Simulation of trajectories of evaporative residues in a cryogenic gas ion cooling cell

27.05.2026 – FLNR Scientific Seminar, 11-00, FlerovLab Conference Hall

Chernysheva E.V.

Simulation of trajectories of evaporative residues in a cryogenic gas ion cooling cell.
(in connection with the election for the position of r.s.)

A setup for measuring the masses of the heaviest elements with mass resolution M/MD≥107 is being created at FLNR. The setup includes a cryogenic gas ion cooling cell and a multi-reflectance time-of-flight mass spectrometer. The setup will be installed on one of the terminals of the GRAND gas-filled separator. The computer simulation was performed to optimize the efficiency of deceleration and extraction from the ion cooling cell, as well as the extraction time. Formation of evaporative residues in fusion-evaporation reactions, their passing through the target, gas-filled pre-separator and gas cell input window and then their stoppage in the cell active volume were simulated in the program. Extraction of evaporative residues from gas ion cooling cell was simulated by calculating their trajectories under the influence of constant and radiofrequency electric fields and a buffer gas flow. The effect of gas pressure, temperature, constant field intensity, frequencies and amplitudes of radiofrequency field on ion stoppage and extraction efficiencies as well as ion extraction time were analyzed. The simulation results were compared with an experiment conducted with 223Ra point source. Comparison of simulation results with the experimental results demonstrates satisfactory agreement.

Чернышева Е. В.

Моделирование траекторий движения испарительных остатков в криогенной газовой ячейке охлаждения ионов.
(в связи с выборами на должность н.с.)

В ЛЯР ОИЯИ создается установка для измерения масс тяжелейших элементов с массовым разрешением M/DM»107. Установка включает в себя криогенную газовую ячейку охлаждения ионов и много-отражающий времяпролетный масс-спектрометр. Установка будет размещена на одном из выводов газонаполненного сепаратора GRAND. Для оптимизации эффективности торможения и эффективности экстракции из ячейки охлаждения ионов, а также времени экстракции из нее проводилось компьютерное моделирование. В программе моделировалось образование испарительных остатков в реакциях слияния-испарения, их прохождение через мишень, газонаполненный пре-сепаратор и входное окно газовой ячейки и затем их остановка в активном объеме ячейки. Моделирование экстракции испарительных остатков из газовой ячейки охлаждения ионов производилось путем расчета траекторий их движения под действием постоянного и радиочастотного электрических полей и потока буферного газа. Анализировалось влияние давления газа, температуры, напряженности постоянного поля, частоты и амплитуды радиочастотного поля на эффективности остановки и экстракции ионов, а также время экстракции ионов. Результаты моделирования сравнивались с проведенным экспериментом с точечным источником 223Ra. Сравнение результатов моделирования с экспериментальными результатами демонстрирует удовлетворительное согласие.