Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...
Национальная Академия Наук Украины

Национальная Академия Наук Украины

Институт ядерных исследований

Пирнак Валерий Николаевич

УДК 539.172.17

РАССЕЯНИЯ И РЕАКЦИИ ПЕРЕДАЧИ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

ЯДЕР 6Li, 7Li с ядрами 2H, 14C и 14N

01.04.16 физика ядра и элементарных частиц и высоких энергий

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата физико-математических наук

Киев 2004

Актуальность темы исследования.

Работа выполнена в Институте ядерных исследований НАН Украины,. Киев.

Научный руководитель: | доктор физико-математических наук, профессор
РУДЧИК Адам Тихонович,
Институт ядерных исследований НАН Украины,
заведующий отделом физики тяжелых ионов.

Официальные оппоненты: | доктор физико-математических наук,

старший научный сотрудник
СТЕШЕНКО Иосифович,
Институт теоретической физики НАН Украины,
ведущий научный сотрудник;

кандидат физико-математических наук,
старший научный сотрудник
Павленко Юрий Николаевич
Институт ядерных исследований НАН Украины,
заведующий отделом ядерных реакций.

Ведущая организация: | Харьковский национальный университет
им. В.Н. Каразина.

Защита состоится "18" февраля 2004 года в 1415 часов на заседании диссертационного совета Д26.167.01 при Институте ядерных исследований НАН Украины по адресу: 03680, г.. Киев-28, пр. Науки, 47.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института ядерных исследований НАН Украины.

Автореферат разослан "16" января 2004 года.

Ученый секретарь
диссертационного совета
кандидат физико-математических наук

 | Осташко В.В..

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Ядерные реакции является одним из основных методов исследования структуры ядер, свойств ядерных сил и механизмов ядерных процессов. Несмотря на более полувековую интенсивнуюдеятельность мировых ядерных исследовательских центров, наши знания о ядерных явления остаются весьма ограниченными как в экспериментальном, так и теоретическом отношениях. Для дальнейшего развития теории ядра и ядерных процессов необходимы экспериментальные данные в значительной энергетическом интервале для широкой области ядер, включая нестабильные протонно- и нейтроннодефицитни ядра так называемые экзотические ядра. Такие данные известны только для незначительного числа экзотических ядер. Даже для значительного числа короткоживущих ядер с нормальными нейтронно-протонными отношениями экспериментальные данные либо отсутствуют, либо ограничены узкими энергетическими диапазонами. Поэтому пополнение баз экспериментальных данных ядерных процессов при различных энергиях для широкой области ядер остается одной из основных актуальных задач ядерной физики. В данной работе это сделано для отдельных ядерных процессов с участием ядер 6Li и 7Li.

Кроме получения новых экспериментальных данных, актуальным в ядерной физике также комплексное исследование ядерных процессов, учитывая существование тесной н связи между структурой ядер силами ядерного взаимодействия, механизмами и взаимозависимостью ядерных процессов (н связь каналов реакций). Этот подход реализовался в данной работе при исследовании одно- и двухступенчатых механизмов реакций 6Li (d, 6Li) d, 6Li (d, 7Li) p, 6Li (d, 7Be) n и 6Li (d, 6Li при энергии дейтронов Ed = 50 МэВ [1], упругого и неупругого рассеяния 7Li (14N, 14N) 7Li и реакций 7Li (14N, 15N) 6Li, 7Li (14N, 7Li) 14N, 7Li (14N, & nbsp ; 6Li) 15N при энергии Елаб. (14N) = 110 МэВ [3], а также реакции перезарядки 14С (6Li, 6He) 14N при энергии Елаб. (6Li) = 93 МэВ [2].

Данная работа была нацелена на исследование проявления особенностей структуры ядер 6Li и 7Li в различных ядерных процессах, получение новых экспериментальных данных для вышеуказанных реакций и комплексный анализ этих данных в рамках современных ядерных моделей.

Св Связь работы с научными программами, планами, темами. диссертационнаяработа выполнена в Институте ядерных исследований НАН Украины в соответствии с тематическими планами Отдела физики тяжелых ионов ИЯИ НАН Украины:

1. Многоступенчатые процессы при столкновении легких ядер (1996 2000).

