發(fā)布時間：2020-08-07 12:11

【摘要】：集團(tuán)化是核多體系統(tǒng)中的一個重要現(xiàn)象。集團(tuán)化現(xiàn)象是由原子核內(nèi)集團(tuán)動力學(xué)和平均場動力學(xué)共同作用的結(jié)果。近幾十年來,對核結(jié)構(gòu)及其反應(yīng)機(jī)理的研究,尤其是對豐中子核和奇異弱束縛核的研究極大地促進(jìn)了人們對原子核集團(tuán)結(jié)構(gòu)研究的興趣。由于弱束縛核獨(dú)特的量子多體性質(zhì),比如暈結(jié)構(gòu)和集團(tuán)結(jié)構(gòu),對原子核集團(tuán)結(jié)構(gòu)性質(zhì)的研究吸引了廣泛地關(guān)注。本文通過研究弱束縛核9Li在Pb靶上的破裂反應(yīng)實(shí)驗(yàn),首次觀測到了9Li共振態(tài)的6He+t集團(tuán)結(jié)構(gòu),這對研究這類弱束縛核性質(zhì)具有非常重要的意義。我們通過對本次實(shí)驗(yàn)的分析,得到了峰位在9.8 Me V的一個寬共振峰,基于角關(guān)聯(lián)分析得到的軌道角動量L=1,并通過CDCC(continuum discretized coupled channel)和GCM(generator coordinate method)計算確定了這個9Li的6He+t的集團(tuán)結(jié)構(gòu)共振態(tài)的自旋宇稱為3/2—。通過MD(multipole-decomposition)分析得到一個與典型的單粒子單極躍遷強(qiáng)度相當(dāng)?shù)耐恍龢?biāo)量單極躍遷強(qiáng)度,證明了9Li在激發(fā)能為9.8 MeV處的6He+t集團(tuán)結(jié)構(gòu)的存在。本次實(shí)驗(yàn)是2014年7月在蘭州放射性束流線(RIBLL)實(shí)驗(yàn)終端上完成的,通過能量為53.7 MeV/u的12C主束流與初級Be靶發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生次級碎片,經(jīng)過RIBLL選擇,我們得到了32.7 MeV/nucleon的9Li次級束。次級束流粒子由ΔE-TOF-Bρ方法辨別出來,并通過次級靶前的三塊PPAC來檢測次級束流的徑跡以及得到在靶平面上的位置和束流方向。次級束9Li與厚度為526.9mg/cm2的天然Pb次級靶發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)物由一套放置在靶后覆蓋θ角從0o至10o的ΔE-E望遠(yuǎn)鏡陣列測量并辨別。我們選擇了9Li破裂成6He+t的兩關(guān)聯(lián)事件,并基于不變質(zhì)量方法對這些事件進(jìn)行重構(gòu)得到了9Li的激發(fā)能譜,通過雙高斯擬合我們發(fā)現(xiàn)了能量在9.8±0.2MeV和12.5±0.5 MeV的兩個峰。為了研究9Li共振態(tài)的衰變性質(zhì)及可能的集團(tuán)結(jié)構(gòu),我們對在9.8±0.2 MeV處的峰進(jìn)行了Breit-Wigner型共振擬合,得到了共振寬度為1.4±0.5 MeV。基于模型無關(guān)的角關(guān)聯(lián)分析方法,我們確定了第一個共振峰激發(fā)態(tài)的軌道角動量,即為L=1�？紤]到6He基態(tài)自旋宇稱為0+,而t基態(tài)的自旋宇稱為1/2—,因此9Li的6He+t集團(tuán)共振態(tài)的自旋宇稱為1/2—或3/2—。這與GCM計算結(jié)果一致,即第三個3/2—態(tài)和第二個1/2—態(tài)與第一個峰位(9.8 MeV)一致以及第二個5/2—態(tài)和第二個7/2—態(tài)與第二個峰位(12.5 MeV)一致。通過比較CDCC計算得到的各個分波微分破裂反應(yīng)截面相對能量分布得到了對應(yīng)于L=1的3/2—分波的截面分布明顯高于其他分波的截面,且其峰位在相對能量Erel=2.0 MeV處,并與實(shí)驗(yàn)得到的峰值在2.2 MeV處的峰非常的接近,以及與GCM預(yù)言的第三個3/2—對應(yīng)的相對能量一致。我們通過重構(gòu)得到了9Li在Pb靶上的非彈性散射微分截面角分布,并與CDCC計算得到的破裂反應(yīng)微分截面角分布進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)CDCC計算得到的微分截面角分布與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也符合得很好。實(shí)驗(yàn)上探究從基態(tài)到激發(fā)態(tài)的單極躍遷模式是研究輕原子核在臨界閾幾個MeV以上集團(tuán)結(jié)構(gòu)形成的一個重要方法。我們通過MD分析得到了約化同位旋標(biāo)量單極躍遷矩陣元M(IS0)的值為4.5±0.4fm2,這個不穩(wěn)定核9Li激發(fā)到3/2—態(tài)的同位旋標(biāo)量單極躍遷矩陣元,與典型的在12C、16O以及不穩(wěn)定核12Be等激發(fā)到集團(tuán)激發(fā)態(tài)的單極躍遷矩陣元相當(dāng)。另外,根據(jù)GCM關(guān)于9Li基于6He+t集團(tuán)圖像的計算結(jié)果顯示了一個值大約6 fm2的M(IS0),這與當(dāng)前從實(shí)驗(yàn)上提取的結(jié)果基本一致。總之,通過本次實(shí)驗(yàn)研究,我們得出了9Li在激發(fā)能為9.8 MeV處存在6He+t集團(tuán)結(jié)構(gòu)共振態(tài)。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O571
【圖文】：

