Physica B 329–333 (2003) 1596–1597P

Physica B 329–333 (2003) 1596–1597
Production of zero energy radioactive beams through
extraction across superfluid heliumsurface
N. Takahashi
a,
*, W.X. Huang
b
, K. Gloos
c
, P. Dendooven
d
, J.P. Pekola
b
,
J. Ayst
. o.
b,e
a
Osaka Gakuin University, Suita, Osaka 564-8511, Japan
b
Department of Physics, University of Jyvaskyl . a, P.O. Box 35 (YFL), FIN-40014 University of Jyv . askyl . a, Finland .
c
Ørsted Laboratory, Niels Bohr Institute, Universitetsparken 5, DK-2100 Copenhagen, Denmark
d
KVI, Zernikelaan 25, 9747 AA Groningen, The Netherlands
e
EP Division, CERN, CH-1211 Geneva 23, Switzerland
Abstract
A radioactive
223
Ra source was immersed in superfluid helium at 1.2–1:7 K: Electric fields transported recoiled
219
Rn
ions in the formof snowballs to the surface and further extracted themacross the surface. The ions were focussed onto
an aluminium foil and alpha particle spectra were taken with a surface barrier spectrometer. This enabled us to
determine the efficiency for each process unambiguously. The pulsed second sound wave proved effective in enhancing
the extraction of positive ions from the surface. Thus we offer a novel method for study of impurities in superfluid
helium and propose this method for production of zero energy nuclear beams for use at radioactive ion beam facilities.
r 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
Keywords: Impurities in superfluid helium; Radioactive snowballs; Second sound wave; Radioactive ion beams
A novel experimental method using radioactive
impurities is applied for the extraction of positive ions
across the superfluid heliumsurface, to determine the
efficiencies of transport and extraction processes. The
positive ions are transported in the formof snowballs
[1,2] in superfluid heliumand again reduced to the ionic
formwhen they are extracted fromthe liquid surface.
Our experiments represent the first basic research for
producing zero energy radioactive nuclear beams
(RNBs) by stopping fast ions in superfluid helium.
Recoiled
219
Rn was released into superfluid heliumat
1.2–1:7 K following the alpha decay of
223
Ra froma thin
source placed at the bottomof the experimental cell and
covered with superfluid helium5 mmin depth. The
positive ions were transported to the surface and
focussed onto a thin aluminium foil placed 55 mm
above the surface through static electric fields. An alpha
particle spectrometer, a surface barrier Si detector was
deployed 3 mm above the foil.
The range of alpha particles in the liquid heliumwas
about 0:4 mm and there were no alpha particles detected
in the spectrometer without electric fields. Alpha
particles appeared in the spectrometer after the electric
fields were applied all the way to the foil. Fig. 1 shows
alpha particle spectra measured at 1.60 and 1:22 K at
heliumvapour pressures of 760 and 95 Pa; respectively.
We interpret the peaks in the spectra through the
measured energy and the calculated energy loss between
the place of decay and the spectrometer. The alpha
peaks marked as ‘‘Rn’’, ‘‘Po’’ and ‘‘Bi’’ are from 219
Rn;
215
Po and
211
Bi decays on the foil, while the peaks
labelled ‘‘Rn
n
’’ and ‘‘Po
n
’’ are from 219
Rn and
215
Po
decays at the surface of liquid helium. The observed
alpha particle spectra demonstrate that
219
Rn ions have
been extracted out of the liquid heliumand collected on
the foil in front of the spectrometer. It is confirmed for
the first time that positive ions are indeed extracted from
*Corresponding author.
E-mail address: [e-mail]
(N. Takahashi).
0921-4526/03/$ - see front matter r 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
doi:10.1016/S0921-4526(02)02308-6the superfluid heliumsurface with identification, which
was made possible through highly sensitive radioactivity
detection.
The absolute overall efficiency of 0.0720(4)% was
determined from the intensity of the peak Rn and the
223
Ra source strength. This splits up into four factors:
snowball formation, transport in the liquid, ion extraction out of the liquid surface and transport in the
vapour. The efficiencies are shown in Table 1. The
efficiency of 20% for transport in the vapour was
obtained by stopping the recoils at approximately 5 mm
away fromthe source in the experimental cell at a
temperature of 5:08 K with an amount of helium gas
equivalent to about 10 000 Pa at roomtemperature.
Fromthe peak Rn
n
; the efficiency for an ion to forma
snowball and reach the surface without being extracted,
is deduced to be 0.64(9)%. The efficiency for ion
extraction out of liquid heliumis then deduced to be
36%. The efficiency to transport the snowballs to the
surface was deduced from separate measurements to be
approximately 70%. These numbers give an efficiency
for snowball formation of only approximately 1.5%
which determines the relatively low overall efficiency. It
is known, however, that the snowball formation probability can reach up to 20% with higher electric fields for
the site of snowball formation [3].
The extraction of positive ions transported to the
surface of superfluid heliumin the formof snowballs has
been one of the hitherto unclarified issues [4]. A higher
surface temperature eases the extraction but on the other
hand the transportation takes more time and is
ineffective. We solved this problemby applying a pulsed
second sound wave created froma circular heater
around the radioactive source. The current pulses that
excited the heater were 20–50 ms wide and were repeated
every 50–500 ms: The decay rate of
219
Rn fromthe foil
increased by 10–30% depending on heater power.
Radioactive ions have been used earlier to study
transportation process [5] and properties of impurities
[3,6,7]. We propose to apply this method as a new tool
for the cases where the electric current or charge
measurements have limited sensitivity.
Cold RNBs are required in the studies of exotic
nuclear states and nuclear astrophysics [8]. RNBs are
produced in high energy nuclear reactions and therefore
the degradation of their energies through traditional ion
guide isotope separator on-line (IGISOL) methods [9]
may not be the best choice. Production of cold RNBs
based on the method described in this work is practised
under the appellation, Jyvaskyl . a Snowball Project, at .
the University of Jyvaskyl . a, Finland for use at the next .
generation RNB facilities.
Acknowledgements
This work has been supported by the EU Ion Catcher
RTD Project HPRI-2001-50022 and the Academy of
Finland under the Finnish Centre of Excellence Programme 2000-2005 (Project No. 44875, Nuclear and
Condensed Matter Physics Programme at JYFL).
References
[1] K.R. Atkins, Phys. Rev. 116 (1959) 1339.
[2] W.W. Johnson, W.I. Glaberson, Phys. Rev. Lett. 29 (1972)
214.
[3] T. Shimoda, et al., Nucl. Phys. A 588 (1995) 235c.
[4] L. Bruschi, et al., Phys. Rev. Lett. 17 (1966) 682.
[5] N. Takahashi, et al., Physica B 284–288 (2000) 89.
[6] N. Takahashi, et al., Z. Phys. B 98 (1995) 347.
[7] N. Takahashi, et al., Hyperfine Interactions 97/98 (1996)
469.
[8] Nucl. Phys. A 693 (2001) (Special volume).
[9] J. Ayst
. o, Nucl. Phys. A 693 (2001) 477. .
Fig. 1. Alpha particle spectra for superfluid heliumtemperature of 1.60 and 1:22 K: See text.
Table 1
Measured efficiencies at 1:60 K
Overall 0.0720(4)%
Snowball formation 1.5%
Snowball transportation to liquid surface 70%
Ion extraction out of liquid 36%
Ion transportation in He vapour 20%
N. Takahashi et al. / Physica B 329–333 (2003) 1596–1597 1597