2. Исследование ядерных систем с нестабильными и радиоактивными ядрами (2001 2003).

Mета и задачи исследования. Целью данной работы было:

- комплексное экспериментальное исследование ядерных процессов с участием ядер 6Li и 7Li;

- комплексный анализ всей совокупности экспериментальных данных в рамках метода н связанных каналов реакций (МЗКР) для обеспечения максимально возможной однозначности в параметризации основных характеристик ядер, оптического потенциала ядро-ядерного взаимодействия и механизмов ядерных процессов;

- установление энергетической зависимости параметров оптического потенциала рассеяния ядер 6,7Li 14N с использованием экспериментальных данных упругого рассеяния этих ядер при энергиях Ес.ц.м. 85 7 МэВ, 10-12 ];

- исследование проявления особенностей структуры ядер 6Li и 7Li в различных процессах с их участием.

Задачами данной работы было:

- получение дифференциальных сечений реакций 6Li (d, 6Li) d, 6Li (d, 7Li) p и 6Li (d, 7Be) n при энергии Еd = 50 МэВ;

- получение дифференциальных сечений упругого и неупругого рассеяния ионов 14N ядрами 7Li и реакций 7Li (14N, 15N) 6Li, 7Li (14N, 7Li) 14N и 7Li (14N, 6Li) 15N при энергии Елаб. (14N) = 110 МэВ в широком диапазоне углов;

- измерение дифференциальных сечений реакции перезарядки 14С (6Li, 6He) 14N при энергии Елаб. (6Li) = 93 МэВ;

- комплексный анализ полученной совокупности экспериментальных данных в рамках МЗКР и оптической модели (ОМ).

Научная новизна полученных результатов. В диссертационной работе впервые получены экспериментальные данные для дифференциальных сечений

а) реакций 6Li (d, 6Li) d, 6Li (d, 7Li) p и 6Li (d, 7Be) n при энергии Еd = 50 МэВ;

б) упругого и неупругого рассеяния ионов 14N ядрами 7Li и реакции 7Li (14N, 15N) 6Li при энергии Елаб. (14N) = 110 МэВ;

в) реакции перезарядки 14С (6Li, 6He) 14N при энергии Елаб. (6Li) = 93 МэВ.

Впервые выполнено комплексный анализ экспериментальных данных вышеупомянутых процессов с МЗКР и установлено, что

- в реакциях 6Li (d, 6Li) d, 6Li (d, 7Li) p и 6Li (d, 7Be) n при энергии Еd = 50 МэВ, кроме передачи багатонуклонних кластеров, заметную роль играют двухступенчатые передачи нуклонов и кластеров;

- в упругом рассеянии ядер 14N + 7Li при энергии Елаб. (14N) = 110 МэВ на большие углы значительный вклад вносит процесс реориентации ядра 7Li, а реакции одно- и двухступенчатых передач не играют заметной роли;

- в реакции перезарядки 14С (6Li, 6He) 14N прямые процессы мезонного обмена важны только в узком диапазоне малых углов, а на углах с.ц.м. & Gt; 30o важную роль играют двухступенчатые передачи нуклонов.

Практическое значение полученных результатов. Полученные в данной работе экспериментальные данные для рассеяния и реакций является экспериментальной основой проверки моделей структуры ядра и ядерных реакций, а также могут использоваться в ядерных технологиях.

Личный вклад соискателя. Автор диссертации играл определяющую роль в подавляющем большинстве этапов выполнения исследовательских работ, составляющих предмет диссертации. В частности,

1. В работах [1, , ], где содержатся результаты исследований реакций 6Li (d, 6Li) d, 6Li (d, 7Li) p и 6Li (d, 7Be) n при энергии Еd = 50 МэВ, диссертант принимал участие в обработке и анализе энергетических спектров, получении дифференциальных сечений и теоретической интерпретации их, а также в подготовке работ к печати.

2. В исследовании упругого и неупругого рассеяния ионов 14N ядрами 7Li и реакции 7Li (14N, 15N) 6Li при энергии Елаб. (14N) = 110 МэВ [3] диссертант самостоятельно получил дифференциальные сечения на базе накопленной в комп Ютери несортированной спектрометрической информации, выполнил комплексный анализ экспериментальных данных по ОМ и МЗКР и принимал активное участие в подготовке статьи к печати.

