【摘要】：豐中子核素間的熔合反應(yīng)是解釋超暴現(xiàn)象C點(diǎn)火的重要機(jī)制。對(duì)于這種放射性束流實(shí)驗(yàn),傳統(tǒng)探測(cè)技術(shù)因?yàn)樾实投鵁o法達(dá)到天體物理能區(qū)截面測(cè)量的要求�；钚园屑夹g(shù)因?yàn)楦咛綔y(cè)效率的優(yōu)勢(shì)而開始代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)用來研究豐中子核素熔合反應(yīng)。本文通過使用Geant4模擬~(13)C+~(12)C的熔合反應(yīng)與彈性散射,來分析活性靶探測(cè)器的事件鑒別能力進(jìn)而討論其熔合截面最低能量極限。第一部分先采用美國阿貢實(shí)驗(yàn)室(Argonne National Laboratory,簡稱ANL)的多重采樣電離室(Multi-Sampling Ionization Chamber,簡稱MUSIC)讀出方法,在2×10~4 Pa的甲烷(CH_4)和入射粒子能量E_(cm)=13.6 MeV條件下研究時(shí)間投影室(Time Projection Chamber,簡稱TPC)中~(13)C+~(12)C體系的彈性散射和熔合反應(yīng)事件特征�？偨Y(jié)和發(fā)展四個(gè)鑒別彈性散射與熔合反應(yīng)事件的判據(jù):反應(yīng)點(diǎn)后射程,讀出平面雙重點(diǎn)火,峰后平臺(tái)以及電子漂移方向多重信號(hào)。本文分別探究了這些鑒別判據(jù)的作用范圍與局限性,并計(jì)算出彈性散射與熔合反應(yīng)事件的誤判率及其對(duì)應(yīng)的誤判截面。最后分析了10~4 Pa的氣壓和入射粒子能量E_(cm)=5.3 MeV時(shí)的TPC與MUSIC對(duì)彈性散射與熔合反應(yīng)事件的鑒別能力以及誤判截面對(duì)熔合截面測(cè)量的影響。第二部分介紹采用同樣讀出結(jié)構(gòu)的48路TPC對(duì)~(16)O+~(40)Ar熔合反應(yīng)的截面測(cè)量實(shí)驗(yàn),討論ANL小組所使用的MUSIC讀出方法對(duì)于入射粒子輕于靶粒子的反應(yīng)系統(tǒng)時(shí)的熔合反應(yīng)與彈性散射事例的鑒別能力。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院近代物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O571.5
【圖文】：

1.1.1 X 射線暴X 射線暴是研究中子星結(jié)構(gòu)的重要途徑，分為 I 型和 II 型[1]。其中大多數(shù)是 I 型 X 射線暴，特征是每一次爆發(fā)時(shí)光度會(huì)急劇地增加達(dá)到峰值后再緩慢下降。I 型 X 射線暴主要發(fā)生位于 LMXB（Low Mass X-Ray Binary）中。LMXB由一個(gè)致密天體（如中子星等）和一個(gè)伴星（如主序星或者紅巨星等）組成。當(dāng)伴星體積超出洛希瓣（在某天體洛希瓣范圍內(nèi)的物質(zhì)會(huì)受到此天體的引力作用作環(huán)繞運(yùn)動(dòng)）范圍之外，其外圍物質(zhì)會(huì)擺脫伴星的引力約束而被中子星吸引，如圖 1.1（左）。中子星將持續(xù)地吸積伴星上的氫和氦。這些被吸積的物質(zhì)在中子星強(qiáng)引力場(chǎng)中加速獲得很高的動(dòng)能，它們達(dá)到中子星表面，使得中子星表面溫度不斷升高，物質(zhì)密度持續(xù)增加，最終導(dǎo)致氫和氦通過熱 CNO（碳氮氧）循環(huán)與 3-α 反應(yīng)發(fā)生不可控的爆發(fā)性燃燒，中子星表面會(huì)在幾秒至十幾秒時(shí)間內(nèi)釋放高達(dá) 1039ergs 的能量（相當(dāng)于太陽 3 天內(nèi)發(fā)出光的能量）。

