Increased beam energy as a pathway towards a highly selective and high-flux MR-ToF mass separator
Notice bibliographique
Résumé
Many experiments at radioactive ion beam (RIB) facilities suffer from isobaric contamination, i.e. unwanted ions of similar mass. During the last decade, Multi-Reflection Time-of-Flight (MR-ToF) devices have gained remarkable attention for mass separation of short-lived, low-intensity beams of radionuclides at RIB facilities throughout the world. They exceed mass resolving powers m/Δm of 105 within a processing time of some (tens of) milliseconds. Due to space-charge effects, however, the mass separation remains an experimental challenge when many ions are simultaneously confined in the MR-ToF device. This limits the wider application of MR-ToF mass separators at RIB facilities. By performing ion-optical simulations including space-charge effects, we investigate different schemes of ion preparation in a Paul trap upstream of the MR-ToF device as well as MR-ToF operation and study their influence on mass separation and maximal ion flux. The validity of these simulations are benchmarked by time-of-flight and collision-induced fluorescence measurements with a 1.5 keV MR-ToF device. More advanced ion-beam preparation techniques such as the use of laser cooling, buffer-gas cooling at cryogenic temperatures or specific electric-field parameters for ion trapping and ejection from the Paul trap can significantly reduce the processing time needed to reach a given mass resolving power. However, the simulations of these methods also indicate that space-charge effects in the MR-ToF device become relevant at lower ion numbers compared to ’standard’ ion preparation. Thus, the overall amount of mass separated ions per unit of time remains essentially the same. In contrast, the simulations suggest that increasing the kinetic energy of typically just a few kiloelectronvolts in present MR-ToF instruments to 30 keV results in a significant increase of the attainable maximal ion flux.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».