圖 1.2 (1) Ikeda α-集團(tuán)臨界圖對豐中子核和奇異弱束縛核的研究極大地促進(jìn)了人們對原子核集團(tuán)結(jié)。由于弱束縛核獨(dú)特的量子多體性質(zhì)，像暈核[20]和集團(tuán)核，對原子性質(zhì)的研究吸引了世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注。更確切的說，在弱束縛核團(tuán)化過程可以形成兩中心和多中心的集團(tuán)圖像。這樣的結(jié)構(gòu)可以被分的概念所描述。價中子可以存在于分子軌道當(dāng)中，類似于價電子存在分子軌道當(dāng)中。對于在原子核中的情形，這些價中子可以使得不穩(wěn)定態(tài)變得穩(wěn)定。這些概念可以用來描述在原子核尺度內(nèi)集團(tuán)核芯之間交。例如，9Be 就有可能是由兩個 α 集團(tuán)核芯和一個價中子組成。值，不像在原子系統(tǒng)中那樣，在核系統(tǒng)中不會出現(xiàn)在漸進(jìn)中心有不同結(jié)中子。基于這種原子核多中心圖像的結(jié)構(gòu)很難用殼模型得到，即使是殼模型也很難很好地描述這類原子核。但是模型無關(guān)的像 AMD (Azed Molecular Dynamics)[21][22]這樣的方法可以很好地描述這種結(jié)構(gòu)實(shí)際上說明了分子集團(tuán)結(jié)構(gòu)的起源：核力被滲透在 α 集團(tuán)的自旋-同

圖 1.2 (2) 改進(jìn)的 Ikeda 臨界圖于豐中子集團(tuán)結(jié)構(gòu)，在理論和實(shí)驗(yàn)兩個方面都做了大量研究。這中在輕合區(qū)的原子核，像 Be 同位素、Li 同位素和 C 同位素等。的集團(tuán)結(jié)構(gòu)是一類新奇的結(jié)構(gòu)。這是由于在這類核中剩余中子在扮演了重要的角色。研究發(fā)現(xiàn)有兩類剩余中子的動力學(xué)過程。一圍繞集團(tuán)核芯的軌道運(yùn)動。另一類是剩余中子集團(tuán)化過程中形成結(jié)構(gòu)。剩余中子圍繞 α+α 核芯做分子軌道運(yùn)動的圖像能夠很好地的基態(tài)和低激發(fā)態(tài)[25]。基于分子軌道模型的研究有兩個代表性的兩中心殼模型[26]。另一個是 LCCO (linear combination of cluster[27]。Kanada-En’yo 和 Horiuchi[28][29]基于 模型無關(guān)的‖AMD 用和相似的波函數(shù)對 Be 同位素和 B 同位素的計算驗(yàn)證了分子軌道模圖 1.2 (3) 展示的是由 AMD 計算得到的在10Be、11Be 和12Be 中的本征態(tài)密度分布[22]。從此圖中可以直觀地看出集團(tuán)核中集團(tuán)化

學(xué)博士研究生學(xué)位論文9Li 集。在 Be 同位素當(dāng)中，大多數(shù)集團(tuán)態(tài)都有形變以及屬于特定的轉(zhuǎn)動帶，基于分子軌道圖像計算 Be 同位素的集團(tuán)結(jié)構(gòu)不同于穩(wěn)定核的集團(tuán)由于這種出現(xiàn)在 Be 同位素核中的價中子效應(yīng)不會出現(xiàn)在穩(wěn)定核中。集團(tuán)態(tài)可以被 He+He 型的臨界閾值深約束。剩余中子的吸引力可以約束�？傊�，價中子動力學(xué)的作用不僅可以用簡單的粘合效應(yīng)來提供團(tuán)的約束而且當(dāng)中子占據(jù) 軌道的時候有時可以加強(qiáng) α-α 的集團(tuán)。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 王鵬;~9Li結(jié)團(tuán)結(jié)構(gòu)的研究[D];西南大學(xué);2018年

本文編號：2783979