離子核反應(yīng)分類[12]離子核反應(yīng)使用半經(jīng)典模型描述，可以根據(jù)入射離子和 ρ 從大到小分為以下幾種（示意圖見圖 1.3）： 很大，即 ρ 大于入射離子與靶粒子半徑之和（R1+R2）力作用，只有庫侖力，只能發(fā)生彈性散射（盧瑟福散射激發(fā)）。 約等于 R1+R2，此時(shí)核力開始參與相互作用。發(fā)生了直反應(yīng)，電荷改變反應(yīng)等。 小于 R1+R2，此時(shí)核力的影響更大。兩個(gè)粒子間的反應(yīng)個(gè)階段被稱為深度非彈性散射。 遠(yuǎn)小于 R1+R2，兩個(gè)粒子在核力作用下形成一個(gè)復(fù)合核。此過程被稱為熔合反應(yīng)。

稱此過程為復(fù)合核的粒子蒸α 粒子和 γ 光子等，如質(zhì)心系能量 3 M離子之間有庫侖相互作用和原子核間的庫侖靜電勢(shì)與核力勢(shì)共同作用形成的，者疊加得到庫侖勢(shì)壘，如圖 1.4 所示。 Vb和 rb。原子核需要足夠的動(dòng)能克服合在一起。因此庫侖位壘決定了熔合截

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王東璽;賈會(huì)明;林承鍵;馬楠茹;孫立杰;潘敏;楊峰;徐新星;楊磊;張煥喬;;近壘及壘下能區(qū)~(32)S+~(154)Sm體系熔合反應(yīng)研究[J];中國原子能科學(xué)研究院年報(bào);2016年00期

2 劉祖華;阮明;張煥喬;楊峰;林承鍵;吳岳偉;;弱束縛彈核引起的部分熔合反應(yīng)[J];中國原子能科學(xué)研究院年報(bào);2005年00期

3 張立;冷熔合反應(yīng)合成超重元素的進(jìn)展[J];原子核物理評(píng)論;2001年02期

4 林承鍵,許謹(jǐn)誠,張煥喬,劉祖華,楊峰;~ (19)F+~(208)Pb“閾異�！焙腿酆戏磻�(yīng)異常之間的聯(lián)系[J];中國原子能科學(xué)研究院年報(bào);1998年00期

5 孫乾;上官丹驊;包景東;;五參數(shù)啞鈴模型中核熔合反應(yīng)的新奇不穩(wěn)定度[J];原子核物理評(píng)論;2014年01期

6 馮兆慶,張豐收,李文飛,靳根明;庫侖位壘附近熔合反應(yīng)的研究(英文)[J];高能物理與核物理;2005年01期

7 劉祖華;張煥喬;許謹(jǐn)誠;徐侃;呂俊;阮明;;壘下熔合反應(yīng)耦合道模型的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)[J];中國原子能科學(xué)研究院年報(bào);1990年00期

8 田俊龍;吳錫真;李祝霞;;熔合反應(yīng)中動(dòng)力學(xué)勢(shì)壘的研究[J];中國原子能科學(xué)研究院年報(bào);2005年00期

9 閻辰;用于測(cè)量熔合反應(yīng)產(chǎn)物的反沖質(zhì)量譜儀[J];物理;1983年08期

10 賈會(huì)明;林承鍵;楊磊;徐新星;馬南茹;孫立杰;楊峰;吳振東;張煥喬;劉祖華;王東璽;;一種分析熔合反應(yīng)中正Q值中子轉(zhuǎn)移道效應(yīng)的自洽方法[J];中國原子能科學(xué)研究院年報(bào);2015年00期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 王寧;;重離子熔合反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)核-核勢(shì)[A];全國第18次原子、原子核物理研討會(huì)暨全國近代物理研究會(huì)第十一屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

2 梁國照;鄭紀(jì)文;李光偉;白興平;馬駿;尹淑芝;;~(12)C+~(12)C全熔合反應(yīng)的研究[A];第五次核物理會(huì)議資料匯編（中冊(cè)）[C];1982年

