Rutenium-98 isotoopin tarkkuusmassamittaus JYFLTRAP Penningin loukulla - Nykänen, Tomi (2021)
Rutenium-98 isotoopin atomimassa on huonoiten tunnettu kaikista stabiileista isotoopeista. Sen ajankohtaisin taulukkoarvo perustuu 1960- ja 1970-luvuilla suoritettuihin mittauksiin, minkä seurauksena massaylijäämän arvo, (-88225 ± 6) keV, on jäänyt epätarkaksi. Rutenium-98 on niin kutsuttu p-isotooppi, jota tuotetaan astrofysikaalisen γ-prosessin kautta esimerkiksi supernovaräjähdyksissä. Kuten p-isotoopit yleensä, myös rutenium-98 on harvinainen isotooppi. Sen pitoisuus luonnon ruteniumista on vain 1,87%. Tässä pro gradu -tutkielmassa rutenium-98:n atomimassan tarkkuutta parannetaan mittaamalla se JYFLTRAP Penningin loukulla. Molybdeeni-98 (protoniluku Z=42) voi hajota kaksoisbeetahajoamisella Ru-98:ksi (Z=44). Molybdeeni-98 isotoopin massaylijäämä (-88115,98 ± 0,17) keV on jo hyvin tarkasti tunnettu. Tämän reaktion parempaan mallintamiseen tarvitaan tarkkaa Q-arvoa, joka voidaan määrittää JYFLTRAP Penningin loukulla erittäin tarkasti. Tässä työssä molybdeeni-98:aa hyödynnettiin myös referenssi-ionina. Lopputuloksena rutenium-98:n massaylijäämälle saatiin arvo (-88229,8 ± 0,3) keV ja atomimassaksi (97,9052814 ± 0,0000003) u, mikä sopii aiempiin mittaustuloksiin, mutta on huomattavan paljon tarkempi. Lisäksi laskin tätä tulosta hyödyntämällä uudet tarkemmat Q-arvot erilaisille Ru-98 isotooppiin liittyville reaktioille.