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

physica b 329-333 (2003) 1596-1597 การผลิต
ของศูนย์คานกัมมันตรังสีพลังงานผ่านการสกัด
ทั่ว superfluid heliumsurface
n ทากาฮาชิ

*, w.x. ห่วง

b, k- gloos

C, p dendooven d

j.p. pekola
b
,
J ayst
o.
B, E

osaka Gakuin มหาวิทยาลัย Amagasaki, 564-8511, ญี่ปุ่น

b ภาควิชาฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัย jyvaskyl , ปณ. 35 กล่อง (yfl), ครีบ 40,014 มหาวิทยาลัย jyv askyl ,ฟินแลนด์.

คØrstedห้องปฏิบัติการ, นีลส์บอสถาบัน universitetsparken 5, DK-2100 โคเปนเฮเกนเดนมาร์ก d

kvi, zernikelaan 25, 9747 AA นินเจน, เนเธอร์แลนด์อี

EP ส่​​วนเซิร์น CH-1211 เจนีวา 23 วิตเซอร์แลนด์

นามธรรมกัมมันตรังสี

223 แหล่ง RA ถูกแช่อยู่ใน superfluid ฮีเลียมที่ 1.2-1:7 K: สนามไฟฟ้าเคลื่อนย้าย recoiled
219

rnไอออนใน formof หิมะไปยังพื้นผิวและสกัดต่อไป themacross พื้นผิว ไอออนที่ถูกเพ่งความสนใจไปยัง
ฟอยล์อลูมิเนียมและสเปกตรัมของอนุภาคแอลฟาที่ถ่ายด้วยสเปกโตรมิเตอร์อุปสรรคพื้นผิว นี้ช่วยให้เราสามารถ
หาประสิทธิภาพสำหรับแต่ละขั้นตอนอย่างไม่น่าสงสัย คลื่นเสียงชีพจรที่สองพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพในการเสริมสร้าง
สกัดของประจุบวกจากพื้นผิวดังนั้นเราขอนำเสนอวิธีการใหม่สำหรับการศึกษาของสิ่งสกปรกใน superfluid
ฮีเลียมและนำเสนอวิธีการนี​​้สำหรับการผลิตของศูนย์คานพลังงานนิวเคลียร์สำหรับการใช้งานที่มีกัมมันตภาพรังสีไอออนสิ่งอำนวยความสะดวกคาน.
r 2003 BV เอลส์วิทยาศาสตร์ สงวนลิขสิทธิ์คำหลัก
:. สิ่งสกปรกใน superfluid ฮีเลียม; หิมะกัมมันตภาพรังสีคลื่นเสียงที่สองคานไอออนกัมมันตรังสี
ทดลองวิธีใหม่โดยใช้สารกัมมันตรังสี
สิ่งสกปรกที่ถูกนำไปใช้สำหรับการสกัดของไอออนบวก
ทั่ว heliumsurface superfluid เพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพ
ของการขนส่งและกระบวนการสกัด ประจุบวก
ถูกลำเลียงในหิมะ formof
[1,2] ใน heliumand superfluid ลดลงอีกครั้งเพื่อไอออน
formwhen พวกเขาจะถูกดึงพื้นผิวของเหลว fromthe.
การทดลองของเราเป็นตัวแทนของการวิจัยพื้นฐานแรกสำหรับ
ศูนย์การผลิตคานพลังงานนิวเคลียร์กัมมันตรังสี
(rnbs) โดยหยุดไอออนรวดเร็วใน superfluid ฮีเลียม.

recoiled 219
rn ได้รับการปล่อยตัวเป็น heliumat superfluid
1.2-1:7 ฎดังต่อไปนี้การสลายตัวของอัลฟาของ

223 RA froma บางแหล่ง
ที่วางไว้ ที่ bottomof เซลล์ทดลองและ
ปกคลุมด้วย superfluid helium5 ลึก mmin ประจุบวก
ถูกเคลื่อนย้ายไปยังพื้นผิวและ
เพ่งความสนใจไปยังลูมิเนียมฟอยล์บาง ๆ ที่วางไว้ 55 มม.
เหนือผิวน้ำผ่านสนามไฟฟ้าคงที่ แอลฟาสเปกโตรมิเตอร์อนุภาค
พื้นผิวกั้นเครื่องตรวจจับ si ถูกนำไปใช้ใน
3 มม. ข้างต้นฟอยล์.
ช่วงของอนุภาคแอลฟาใน heliumwas ของเหลว
เกี่ยวกับ มม. 0:4 และไม่มีการตรวจพบอนุภาคแอลฟา
ในสเปกโตรมิเตอร์ไม่มีสนามไฟฟ้า .
อัลฟาอนุภาคที่ปรากฏในสเปกโตรมิเตอร์หลังจากฟิลด์
ไฟฟ้ามีการใช้ทุกวิธีที่จะห่อด้วยกระดาษฟอยล์ มะเดื่อ
ที่ 1 แสดงสเปกตรัมของอนุภาคแอลฟาวัดที่ 1.60 และ K ที่ 1:22
heliumvapour แรงกดดันจาก 760 และ 95 ปี. ตามลำดับ
เราตีความยอดเขาในสเปกตรัมผ่าน
วัดพลังงานและการสูญเสียพลังงานที่คำนวณระหว่าง
สถานที่ของการสลายตัว และสเปกโตรมิเตอร์ อัลฟา
ยอดเขาที่ระบุว่าเป็น'' rn'','' PO'' และ'' สอง'' มาจาก 219
rn;
215

