Sub-millisecond atom-to-ion transformation in the TULIP ISOL system

P Jardin (1) , M Maccormick (2) , V Bosquet (1) , P Chauveau (1) , S Damoy (1) , P Delahaye (1) , M Dubois (1) , M Fadil (1) , M Lalande (1) , C Michel (1) , J-C Thomas (1)

1 GANIL - Grand Accélérateur National d'Ions Lourds
2 IJCLab - Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie

TULIP (Target Ion Source for Short‐Lived Isotope Production) is an original Isotope Separator On Line project dedicated to the production of short lived neutron deficient ions. It was tested for the first time in March 2022 at GANIL (Grand Accélérateur National d’Ions Lourds ) / SPIRAL1 (Système de Production d’Ions Radioactifs Accélérés en Ligne, phase 1) with the production of Rb isotopes using a primary beam of 22Ne at an energy of 4.5 MeV/A. 76Rb and 78Rb isotope rates of ~4.E3 and ~6.E4 pps were measured for a primary beam intensity of 6.E12 pps and may be improved by a factor between 5 to10. A remarkably short atom-to-ion transformation (AIT) time close to 200 µs was achieved. This result demonstrates how beneficial the design of the TULIP target ion source system is in term of response time and allows us to confidently look forward 74Rb+ production, which is one of the goal of the TULIP project. The results obtained on Rb production suggests testing the principle for the production of more sticky elements. Ions from metallic isotopes around 100Sn will be the next objective.

TULIP (Target Ion Source for Short‐Lived Isotope Production) est un projet original de séparateur d'isotopes en ligne dédié à la production d'ions de faible durée de vie et déficients en neutrons. Il a été testé pour le première fois en mars 2022 à GANIL (Grand Accélérateur National d’Ions Lourds ) / SPIRAL1 (Système de Production d’Ions Radioactifs Accélérés en Ligne, phase 1) pour la production d'isotopes de Rb en utilisant un faisceau primaire d'ions 22Ne à une énergie de 4.5 MeV/A. Des taux d'isotopes de 76Rb et de 78Rb de ~4.E3 et de ~6.E4 pps ont été mesurés pour une intensité de faisceau primaire de 6.E12 pps, et pourraient être améliorés d'un facteur 5 à 10. Un temps de transformation remarquablement court proche de 200 µs a été obtenu. Ces résultats démontrent combien la conception du système cible source TULIP peut être bénéfique en termes de temps de réponse et nous permet sereinement d'envisager la production d'ions 74Rb+, qui est un des objectifs du projet TULIP. Les résultats obtenus pour la production de Rb suggèrent de tester le principe pour la production d'éléments plus collants. La production d'ions à partir d'isotopes métalliques autour de l'étain 100 sera le prochain objectif.

Mots clés: SPIRAL1; radioactive ion beam; ISOL; neutron-deficient Rb isotope; TULIP project

Domaines: Sciences de l'ingénieur [physics]

P Jardin, M Maccormick, V Bosquet, P Chauveau, S Damoy, et al.. Sub-millisecond atom-to-ion transformation in the TULIP ISOL system. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 2023, 1055, pp.168332. ⟨10.1016/j.nima.2023.168332⟩. ⟨hal-03830587⟩