普发真空获得德国达姆施塔特工业大学的 DREEBIT 离子束系统供货订单

2020-12-10

  • 原子半径激光光谱测量
  • 位于德累斯顿的子公司 DREEBIT GmbH 将提供此法所需的离子束系统
  • 创新真空设备

普发真空从德国达姆施塔特技术大学处获得一份重要订单,将交付一套 DREEBIT 离子束系统,以供该校核物理研究所使用。达姆施塔特 LaserSpHERe(Laser Spektroskopie an hochgeladenen Ionen und exotischen radioaktiven Nukliden,高电荷离子和外来放射性核素激光光谱测量)工作组的研究人员在该研究所开展各种前沿原子物理、核物理和粒子物理精密实验。其中的研究重点则是高电荷离子和外来短寿命同位素的激光光谱测量。

2014 年底,达姆施塔特工业大学核物理研究所开始建造大型科研设备“激光光谱测量和应用物理学共线设备”(Kollineare Apparatur für Laserspektroskopie und angewandte Physik, KOALA),而此次订购的离子束系统正是要应用于这台设备。所使用的 EBIS-A 离子源可生成各种轻化学元素带电离子以用于实验,这些离子将连接到 KOALA 设备的束流引导装置内。为了使粒子能够在束流引导管中尽可能自由地移动,纯净的超高真空必不可少。保持这种低压环境则必须依靠极其强大而可靠的真空生成技术。而此次订购的新离子源更是如此,离子在其中停留的时间更长,所有相关真空组件均由普发真空集团提供。

每一种元素都会发射和吸收某些特定波长的光,对应范围极为精确,而人眼会将这些波长感知为不同的颜色。这一特性也是烟花能够呈现各种颜色的原因。颜色取决于化学元素种类以及原子的电荷状态。高精度波长测量不仅可提供有关化学元素种类及其电荷状态的信息,而且若以高精度理论计算进行比对,甚至可以确定原子核的大小。

达姆施塔特工业大学工作组负责人 Wilfried Nörtershäuser 博士、教授解释了KOALA光束线的技术优势:“到目前为止,原子半径的光谱测量只能在仅有一个电子的类氢系统上进行,因为只有这样,理论计算才足够准确。但是,如果考虑实验需求,这类简单的原子系统就有一大缺点,也就是所使用的波长处于光谱的远紫外区范围内,因此很难用现有的激光系统捕捉到。然而,目前的技术已经有望达到足够的精度,以适应于具有两个电子、更为复杂的类氦系统。它们的波长用激光系统捕捉容易得多,由此,未来将能够明显更加精确地确定从氦到氮的原子核半径。一旦安装上采用EBIS-A离子源的 DREEBIT 离子束系统,这套 KOALA 设备即可为此提供理想的前提条件。”

自 DREEBIT GmbH 公司2006年成立以来,其“离子束技术”部门已开发出多种类型的离子源并推向市场,例如EBIS和ECRIS。它们主要安装在各种粒子加速器上,以满足科研和医疗应用之需,例如离子束疗法。DREEBIT GmbH 公司自2017年起隶属普发真空集团旗下,专注于开发特殊系统和维修真空产品。截至目前,该公司在德国德累斯顿(Dresden)和格罗斯勒赫尔斯多夫(Großröhrsdorf)设有基地,共有约70名员工。

此次研究计划获得德国科学基金会(DFG)SFB 1245 特殊科研部门支持。

DREEBIT离子束系统,可产生实验用带电粒子
DREEBIT离子束系统,可产生实验用带电粒子


KOALA(Kollineare Apparatur für Laserspektroskopie und angewandte Physik,激光光谱测量和应用物理学共线设备)光束线示意图

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