3 劉祖華;;弱束縛彈核引起的熔合反應(yīng)[A];2005年全國核反應(yīng)會(huì)議論文摘要集[C];2005年

4 劉祖華;;重離子壘下熔合反應(yīng)研究新進(jìn)展[A];第八屆全國核物理會(huì)議文摘集（下冊(cè)）[C];1991年

5 賈會(huì)明;林承鍵;張煥喬;劉祖華;楊峰;徐新星;賈飛;吳振東;安廣朋;張春雷;喻寧;白春林;;利用背角準(zhǔn)彈散射抽取勢(shì)壘外部核勢(shì)的表面彌散參數(shù)[A];二00九全國核反應(yīng)會(huì)暨生物物理與核物理交叉前沿研討會(huì)論文摘要集[C];2009年

6 李劍峰;徐瑚珊;李文飛;左維;李君清;王楠;趙恩廣;;熔合反應(yīng)雙核系統(tǒng)核子交換驅(qū)動(dòng)勢(shì)[A];The Reaction of Unstable Nuclei--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];2002年

7 陳寶秋;馬中玉;;超重核結(jié)構(gòu)和熔合反應(yīng)(英文)[A];第十屆全國中高能核物理大會(huì)暨第五屆全國中高能核物理專題研討會(huì)論文摘要集[C];2004年

8 趙恩廣;周善貴;李君清;左維;王楠;;合成超重核的重離子熔合反應(yīng)與雙核模型[A];第十一屆全國中高能核物理大會(huì)暨第六屆全國中高能核物理專題研討會(huì)會(huì)議手冊(cè)[C];2006年

9 張煥喬;劉祖華;吳岳偉;林承鍵;楊峰;阮明;;~6Li+~(208)Pb的近壘熔合激發(fā)函數(shù)[A];The Reaction of Unstable Nuclei--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];2002年

10 賈會(huì)明;林承鍵;張煥喬;劉祖華;楊峰;徐新星;楊磊;包鵬飛;孫立杰;馬南茹;;近壘能區(qū)~(32)S+~(94)Zr熔合反應(yīng)研究[A];中國原子能科學(xué)研究院年報(bào) 2013[C];2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 劉敏;Skyrme能量密度泛函在核基態(tài)性質(zhì)的研究以及熔合反應(yīng)中的應(yīng)用[D];中國原子能科學(xué)研究院;2006年

2 田俊龍;重離子熔合反應(yīng)和強(qiáng)阻尼反應(yīng)的輸運(yùn)理論研究[D];中國原子能科學(xué)研究院;2007年

3 王兵;近庫侖位壘重離子熔合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的系統(tǒng)研究[D];鄭州大學(xué);2016年

4 王寧;量子分子動(dòng)力學(xué)模型的發(fā)展及其在低能重離子反應(yīng)中的應(yīng)用[D];中國原子能科學(xué)研究院;2003年

5 張進(jìn)娟;重離子熔合反應(yīng)中蒸發(fā)殘余截面的理論計(jì)算[D];南京大學(xué);2012年

6 蔣翔;重離子熔合、碎裂反應(yīng)的量子輸運(yùn)理論研究[D];北京師范大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 季煉程;活性靶探測(cè)器鑒別熔合反應(yīng)的研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院近代物理研究所);2018年

2 席宇榮;核勢(shì)對(duì)耦合道效應(yīng)影響的理論研究[D];遼寧師范大學(xué);2018年

3 秦玉嬌;重離子熔合反應(yīng)中穿透系數(shù)與有效質(zhì)量研究[D];廣西師范大學(xué);2013年

4 孫清;量子內(nèi)部多重反射法的理論探討和驗(yàn)證[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院近代物理研究所);2016年

5 姜永英;應(yīng)于量子分子動(dòng)力學(xué)模型研究核—核相互作用勢(shì)的動(dòng)力學(xué)效應(yīng)[D];廣西師范大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2771113