本文選題：反應(yīng)總截面　切入點(diǎn)：中子密度分布　出處：《中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所)》2017年博士論文

【摘要】：原子核的半徑和密度分布是原子核非常重要的基本特性。原子核半徑以及密度分布對(duì)于理解原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及驗(yàn)證描述原子核的理論模型都具有非常重要的意義。對(duì)原子核均方根半徑的研究可以有效地促進(jìn)手征核子-核子相互作用和三體核力、奇偶效應(yīng)相關(guān)理論、平均場(chǎng)理論以及動(dòng)力學(xué)模型等的研究。精確測(cè)量原子核的半徑以及密度分布,特別是豐中子原子核的中子密度分布,不僅可以為確定中子皮和中子暈結(jié)構(gòu)提供有力的實(shí)驗(yàn)證據(jù),還可以為原子核性質(zhì)及核物質(zhì)狀態(tài)方程提供可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)上通過(guò)對(duì)反應(yīng)總截面(σR)、相互作用截面(σI)和電荷改變截面(σcc)的測(cè)量,結(jié)合理論計(jì)算來(lái)提取核半徑與核密度分布。由于高能區(qū)的反應(yīng)總截面對(duì)核的均方根半徑敏感,而中低能區(qū)的反應(yīng)總截面對(duì)核的稀薄外層的結(jié)構(gòu)信息更加敏感,因而要確定豐中子核素中子密度分布需要精確測(cè)量其低能區(qū)的反應(yīng)總截面。目前測(cè)量核反應(yīng)總截面與核相互作用截面的常用方法有束流透射法(也叫束流衰減法)、彈性散射角分布測(cè)量法、Si堆棧望遠(yuǎn)鏡法和4π-γ符合法。現(xiàn)有的碳同位素與C靶反應(yīng)總截面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)主要集中在高能區(qū),較少的中低能區(qū)的數(shù)據(jù)也由于誤差較大,提取的中子密度分布仍有很大的不確定性。本論文實(shí)驗(yàn)是和Tanihata研究小組合作,在日本大阪大學(xué)核物理研究中心的EN course終端完成的。實(shí)驗(yàn)中利用EN course產(chǎn)生了45MeV/nucleon的9-12Be、8,10-15B和10-18C核素用來(lái)轟擊12C靶,利用束流穿透法測(cè)量了9-12Be、8,10-15B和10-18C在C靶上的反應(yīng)總截面。本論文從實(shí)驗(yàn)上得到了10-17C的反應(yīng)總截面,并結(jié)合現(xiàn)有的C同位素反應(yīng)總截面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),利用Glauber模型提取了這些同位素的中子密度分布。本論文實(shí)驗(yàn)中,反應(yīng)靶前利用ΔE-TOF-Bρ方法對(duì)入射粒子進(jìn)行鑒別,在反應(yīng)靶后利用多重采用電離室(MUSIC)和NaI(Tl)探測(cè)器組成ΔE-E望遠(yuǎn)鏡探測(cè)系統(tǒng),用來(lái)探測(cè)并鑒別靶后的粒子。通過(guò)數(shù)據(jù)分析得到10-17C與12C靶的反應(yīng)總截面分別為1073±19 mb,1107±13 mb(37MeV/nucleon),1137±14 mb,1258±63 mb,1242±20 mb,1603±72 mb,1284±32 mb和1317±21 mb。在Glauber模型計(jì)算中,根據(jù)已知的12C密度分布確定了模型中相互作用范圍參數(shù)r0隨入射能量的變化關(guān)系。其他C同位素的中子密度分布則根據(jù)該核素不同入射能量的反應(yīng)總截面得到,它們的中子和物質(zhì)的均方根半徑由提取的密度分布計(jì)算所得。
[Abstract]:The radius and density distribution of the nucleus are very important basic properties of the nucleus.The nuclear radius and density distribution are very important to understand the inner structure of the nucleus and to verify the theoretical model of describing the nucleus.The study of the root-mean-square radius of nucleus can effectively promote the study of chiral nucleon-nucleon interaction and three-body nuclear force, the theory of odd-even effect, the mean field theory and the kinetic model.The accurate measurement of the radius and density distribution of the nucleus, especially the neutron density distribution of the neutron rich nucleus, can not only provide experimental evidence for determining the structure of the neutron skin and the neutron halo,It can also provide reliable experimental data for nuclear properties and equation of state of nuclear matter.The distribution of nuclear radius and density is extracted by measuring the total reaction cross section (蟽 Rn), interaction cross section (蟽 I) and charge change cross section (蟽 cc).Because the total cross section of the high energy region is sensitive to the root mean square radius of the nucleus, the total cross section of the middle and low energy region is more sensitive to the structural information of the thin outer layer of the nucleus.Therefore, to determine the neutron density distribution of neutron rich nuclide, it is necessary to accurately measure the total cross section of the reaction in the low energy region of neutron rich nuclide.At present, the commonly used methods for measuring the total cross section of nuclear reaction and nuclear interaction cross section are beam transmission method (also called beam attenuation method), elastic scattering angle distribution measurement method, Si stack telescope method and 4 蟺-緯 coincidence method.The existing experimental data points of total cross section of carbon isotope reaction with C target are mainly concentrated in the high energy region, and there is still a great uncertainty in the neutron density distribution of the extracted neutron because of the large error in the middle and low energy region.The experiment was carried out at en course terminal at the center of nuclear physics of Osaka University, Japan, in cooperation with Tanihata research team.In the experiment, en course was used to produce 9-12Bean810-15B and 10-18C nuclides of 45MeV/nucleon for bombarding 12C target. The total cross sections of 9-12Bean810-15B and 10-18C reaction on C target were measured by beam penetration method.In this paper, the total cross sections of 10 ~ (-17) C reaction are obtained experimentally, and the neutron density distributions of these isotopes are extracted by using the Glauber model combined with the available experimental data of the total cross sections of C isotopic reactions.In this paper, the 螖 E-TOF-B 蟻 method is used to identify the incident particles in front of the reaction target. After the reaction, the 螖 E-E telescope detection system is composed of multiple ionization chamber (MUSIC) and NaIK Tl detectors, which are used to detect and identify the particles after the target.The total cross sections of 10-17C and 12C target were 1073 鹵19 mbN, 1107 鹵13 mbU, 37 MeV / nucleon, 1137 鹵14 mbN, 1258 鹵63 mbN, 1242 鹵20 mbC, 1603 鹵72 mbN, 1284 鹵32 mb and 1317 鹵21 mbmb. respectively.In the calculation of Glauber model, according to the known density distribution of 12C, the relation of the interaction range parameter r0 with incident energy is determined.The neutron density distribution of other C isotopes is obtained according to the total cross sections of the reaction of the nuclides with different incident energies. The RMS radii of their neutrons and matter are calculated from the extracted density distributions.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O571

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本文編號(hào)：1714632