PO และ 211
สลายตัวเมื่อสองฟอยล์ขณะที่ยอด
ป้าย'' rn
n
'' และ'' PO
n
'' มาจาก 219

rn และ 215

PO สลายตัวที่พื้นผิวของฮีเลียมเหลว สังเกตสเปกตรัมของอนุภาคแอลฟา
แสดงให้เห็นว่า

219 ไอออน rn
ได้ถูกดึงออกจาก heliumand ของเหลวที่เก็บรวบรวม
ฟอยล์ในด้านหน้าของสเปกโตรมิเตอร์มันได้รับการยืนยันสำหรับ
ครั้งแรกที่ประจุบวกจะถูกดึงจากแน่นอน
* ผู้เขียนที่สอดคล้องกัน
e-mail address:.. [e-mail]
(n. ทากาฮาชิ)
0921-4526/03 / $ - ดูเรื่อง r ด้านหน้า 2003 เอลส์วิทยาศาสตร์ BV สงวนลิขสิทธิ์
ดอย:. 10.1016/s0921-4526 (02) 02308-6the heliumsurface superfluid กับประชาชนซึ่งถูก
ทำไปได้ผ่านกัมมันตภาพรังสีมีความไวสูง
การตรวจสอบ.
ประสิทธิภาพโดยรวมแน่นอนของ .0720 (4)
% เป็นกำหนดจากความเข้มของจุดสูงสุด rn และ

223 ความแข็งแรงแหล่ง RA นี้แยกออกเป็นปัจจัยสี่: การก่อตัวก้อนหิมะ
ขนส่งในของเหลวสกัดไอออนออกจากพื้นผิวของเหลวและการขนส่งใน
ไอ ประสิทธิภาพดังแสดงในตารางที่ 1 ประสิทธิภาพ
20% สำหรับการขนส่งในไอเป็น
ที่ได้รับจากการหยุดผงะเมื่อเวลาประมาณ 5 มม.
ไปแหล่ง fromthe ในเซลล์ทดลองที่อุณหภูมิ
ของ K 05:08 มีจำนวนของก๊าซฮีเลียม
เทียบเท่ากับ 10 000 Pa ที่ roomtemperature
fromthe สูงสุด rn
n
. ประสิทธิภาพสำหรับไอออนสมมติฐานก้อนหิมะ
และการเข้าถึงพื้นผิวได้โดยไม่ถูกสกัด,
คือจะอนุมานได้ 0.64% (9) ประสิทธิภาพสำหรับไอออน
สกัดออกจาก heliumis ของเหลวที่ติแล้วจะ
36% ประสิทธิภาพในการขนส่งก้อนหิมะไปยังพื้นผิว
ถูกอนุมานได้จากการวัดที่แยกต่างหากที่จะเป็น
ประมาณ 70% ตัวเลขเหล่านี้ให้
ประสิทธิภาพสำหรับการก่อตัวของก้อนหิมะ
% เพียงประมาณ 1.5 ซึ่งเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพโดยรวมที่ค่อนข้างต่ำ มันเป็นที่รู้จักกัน
อย่างไรก็ตามว่าน่าจะเป็นรูปแบบก้อนหิมะสามารถเข้าถึงได้ถึง 20% ด้วยสนามไฟฟ้าที่สูงขึ้นสำหรับเว็บไซต์
ของการสร้างมนุษย์หิมะ [3].
สกัดของไอออนบวกเคลื่อนย้ายไปยังพื้นผิว
จาก heliumin superfluid หิมะ formof
ได้รับหนึ่งในบัดนี้ ประเด็น unclarified [4]
อุณหภูมิพื้นผิวสูงกว่า eases สกัด แต่ในทางกลับ
การขนส่งอื่น ๆ ต้องใช้เวลามากขึ้นและ
ไม่ได้ผล เราแก้ problemby นี้ใช้คลื่นเสียงชีพจรที่สอง

สร้างเครื่องทำความร้อน froma วงกลมไปรอบ ๆ แหล่งที่มาของสารกัมมันตรังสี ชีพจรปัจจุบันที่
ตื่นเต้นเครื่องทำความร้อนเป็น 20-50 ms กว้างและได้รับซ้ำแล้วซ้ำอีก
ทุก 50-500 ms. อัตราการสลายของ

219 ฟอยล์ rn fromthe
เพิ่มขึ้น 10-30% ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับเครื่องทำความร้อนพลังงาน
ไอออนกัมมันตรังสีมี ถูกนำมาใช้ก่อนหน้านี้ในการศึกษา
กระบวนการขนส่ง [5] คุณสมบัติและสิ่งสกปรก
[3,6,7] เราเสนอที่จะใช้วิธีการนี​​้เป็น
เครื่องมือใหม่สำหรับกรณีที่กระแสไฟฟ้าหรือค่าใช้จ่าย
วัดมีความไว จำกัด .
rnbs เย็นจะต้องในการศึกษาของรัฐที่แปลกใหม่
นิวเคลียร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์นิวเคลียร์ [8] rnbs จะ
ขึ้นในปฏิกิริยาเคมีสูงพลังงานนิวเคลียร์จึง
การย่อยสลายของพลังงานของพวกเขาผ่านไอออนแบบดั้งเดิม
คั่นคู่มือไอโซโทปบนเส้นวิธีการ (igisol) [9]
อาจจะไม่เลือกที่ดีที่สุด การผลิตของ rnbs เย็น
ตามวิธีการที่อธิบายไว้ในงานนี้มีประสบการณ์
ภายใต้นาม, jyvaskyl โครงการก้อนหิมะที่.
มหาวิทยาลัย jyvaskyl , ฟินแลนด์สำหรับการใช้งานที่ต่อไป.
สิ่งอำนวยความสะดวก rnb รุ่น. กิตติกรรมประกาศ

งานนี้ได้รับการสนับสนุนโดยสหภาพยุโรปไอออนจับ
RTD โครงการ hpri-2001-50022 และสถาบันการศึกษาของฟินแลนด์
ภายใต้ศูนย์ฟินแลนด์ของโปรแกรมเป็นเลิศ 2000-2005 (ไม่มีโครงการ. 44875, นิวเคลียร์และ
เรื่องโปรแกรมแบบย่อฟิสิกส์ที่ jyfl) .