3. В исследовании реакции 14С (6Li, 6He) 14N при энергии Елаб. (6Li) = 93 МэВ [2, , ] диссертант принимал активное участие на всех этапах исследования (эксперимент, получение экспериментальных данных и их теоретическая интерпретация), также в подготовке работ к печати.

Апробация результатов диссертации. Материалы диссертации докладывались на Международных конференциях по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра в 1994 и 1995 годах, на Международных конференциях по ядерной физике в 1995 и 1998 годах, на научных конференциях ИЯИ НАН Украины (1997, 1999); на научных семинарах ИЯИ НАН Украины, Института ядерной физики им. Г. Неводничанського (Краков, Польша) и Института ядерных исследований им. А. Солтана (Варшава, Польша).

Публикации. Основное содержание диссертации изложены в 9 публикациях, из них три в ведущем международном журнале по ядерной физике Nuclear Physics A. Список публикаций представлен в конце автореферата.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 136 источников и приложения. Работа содержит 131 страницу основного текста и 12 страниц приложения, 58 иллюстраций, 9 таблиц в основном тексте и 20 таблиц в приложении.

содержание работы

Во введении отражены актуальность темы, цели и задачи работы, новизну и практическую ценность полученных результатов, н связь с научными программами ИЯИ НАН Украины и личный вклад диссертанта.

Первый раздел посвящен описанию экспериментальных установок и методик на циклотронах В-240 ИЯИ НАН Украины и В-150 Российского исследовательского центра "Институт Курчатова», на которых проводились эксперименты. Измерения дифференциальных сечений рассеяния и реакций 6Li (d, X) и 7Li (14N, Х) при энергиях Еd = 50 МэВ и Елаб. (14N)= 110 МэВ (У-240) выполнялись с помощью Е-Е-спектрометров с кремниевыми детекторами, а сечения реакции 14С (6Li, 6He) 14N при энергии Елаб. (6Li) = 93 МэВ (У-150) измерялись кремниевыми Е1- Е2-Е-спектрометрами. Приведены схемы реакционных камер, геометрии экспериментов и блок схемы электронных систем измерений, а также образцы типовых Е Е, Е 2 и Е-спектров продуктов реакций.

Методики обеспечивали надежную идентификацию продуктов реакций с их зарядом, о чем свидетельствуют двумерные спектры, и по кинетической энергией продуктов реакций для отдельных состояний ядер, указанных на рисунках Е-спектров. Методики сделали измерения дифференциальных сечений ядерных процессов с угловой разрешающей способностью лаб. & Lt; 0,5o. Минимальное энергетическое разделение ограничивалось разбросом энергии в пучках ионов на мишени, не превышал 0,5

В экспериментах использовались напилена на никелевых основу соединение LiF с обогащением изотопом 6Li (мишень 6Li), самопидтримна пленка природного лития (мишень 7Li с 92,5вмистом 7Li), а также самопидтримна мишень 14С с обогащением изотопом 14С. < / p>

Описаны алгоритмы комплекса разработанных автором программ для первичной обработки спектрометрической информации, анализа энергетических спектров и вычисления дифференциальных сечений ядерных процессов.

Во втором разделе представлены сведения о экспериментальные условия измерения дифференциальных сечений ядерных процессов, приведены экспериментальные данные и их погрешности. Представлены образцы типовых одномерных Е-спектров продуктов реакций.

В графическом виде приведены новые экспериментальные данные дифференциальных сечений

1) упругого рассеяния 6Li (d, 6Li и реакций 6Li (d, 7Li) p и 6Li (d, 7Be) n при энергии Еd = 50 МэВ для переходов в основные состояния ядер 6Li, 7Li и 7Be и на уровне 0,478 МэВ / 2) ядра 7Li и 0,429 МэВ / 2) ядра 7Be (неразделенные в эксперименте с основными состояниями этих ядер) (3 угловые расдели)

