 2 © \ " f Ä ºo H CRIB r Û ¼

õ : £ ¤ y ¦ À Ó_ c ` ¦ % 3 l 0 AK þ j H [ O u ) a F G $ : r 1 ³ ð& h Õ ªo ¦ 5 Å q ¸ì r o © u Wien filter\ @ /ô Ç è

h\ ¦ x . 3 © \ " f H

Si ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc Ò q t$ í \ @ /ô Ç

[ jô Ç ? /6 x` ¦ Ò ¦ כ s 9, 4 © \ " f H ¾ ÓÊ ê > S \ \ @ / ô

Ç 7 H _ \ ¦ ô Ç .

II. CRIB (CNS Radioactive Ion Beam Separator, CNS U ê s V R Ë { ¿ ? Ò ÞÄ k È Ä Z ØP X ê sV )

Figure 1 É r CRIB _ © u > h| Ä Ì ¸s . CRIB` ¦ : x ô Ç

½ Ó $ í Ù þ 7 á xc _ Ò q t$ í " é ¶ o H 6 £ § õ ° ú . Ä º RIKEN _

5 Å q l ½ ¨r [ O \ 0 Au ô Ç AVF s 9 þ t Ðà Ô : r (K = 70) Ü ¼ ÐÂ Ò' Ø ¦ ÷ & H î ß & ñ " é ¶ è × æ s : rc ` ¦ F0 Õ þ ! Q_

1 p x _ ! 9î r 1 l ^ ³ ð& h \ { 9 r . { 9

) a 1 î ß & ñ " é ¶ è c É r 1 ³ ð& h õ (p,n), (d,p), (

x _ Ù þ ì ø Í6 £ x` ¦ : x K Ù þ { © 10MeV s _ $ \ -t ~ ½ Ó

$ í Ù þ 7 á x` ¦ Ò q t$ í > ) a . ³ ð& h \ q K Á º î r î ß & ñ " é ¶

èc ` ¦ 6 x Ù ¼ Ð % i 1 l x§ 4 < Æ (inverse kinematics)\ _ K

Ò q t$ í ) a ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á x É r É r í ß ê ø Íy ` ¦ t ¦ î ß & ñ " é ¶

è c _ " é ¶ A ' ~ ½ Ó ¾ Óõ ° ú É r ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð Ø ¦ ) a . s X O

Ò q t$ í ) a ª ô Ç 7 á x À Ó_ ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á xc É r s × æF G

$ 3 Ü ¼ Ð ½ ¨$ í ) a “double achromatic” r Û ¼% 7 ` ¦ : x # î

r1 l x | ¾ Ó ì r o (momentum separation) ) a . ¿ º > h_ s