อ้างอิง [1] KR แอตกินส์, สรวง การหมุนรอบ 116 (1959) 1339. [2]
w.w. จอห์นสัน, w.i. glaberson, สรวง การหมุนรอบ lett 29 (1972) 214
.
[3] T Shimoda, et al. nucl สรวง588 (1995) 235c.
[4] l Bruschi, et al. สรวง การหมุนรอบ lett 17 (1966) 682.
[5] n ทากาฮาชิ, et al. physica b 284-288 (2000) 89.
[6] n ทากาฮาชิ, et al. z สรวง ข 98 (1995) 347.
[7] n ทากาฮาชิ, et al. ปฏิสัมพันธ์ hyperfine 97/98 (1996) 469
.
[8] nucl สรวง 693 (2001) (ปริมาณพิเศษ).
[9] เจ ayst
o, nucl สรวง 693 (2001) 477 .
มะเดื่อ 1สเปกตรัมของอนุภาคแอลฟาสำหรับ heliumtemperature superfluid จาก 1.60 01:22 K:. เห็นข้อความตาราง
1
ประสิทธิภาพวัดที่ 1:60 K
โดยรวม 0.0720 (4)
% ก้อนหิมะก่อตัว 1.5% การขนส่งก้อนหิมะ
ไปยังพื้นผิวของเหลว 70% ไอออน
สกัดออกของของเหลว 36%
ขนส่งไอออนในเขาไอ 20%
n ทากาฮาชิ et al, / b physica 329-333 (2003) 1596-1597 1597