2) упругого и неупругого рассеяния ядер 14N 7Li при энергии Елаб. (14N) = 110 МэВ для переходов в основные состояния ядер 14N и 7Li и на уровне 3,95 МэВ +) 4,92 МеВ-) + 5,11 МеВ-) 6,204 МэВ +) + 6,444 МэВ +) и 7,967 МеВ-) ядра 14N и на уровне 0,478 МэВ / 2) 4,63 МэВ / 2) 6,68 МэВ / 2) (неразделенные с соответствующими состояниями ядра 14N) и 7,467 МэВ / 2) ядра 7Li (5 угловых распределений)

3) реакции 7Li (14N, 15N) 6Li при энергии Елаб. (14N) = 110 МэВ для переходов в основные состояния ядер 15N и 6Li (1 угловое распределение)

4) реакции перезарядки 14C (6Li, 6Нe) 14N при энергии Eлаб. (6Li) = 93 МэВ для переходов в основные состояния ядер 6Нe и 14N и на уровне 2,31 МэВ +, ) 3,95 МэВ +) 4,92 МеВ-) + 5,11 МеВ-) 5,69 МеВ-) + 5,83 МеВ-) 7,03 МэВ +) и 8,49 МеВ-) ядра 14N (7 угловых распределений).

Экспериментальные дифференциальные сечения с соответствующими теоретическими сечениями показано на рис. & Nbsp; 11.

В третьем разделе представлены результаты анализа экспериментальных данных по оптической модели (ОМ) и методом н связанных каналов реакций (МЗКР). В теоретических расчетах для входных и выходных каналов реакций и рассеяния использовались оптические потенциалы Вудса-Саксона и кулоновские потенциалы равномерно заряженного шара. Спектроскопические амплитуды нуклонов и кластеров было вычислено в рамках трансляционные-инвариантной модели оболочек (ТИМО).

Дифференциальные сечения упругого рассеяния дейтронов ядрами 6Li при энергии Ed = 50 МэВ [1] показано на рис. & Nbsp ;. Видно, что потенциальное рассеяние (кривая & lt; el & gt;) не описывает данные на больших углах. Удовлетворительное описание экспериментальных данных достигается МЗКР-сечениями (кривая) с учетом передачи -кластера (кривая & lt; & gt;) и двухступенчатых передач dtpта n 3He (кривая ts когерентная сумма передач), которые играют важную роль только на больших углах.

С аналезет данных упругого рассеяния ядер 6Liотримано набор параметров оптического потенциала взаимодействия этих ядер: V = 81,1 МэВ, rv = 0,672 фм, av = 0,622 фм, WD = 10,8 МэВ (поверхностное поглощение) , rw = 0,666 фм, aw = 0,738 фм, rc = 0,768 фм. |

Рис. & Nbsp;. & Nbsp; Дифференциальные сечения упругого рассеяния дейтронов ядрами 6Li при энергии Еd = 50 МэВ. Кривые МЗКР-сечения передачи кластера (кривая & lt; & gt;) и потенциального рассеяния (кривая & lt; el & gt;). Кривая ts - когерентная сумма сечений двух- ступенчатых передач, кривая - когерентная сумма сечений всех процессов.

Дифференциальные сечения реакции 6Li (d, 7Li) p при энергии Ed = 50 МэВ для перехода в основной и первый возбужденное состояние 0,478 МэВ / 2) ядра 7Li (неразделенные в эксперименте) [1] показано на рис. & nbsp ;. Кривые _МЗКР-сечения передач нейтрона и кластеров 5 Не, d t, t d, + n для основного состояния ядра 7Li (кривая gs когерентная сумма сечений этих процессов) и возбужденного 0,478 МэВ / 2) состояния ядра 7Li (кривая ). В МЗКР-расчетах для входного канала реакции 6Li (d, 7Li) p использовался оптический потенциал с набором параметров, полученным при анализе упругого рассеяния дейтронов ядрами 6Li, а для выходного канала оптический потенциал рассеяния протонов ядрами 7Li были взяты из литературы.

Видно, что некогерентного сумма МЗКР-сечений для основного и первого возбужденного состояний ядра 7Li удовлетворительно описывает экспериментальные данные. |

Рис. & Nbsp;. & Nbsp; Дифференциальные сечения реакции 6Li (d,

Загрузка...

Страницы: 1 2 3