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ヘリカル軌道分光計（HELIOS ）は、逆運動学で核反応を研究するための測定装置です。 [ 1 ]アルゴンヌ国立研究所のATLAS施設 に設置されています。
HELIOSのコンセプトは、1998年にローレンス・バークレー国立研究所で開催された先進ISOL施設の実験装置に関するワークショップで初めて提案されました。 [ 2 ] このコンセプトは、重イオン反応を測定するための次世代大開口分光器として導入されました。
概略的に言うと、HELIOSは大型の超伝導ソレノイドを基本としている。加速された重イオンビームは磁気軸に沿ってソレノイドに入り、中空の検出器アレイを通過する。その後、ビームは同じく磁気軸上にある「軽イオン」ターゲットを捕捉する。図に示す構成では、実験室座標系で後方に放出された荷電反応生成物は、らせん軌道を描いて検出器アレイに向かう。ビーム状の重い反跳粒子は、運動学的に狭い円錐状に前方に集束され、いわゆる反跳検出器アレイによって捕捉される。
HELIOSコラボレーションは、アルゴンヌ国立研究所、ウェスタンミシガン大学、マンチェスター大学のメンバーで構成され、HELIOS分光計の構築、特性評価、および試運転を行うために結成されました。分光計の構築は、HELIOSの基盤となる超伝導ソレノイドの納入から始まりました。ソレノイドは2006年12月8日にアルゴンヌ国立研究所に納入されました。
その後20ヶ月かけて、ソレノイドは核分光計に改造され、ATLASビームラインに接続されました。最初の安定したビームは、2008年8月12日火曜日の13時29分にHELIOSターゲット領域に調整されました。この最初の試運転測定では、分光計の性能を評価するために、よく知られている核反応28Si ( d , p )を逆運動学で研究しました。
HELIOSの放射性イオンビームの試運転は2009年3月初旬に行われた。これはHELIOSで行われた2回目の測定であり、HELIOSを使用して実施された最初の実際の「実験」と考えられている。[ 3 ]