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

Physica B 1596–1597 329–333 (2003)
ผลิตคานศูนย์พลังงานกัมมันตรังสีผ่าน
สกัดข้าม superfluid heliumsurface
ทะกะฮะชิตอนเหนือ
a,
*, หวง W.X.
b
, คุณ Gloos
c
, P. Dendooven
d
, โฟร์เซ้นฟู้ด Pekola
b
,
J. Ayst
โอ
b, e
การ
มหาวิทยาลัยกาคุอินโอซาก้า Suita โอซาก้า 564-8511 ญี่ปุ่น
b
ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัย Jyvaskyl ตู้กล่อง 35 (YFL), มหาวิทยาลัย Jyv 40014 หู askyl a ฟินแลนด์
c
ปฏิบัติเออร์สเตด Niels จำลองของบอร์ สถาบัน Universitetsparken 5, DK-2100 โคเปนเฮเกน เดนมาร์ก
d
KVI, Zernikelaan 25, 9747 AA โกรนิงเกน ประเทศเนเธอร์แลนด์
e
EP กอง องค์การวิจัยนิวเคลียร์ยุโรป เจนีวา CH-1211 23 สวิตเซอร์แลนด์
นามธรรม
เป็นกัมมันตรังสี
223
Ra แหล่งถูกแช่อยู่ในฮีเลียม superfluid ที่ 1.2–1:7 K: fields ไฟฟ้าขนส่ง recoiled
219
Rn
ประจุใน formof ก้อนหิมะเพื่อ themacross ผิว และแยกต่อพื้นผิว ประจุถูก focussed บน
แรมสเป็คเป็นอลูมิเนียมฟอยล์และอนุภาคแอลฟาตราที่ถ่ายกับสเปกโตรมิเตอร์กั้นพื้นผิว นี้ช่วยให้เราสามารถ
กำหนด efficiency สำหรับแต่ละกระบวนการอย่างชัดเจน คลื่นเสียงที่สองพัลพิสูจน์ประสิทธิภาพในการเพิ่ม
สกัดกันจากพื้นผิว ดังนั้น เรามีวิธีการศึกษาของสิ่งสกปรกใน superfluid นวนิยาย
ฮีเลียม และเสนอวิธีการนี้สำหรับการผลิตของศูนย์พลังงานนิวเคลียร์คานใช้สิ่งอำนวยความสะดวกลำแสงกัมมันตรังสีไอออน
r 2003 Elsevier B.V. วิทยาศาสตร์ สงวนลิขสิทธิ์ทั้งหมด.
คำสำคัญ: สิ่งสกปรกในฮีเลียม superfluid หิมะกัมมันตรังสี คลื่นเสียงที่สอง คานไอออนกัมมันตรังสี
วิธีทดลองนวนิยายใช้กัมมันตรังสี
สิ่งสกปรกจะใช้การสกัดกัน
ข้าม heliumsurface superfluid การตรวจสอบการ
efficiencies ของกระบวนการขนส่งและการสกัด ใน
บวกประจุถูกลำเลียงในหิมะ formof
heliumand superfluid [1,2] ในอีกลดการ ionic
formwhen พวกที่สกัดจากเหลวผิว
วิจัย first สำหรับแสดงการทดลองของเรา
ผลิตศูนย์พลังงานกัมมันตรังสีนิวเคลียร์ beams
(RNBs) โดยหยุดประจุอย่างรวดเร็วใน superfluid ฮีเลียม
Recoiled
219
Rn ได้ปล่อย superfluid heliumat
1.2–1:7 ต่อไปนี้การสลายให้อนุภาคแอลฟาของ K
223
Ra froma บาง
มาวางไว้ที่ bottomof เซลล์ทดลอง และ
ปกคลุมไป ด้วยความลึก mmin helium5 superfluid ใน
บวกประจุถูกขนส่งไปยังพื้นผิว และ
focussed บนฟอยล์อะลูมิเนียมบาง ๆ ที่วาง 55 มม.
เหนือพื้นผิวผ่าน fields ไฟฟ้าคงที่ อัลฟาเป็น
ไม่เป็นสิ่งกีดขวางผิวศรีจับอนุภาคสเปกโตรมิเตอร์
จัดวาง 3 มม.เหนือเปลว
ช่วงของอนุภาคใน heliumwas ของเหลว
เกี่ยวกับ 0:4 มม. และมีได้อนุภาคแอลฟาไม่พบ
ในสเปกโตรมิเตอร์โดย fields ไฟฟ้า อัลฟา
อนุภาคในสเปกโตรมิเตอร์ที่ปรากฏหลังจากการไฟฟ้า
fields ไปทางฟอยล์ที่ใช้ แสดง fig. 1
อนุภาคแอลฟาแรมสเป็คตราวัดที่ 1.60 และ 1:22 K ที่
ความดัน heliumvapour ของป่า 760 และ 95 ตามลำดับ
เราแปลแห่งในแรมสเป็คตราผ่านการ
วัดพลังงานและการสูญเสียพลังงานจากการคำนวณระหว่าง
ผุและสเปกโตรมิเตอร์ อัลฟา
พีคส์ทำเครื่องหมายเป็น '' Rn'', ''ปอ '' และ ''สอง '' จาก 219
Rn;
215
Po และ
211
Bi decays บนฟอยล์ ขณะแห่ง
labelled '' Rn
n
'' และ '' ปอ
n
'' จาก 219
Rn และ
215
Po
decays ที่พื้นผิวของของเหลวฮีเลียม การสังเกต
แรมสเป็คตราอนุภาคแอลฟาสาธิตที่
219
Rn กันได้
ถูกสกัดจาก heliumand ของเหลวที่เก็บบน
ฟอยล์หน้าสเปกโตรมิเตอร์ เป็น confirmed สำหรับ
เวลา first ที่กันแน่นอนสกัดจาก
* Corresponding ผู้เขียน.
ที่อยู่อีเมล: [e-mail]
(N. Takahashi).
0921-4526/03/$ - ดูเรื่องหน้า r 2003 Elsevier B.V. วิทยาศาสตร์ หมดสิทธิ์ reserved.
doi:10.1016/S0921-4526 (02) 02308 6the superfluid heliumsurface กับ identification ซึ่ง
ทำโดยมีความไวสูง radioactivity
ตรวจสอบการ
ถูก efficiency โดยรวมแน่นอน 0.0720(4) %
กำหนดจากความเข้มของจุดสูงสุด Rn และ
223
Ra มาแรง นี้แบ่งค่าเป็นปัจจัยสี่:
ก่อก้อนหิมะ ขนส่งในการสกัดไอออนของเหลว จากผิวของเหลว และในการขนส่ง
ไอ Efficiencies จะแสดงในตารางที่ 1 ใน
efficiency 20% สำหรับการขนส่งในการไอได้
รับ โดยหยุด recoils ที่ประมาณ 5 มม.
จากแหล่งในเซลล์ทดลองที่เป็น
อุณหภูมิ 5:08 K ด้วยก๊าซฮีเลียมจำนวนหนึ่ง
Pa เท่ากับประมาณ 10 000 ที่ roomtemperature
พีคมาโทฟอร์ Rn
n
; efficiency สำหรับการไอออนให้ forma
ก้อนหิมะ และเข้าสู่ผิวโดยไม่ถูกสกัด,
deduced จะ 0.64(9) % Efficiency สำหรับไอออน
แยกออกจากของเหลว heliumis แล้ว deduced จะ
36% Efficiency การขนส่งก้อนหิมะไป
ผิวมี deduced จากวัดแยกเป็น
ประมาณ 70% ตัวเลขเหล่านี้ให้เป็น efficiency
สำหรับมนุษย์หิมะการก่อตัวของเพียงประมาณ 1.5%
which กำหนด efficiency โดยรวมค่อนข้างต่ำ มัน
เรียกว่า อย่างไรก็ตาม น่าเป็นการก่อตัวของก้อนหิมะสามารถบรรลุถึง 20% กับ fields ไฟฟ้าสูงสำหรับ
ของมนุษย์หิมะผู้แต่ง [3] .
สกัดกันขนส่งไป
ผิวของ heliumin superfluid ที่มีหิมะ formof
รับหนึ่งมาจนบัด unclarified ออก [4] มาก
สกัดช่วยลดอุณหภูมิที่พื้นผิวแต่อื่น ๆ
มือการเดินทางใช้เวลามากกว่า และเป็น
ไม่ เราแก้ problemby นี้ใช้เป็นพัล
สองคลื่นเสียงสร้าง froma วงกลมอุ่น
สถานแหล่งกัมมันตรังสี ปัจจุบัน pulses ที่
ตื่นเต้นฮีตเตอร์มี ms 20–50 กว้าง และถูกซ้ำ
ms ทุก 50–500: อัตราผุ
219
Rn จากฟอยล์
เพิ่มขึ้น 10–30% ตามฮีตเตอร์ไฟฟ้า
กัมมันตรังสีประจุได้ถูกใช้ก่อนหน้านี้ศึกษา
กระบวนการขนส่ง [5] และคุณสมบัติของสิ่งสกปรก
[3,6,7] เราเสนอให้ใช้วิธีการนี้เป็นเครื่องมือใหม่
สำหรับกรณีที่กระแสไฟฟ้าหรือค่า
วัดได้จำกัดความไว
RNBs เย็นจำเป็นในการศึกษาของเอ็กโซติก
นิวเคลียร์อเมริกาและนิวเคลียร์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ [8] มี RNBs
ผลิตในปฏิกิริยานิวเคลียร์พลังงานสูงดังนั้น
ย่อยสลายของพลังงานของพวกเขาผ่านไอออนแบบ
แนะนำไอโซโทปแบ่งง่ายดาย (IGISOL) วิธี [9]
อาจไม่ดีได้ ผลิต RNBs เย็น
ตามวิธีที่อธิบายในนี้ปฏิบัติงาน
ใต้ appellation, Jyvaskyl โครงการมนุษย์หิมะ ที่.
มหาวิทยาลัย Jyvaskyl มี ฟินแลนด์สำหรับใช้ต่อไป
รุ่น RNB สิ่งอำนวยความสะดวก
ถาม-ตอบ
สนับสนุนงานนี้ โดยจับไอออน EU
RTD โครงการ HPRI-2001-50022 และสถาบัน
ฟินแลนด์ภายใต้ฟินแลนด์ศูนย์ของเลิศโครงการ 2000-2005 (44875 หมายเลขโครงการ นิวเคลียร์ และ
Condensed เรื่องฟิสิกส์หลักสูตรที่ JYFL) .
อ้างอิง
[1] K.R. Atkins นับย้อนหลัง 116 (1959) 1339.
[2] W.W. จอห์นสัน W.I. Glaberson, Lett นับย้อนหลัง 29 (1972)
214.
[3] ต.ชิโมดะ et al., Nucl มีอยู่จริง 588 การ (1995) 235c.
[4] L. Bruschi, et al., Lett นับย้อนหลัง 17 (1966) 682.
ทะกะฮะ [5] ตอนเหนือชิ et al., Physica B 284–288 (2000) 89.
ทะกะฮะ [6] ตอนเหนือชิ et al., z.กายภาพ B 98 (1995) 347.
ทะกะฮะ [7] ตอนเหนือชิ et al., Hyperfine โต้ตอบ 97/98 (1996)
469.
Nucl [8] มีอยู่จริง 693 การ (2001) (เล่มพิเศษ) .
Ayst J. [9]
o, Nucl มีอยู่จริง 693 การ (2001) 477 .
Fig. 1 แรมสเป็คตราอนุภาคแอลฟาใน heliumtemperature superfluid ของ 1.60 และ 1:22 K: ดูข้อความ
ตาราง 1
วัด efficiencies ที่ 1:60 K
0.0720 รวม 4%
ก้อนหิมะผู้แต่งขนส่ง 1.5%
Snowball เหลวผิว 70%
แยกไอออนออกจากของเหลว 36%
ขนส่งไอออนในเขา vapour 20%
N. ทะกะฮะชิ et al. / 1596–1597 329–333 (2003) Physica B 1597

