重離子探測，利用各種探測設備對重離子（包括反應產物和束流離子）的能量（速度）、位置、原子序數、質量等進行單獨或符合測量。
基本介紹
- 中文名：重離子探測
- 性質：物理名詞
相對於輕粒子而言，重離子中有更多的電荷和核子，在相等的速度下有更高的能量，因此重離子反應有較複雜的反應產物，需要有粒子鑑別，使重離子探測具有更大的難度。
能量和位置測量
收集和測量重離子在探測介質中所產生的電離電子就可確定重離子的能損或能量。核物理實驗中常用的探測器可分為固體探測器和氣體探測器兩大類。固體探測器有半導體探測器、閃爍探測器和徑跡探測器。氣體探測器可分為電離室、多絲正比室和雪崩探測器等。半導體探測器有能量解析度高和使用簡單的優點，但計數率受限制、有脈衝幅度虧損和輻照損傷的缺點，不易製得厚度均勻的做能損測量用的薄片矽探測器。氣體探測器在這些方面有其優越性。閃爍探測器使用方便、成本較低、並可加工成不同厚度和形狀，在高能重離子反應中得到了廣泛的套用。重離子核反應中出射道的數目較多，各反應道的截面較小，且產物飛向空間的不同方向。要提高實驗的效率就必須在較大的立體角內同時進行測量。為保持原有空間分布的信息，重離子探測器應具備位置靈敏的特性。位置信息可用多絲正比室、位置靈敏電離室、位置靈敏平行板探測器、位置靈敏半導體探測器、位置靈敏光電倍增管和位置靈敏的微通道板等技術來獲得。位置信息的讀出可通過電荷分除法、信號延遲時間差等方法來實現。高能重離子碰撞實驗中，有用核乳膠室記錄反應產物徑跡特性，某些稀有事件中也有採用電介質固體徑跡探測器記錄事件徑跡和位置等。
離子鑑別
重離子核反應會產生不同核素的產物，必須對它們同時進行測量和鑑別。可通過測量重離子的總動能，穿過一定厚度的薄層探測介質中的能損，強電或強磁場中電、磁剛度和經過一定距離的飛行時間等物理量來確定重離子的原子序數和質量數。ΔE–E鑑別技術中，ΔE是能損，E是總動能，ΔE·E∝MZ2，式中M和Z分別為重離子的質量和原子序數。另外，用不同發光時間的閃爍探測器組成疊層探測器望遠鏡，同時探測重離子的能損和總能量，擴展了ΔE–E鑑別技術的套用。反應產物的關聯測量 重離子核反應中，由於反應系統複雜和激發能升高，在一次反應中會產生向不同方向發射的眾多的輕粒子和輕、重碎片。世界各大實驗室相繼建立了由大量的不同功能的探測器組成的幾乎覆蓋整個幾何空間的4π探測器。它可進行反應產物之間的關聯測量，得到有關重離子核反應的相對完整的信息，用以研究核物質和它們碰撞的動力學性質。
反衝核的測量及超重元素合成
重離子核反應中，反衝產物具有足夠大的動量，能從靶箔飛出，可用不同的方法來收集和分析這些反衝核。用電磁場選擇重產物的線上同位素分離器、充氣磁譜儀或用氣體噴射技術來傳輸和收集反衝余核，然後再對所收集的反衝余核進行衰變放射性的測量，這是研究和探索新核素常用的方法。利用電磁速度選擇器直接在束流方向上分離出熔合蒸發的反衝余核，再加上精密設計的跟蹤余核放射性衰變鏈的位置靈敏探測系統，成為發現超重元素的有力工具。
