Development of surface ionization ion-source for determination of the first ionization potential of heavy actinides

重元素の第一イオン化エネルギー決定を目的とした表面電離イオン源の開発

金谷 佑亮; 佐藤 哲也   ; 浅井 雅人  ; 塚田 和明  ; 豊嶋 厚史; 宮下 直*; 永目 諭一郎 ; Schdel, M.; 佐藤 望; 大江 一弘*; 長 明彦  ; 市川 進一; Stora, T.*; Kratz, J. V.*

Kaneya, Yusuke; Sato, Tetsuya; Asai, Masato; Tsukada, Kazuaki; Toyoshima, Atsushi; Miyashita, Sunao*; Nagame, Yuichiro; Schdel, M.; Sato, Nozomi; Oe, Kazuhiro*; Osa, Akihiko; Ichikawa, Shinichi; Stora, T.*; Kratz, J. V.*

第一イオン化エネルギーは、相対論効果の影響を受けた原子の価電子状態を直接反映する基本的な物理量である。原子番号の大きな元素では特にその影響が大きいと予想されているが、半減期が短く生成量が少ないなどの特徴のため、従来の化学的分析手法を適用できない。我々の研究グループは、相対論効果の影響を受けた超アクチノイド元素ローレンシウム(Lr)の第一イオン化エネルギー測定を目的として、原子力機構タンデム加速器に設置されたオンライン質量分離器(ISOL)においてガスジェット結合型表面電離イオン源ならびに装置全体の開発を行ってきた。新たに改良したイオン源を用いて種々の短寿命ランタノイド同位体で実験を行った結果、従来に比べ全効率が向上した。本装置のイオン化エネルギー測定への適用が期待できるので報告する。

We have developed a surface ionization ion-source as part of the JAEA-ISOL that is coupled to a He/CdI gas-jet transport system to determine the first ionization potential (IP) of heavy actinides. Separation efficiencies of various short-lived lanthanide isotopes as homologs of actinides that were produced in nuclear reactions were measured with the present system. Obtained results demonstrate that the developed ion-source would be applicable to a measurement of the IP of heavy actinides.