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

physica B 329-333 ( 2003 )การผลิต 1596-1597
ของศูนย์พลังงานวัตถุกัมมันตรังสีคานผ่าน
ซึ่งจะช่วยสกัดข้าม heliumsurface superfluid
N . Takahashi
ที่,สัญลักษณ์
*. W . x Huang

B . C gloos


p . dendooven D
j . P . pekola
B

J . ayst
. O .
B gakuin มหาวิทยาลัยอี

Osaka suita โอซากาประเทศญี่ปุ่นมหาวิทยาลัย 564-8511

b ของกรมวิชาฟิสิกส์ของ jyvaskyl .ที่ตู้ป.ณ. 35 ( yfl ) Fin -40014 University of jyv . askyl ...ฟินแลนด์.

C ørsted ห้องปฏิบัติการ,นีลส์ทำ Institute , universitetsparken 5 , DK -2100 โคเปนเฮเกนเดนมาร์ก

kvi D , zernikelaan 25 , 9747 AA ทางออก Groningen Zuid ,เนเธอร์แลนด์

EP . E , CERN ห้องทดลอง, ch -1211 เจนีวา 23 ,สวิตเซอร์แลนด์

ซึ่งจะช่วยเป็นนามธรรมที่วัตถุกัมมันตรังสี

RA 223 แหล่งมีแทรกตัวอยู่ใน superfluid ธาตุฮี - เลียมที่ 1.2 - 1 : 7 K :ไฟฟ้า fields ส่ง recoiled

RN 219
เพิ่มพลังไอออนใน formof ครั้งที่ไปสู่พื้นผิวและเพิ่มเติมมา themacross พื้นผิวที่ เพิ่มพลังไอออนได้มุ่งเน้นลงบนแผ่นฟอยล์อะลูมิเนียม
ที่น่าขนพองสยองเกล้าและฝุ่นละอองตัวอักษรและได้รับพร้อมด้วยควอดรูเปิลแมสสเปคโต Great Barrier บนพื้นผิวที่ โรงแรมแห่งนี้เปิดใช้งานเรา
กำหนด efficiency สำหรับแต่ละกระบวนการ คุณภาพ คลื่นเสียงที่สองใด Intense Pulsed Light ได้แล้วว่ามี ประสิทธิภาพ ในการเพิ่ม ประสิทธิภาพ การสกัด
ซึ่งจะช่วยให้การเพิ่มพลังไอออนในเชิงบวกจากพื้นผิวดังนั้นเราจึงจัดให้บริการรูปแบบใหม่วิธีการสำหรับการศึกษาของสิ่งสกปรกใน superfluid
ธาตุฮี - เลียมและเสนอใช้วิธีนี้ในการผลิตของศูนย์พลังงานนิวเคลียร์คานสำหรับใช้งานที่วัตถุกัมมันตรังสีไอออนลำแสงส่วนอำนวยความสะดวกต่างๆ
R 2003 elsevier วิทยาศาสตร์, International B . V .สงวนลิขสิทธิ์.
คีย์เวิร์ด:มีสิ่งสกปรกใน superfluid ธาตุฮี - เลียม;วัตถุกัมมันตรังสีครั้ง;ที่สองเสียงคลื่น;รับกัมมันตรังสีหรือไม่ไอออนคาน
นวนิยายทดลองใช้วัตถุกัมมันตรังสี
สิ่งสกปรกจะถูกนำมาใช้สำหรับการขุดเจาะที่ของในเชิงบวกเพิ่มพลังไอออน
ข้าม heliumsurface superfluid เพื่อตรวจสอบ
efficiencies ของกระบวนการการขุดเจาะและการขนส่ง
ซึ่งจะช่วยเพิ่มพลังไอออนในเชิงบวกที่จะได้รับการไปส่งยังในที่ formof ครั้ง
[ 1,2 ]ใน superfluid heliumand อีกครั้งลดลงเหลือฟังก์ชั่น Ionic
formwhen พวกเขาจะถูกแยกออกมาจากเนื้อครีมจะลงผสมน้ำยาทำความสะอาดพื้นผิว.
ของเราการทดลองเป็นตัวแทนที่ first พื้นฐานด้านการวิจัยของ
ศูนย์การผลิตพลังงานนิวเคลียร์วัตถุกัมมันตรังสีคาน
( rnbs )โดยการหยุดพลังไอออนช่วยปรับอย่างรวดเร็วใน superfluid ธาตุฮี - เลียม.

recoiled 219
RN ออกไปใน superfluid heliumat
1.2 - 1 : 7 K ต่อไปนี้:ตัวอักษรและฟันผุของ

RA 223 บางใหญ่
แหล่งที่มาวางไว้ที่ bottomof ที่ทดลองเซลล์และ
อยู่ ภายใต้ superfluid ธาตุฮี - เลียมพร้อมด้วย 5 mmin ลึก.
บวกเพิ่มพลังไอออนที่ถูกส่งไปยังพื้นผิวและ
ตามมาตรฐานมุ่งเน้นลงบนแผ่นฟอยล์อะลูมิเนียมบางที่วางไว้ 55 มม.
ทางด้านบนพื้นผิวที่ผ่าน fields ไฟฟ้าสถิต ที่แอลฟา
ฝุ่นละอองควอดรูเปิลแมสสเปคโต,บนพื้นผิวอุปกรณ์ตรวจจับสิ่งกีดขวางศรีเป็น
ซึ่งจะช่วยนำไปใช้งานมากกว่า 3 มม.ที่แผ่นฟอยล์.
จะอยู่ในช่วงของตัวอักษรและ อนุภาค ขนาดเล็กในของเหลว heliumwas
ซึ่งจะช่วยประมาณ 0 : 4 ม.ม.และไม่มีตัวอักษรและ อนุภาค ขนาดเล็กตรวจพบ
ในควอดรูเปิลแมสสเปคโตโดยไม่มีไฟฟ้า fields . ตัวอักษร:
ตามมาตรฐานอนุภาค ขนาดเล็กมาปรากฏตัวในควอดรูเปิลแมสสเปคโตหลังจากไฟฟ้า
fields ที่ถูกนำมาประยุกต์ใช้วิธีที่ทั้งหมดให้แผ่นฟอยล์ รูป. ฝุ่นละออง 1 แสดง
อัลฟา Spectra วัดได้ที่ 1.60 และ 1 : 22 K ที่แรงกดดัน
heliumvapour ของ 95 ระบบเสียงประกาศสาธารณะและ 760 ตามลำดับ.
เราตีความยอดเขาใน Spectra ที่ผ่านพลังงานที่วัดได้ที่
และการสูญเสียพลังงานที่คำนวณได้ที่ระหว่างที่
ซึ่งจะช่วยให้การเกิดฟันผุและควอดรูเปิลแมสสเปคโตได้ ตัวอักษร:
ตามมาตรฐานได้ยอดเขาทำเครื่องหมายเป็น“ RN ","ใบสั่งซื้อ"และ"สอง"ที่ได้รับจาก 219
RN ;

215 ใบสั่งซื้อและ

BI 211 decays ในแผ่นฟอยล์ที่ยอดเขา
มีป้าย" RN

n "และ"ใบสั่งซื้อ n

"จาก 219

และ RN 215

decays ใบสั่งซื้อที่ผสมน้ำยาทำความสะอาดพื้นผิวของธาตุฮี - เลียม. Spectra ฝุ่นละออง
ตัวอักษรและสังเกตเห็นที่แสดงให้เห็นว่า

เพิ่มพลังไอออน 219 RN มี
ซึ่งจะช่วยได้ถูกแยกออกมาจาก heliumand ผสมน้ำยาทำความสะอาดที่เก็บรวบรวมได้ในแผ่นฟอยล์
ที่อยู่ทางด้านหน้าของควอดรูเปิลแมสสเปคโตได้เป็น confirmed สำหรับ
เวลา first ที่เพิ่มพลังไอออนบวกจะถูกดึงจาก
ตามมาตรฐานจริงๆ*ผู้เขียนที่เกี่ยวข้อง.
แอดเดรสอีเมล [e-mail] - gu . ac . jp
( N . เดือน พฤษภาคม Takahashi ได้)..
0921-4526/03 /$ - เห็นหน้าว่า R 2003 elsevier วิทยาศาสตร์, International B . V .สงวนลิขสิทธิ์.
ดอย: 10.1016 / S 0921-4526 ( 02 ) 02308-6 ที่ superfluid heliumsurface พร้อมด้วย identification ซึ่ง
ซึ่งจะช่วยทำให้เป็นไปได้ด้วยความไวสูงกัมมันต ภาพ รังสี
การตรวจจับ.
efficiency โดยรวมไม่ว่าในกรณีใดๆของ 0.0720 ( 4 )%
ซึ่งจะช่วยกำหนดจากความเข้มของแสงที่สูงสุดของ RN และ

แหล่ง RA 223 แรง โรงแรมแห่งนี้แยกเป็นสี่ปัจจัย:
ทางการขนส่งการจัดตั้งสโนว์บอลในการขุดเจาะไอออนผสมน้ำยาทำความสะอาดออกจากการขนส่งและผสมน้ำยาทำความสะอาดพื้นผิวที่ใน
ซึ่งจะช่วยให้ไอน้ำ efficiencies แสดงอยู่ในตาราง 1
efficiency ของ 20% สำหรับบริการรับส่งในแบบ Vapor นั้น
ได้รับโดยการหยุดที่ recoils ในเวลาประมาณ 5 มม.
อยู่ห่างออกไปในแหล่งที่มาจากเนื้อครีมจะลงในเซลล์ที่ได้ทดลอง
ซึ่งจะช่วยปรับระดับ อุณหภูมิ ของ 5 : 08 K พร้อมด้วยจำนวนของธาตุฮี - เลียมก๊าซ
เทียบเท่ากับประมาณ 10 , 000 ป่าที่ roomtemperature .
จากเนื้อครีมจะลงสูงสุด RN

n ; efficiency สำหรับไอออนเพื่อตามแบบ
สโนว์บอลและพื้นผิวโดยไม่ถูกแยกออกมา,
มีนั่งส่วนบุคคลในการได้รับ 0.64 ( 9 )%. efficiency สำหรับไอออน
ตามมาตรฐานการดึงถอนออกจาก heliumis ผสมน้ำยาทำความสะอาดจากนั้นจึงนั่งส่วนบุคคล
ซึ่งจะช่วยให้ได้ 36% efficiency เพื่อขนส่งครั้ง
ซึ่งจะช่วยให้ผิวที่นั่งส่วนบุคคลจากการวัดเป็นแบบแยกพื้นที่เป็น
ซึ่งจะช่วยประมาณ 70% หมายเลขเหล่านี้ช่วยให้ efficiency ที่
ซึ่งจะช่วยให้การจัดตั้งสโนว์บอลของเพียงประมาณ 1.5%
ซึ่งจะเป็นตัวกำหนดว่าจะ efficiency โดยรวมค่อนข้างต่ำ
ซึ่งจะช่วยให้เป็นที่รู้จักกันในชื่อแต่ถึงอย่างไรก็ตามที่สโนว์บอลการสร้างโอกาสสามารถเข้าถึงยังสูงถึง 20% สูงกว่าด้วยไฟฟ้า fields สำหรับ
ซึ่งจะช่วยให้เว็บไซต์ของสโนว์บอลการจัดตั้ง[ 3 ].
การขุดในเชิงบวกเพิ่มพลังไอออนส่งไปยังที่
พื้นผิวของ superfluid heliumin formof ครั้งที่มี
เป็นหนึ่งในปัญหาที่ก่อนหน้านี้ unclarified [ 4 ]. อุณหภูมิ พื้นผิว
ซึ่งจะช่วยลด ภาระ การขุดเจาะที่สูงขึ้นได้แต่ในอีกด้านหนึ่งมือ
ซึ่งจะช่วยให้บริการรับส่งจะใช้เวลาและมีเวลามากขึ้นคือ
ไม่มี ประสิทธิภาพ . เราแก้ไข problemby นี้การใช้เครื่องทำความร้อนแบบกลมใหญ่ใด Intense Pulsed Light
ซึ่งจะช่วยสร้างคลื่นเสียงที่สอง
ซึ่งจะช่วยโดยรอบแหล่งที่มาวัตถุกัมมันตรังสีที่ ที่ปัจจุบันจะแสดงไฟกะพริบที่
รู้สึกตื่นเต้นที่ได้รับ,เครื่องทำน้ำอุ่น 20 - 50 มิลลิวินาทีกว้างและได้ย้ำ
ทุก 50 - 500 มิลลิวินาที:ให้ฟันผุอัตราของ

RN 219 จากเนื้อครีมจะลงแผ่นฟอยล์
ซึ่งจะช่วยเพิ่มขึ้น 10 - 30% ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงาน.
วัตถุกัมมันตรังสีไอออนได้ถูกนำมาใช้ก่อนหน้าเพื่อการศึกษา
การบริการรับส่ง[ 5 ]และคุณสมบัติของสิ่งสกปรก 3,6,7
[] เราเสนอที่จะใช้วิธีนี้เป็นเครื่องมือใหม่ที่
ซึ่งจะช่วยในกรณีที่กระแสไฟฟ้าหรือคิดค่าบริการ
ซึ่งจะช่วยการวัดที่มีความไวต่อแสงจำกัด(มหาชน). rnbs
เย็นเป็นที่ต้องการในการศึกษาที่แปลกตา
นิวเคลียร์ของรัฐและมาร์กแทมิเซียะนิวเคลียร์[ 8 ] rnbs มี
ซึ่งจะช่วยสร้างขึ้นในปฏิกิริยานิวเคลียร์ด้านพลังงานที่สูงและดังนั้นจึงตอบแทน
การเสื่อม สภาพ ของพลังงานทดแทนของตนผ่านทางไอโซโทปเส้นแบ่งวิธีการ On - Line ( igisol )ไอออน
มัคคุเทศก์แบบดั้งเดิม[ 9 ]
อาจไม่ใช่ทางเลือกที่ดีที่สุด การผลิต rnbs เย็น
ขึ้นอยู่กับวิธีการที่อธิบายไว้ในงานนี้เป็นสิ่งที่ปฏิบัติกัน
ตามชื่อที่ jyvaskyl .สโนว์บอลโครงการที่..มหาวิทยาลัย
ของ jyvaskyl .ที่ฟินแลนด์สำหรับใช้ในส่วนอำนวยความสะดวกต่างๆอาร์แอนด์บีถัดไป..
รุ่น.

ตามมาตรฐานการรับรองงานนี้ได้รับการสนับสนุนโดย สหภาพ ยุโรปไอออนจับตา
RTD Light Rail โครงการ hpri -2001-50022 และ Academy of
ฟินแลนด์ ภายใต้ ,ฟินแลนด์,ศูนย์แห่งความเป็นเลิศโปรแกรม 2000-2005 (โครงการที่ 44875 ,อาวุธนิวเคลียร์และ
ไอน้ำควบแน่นอยู่เรื่องระบบฟิสิกส์ที่ jyfl )..

ซึ่งจะช่วยการอ้างอิง:[ 1 ]. K . R . Atkins phys. & nbsp ;& nbsp ;& nbsp 116 ( 1959 ) 1339 .
[ 2 ]. W . W . จอห์นสัน W . I . glaberson phys. & nbsp ;& nbsp ;& nbsp พวกเล็ท. 29 ( 1972 )
214 .
[ 3 ] t shimoda et al . nucl . phys.588 ( 1995 ) 235 C .
[ 4 ]. L bruschi et al . phys. & nbsp ;& nbsp ;& nbsp พวกเล็ท. 17 ( 1966 ) 682 .
[ 5 ]. N . Takahashi et al . physica B 284-288 ( 2000 ) 89 .
[ 6 ]. N . Takahashi et al . Z . phys. B 98 ( 1995 ) 347 .
[ 7 ]. N . Takahashi et al .การติดต่อ hyperfine 97/98 ( 1996 )
469 .
[ 8 ] nucl . phys. 693 ( 2001 )(ระดับเสียงพิเศษ)..
[ 9 ].ศป. ayst nucl
. O . phys. 693 ( 2001 ) 477 . ..
รูป. 1 .ตัวอักษรและฝุ่นละออง Spectra สำหรับ superfluid heliumtemperature ของ 1.60 และ 1 : 22 K :โปรดดูข้อความ.

ตารางที่ 1 วัด efficiencies ที่ 1 : 60 K
โดยรวม 0.0720 ( 4 )%
สโนว์บอลการจัดตั้ง 1.5%
สโนว์บอลบริการรับส่งเพื่อไปยังผสมน้ำยาทำความสะอาดพื้นผิว 70%
ไอออนการขุดออกจากของเหลว 36%
ไอออนบริการรับส่งในเขาไอ 20%
N . Takahashi et al . / physica B 329 - 333 ( 2003 ) 1596 - 15971597