Введение к работе
Актуальность темы. Одним из основных вопросов ядерной физики . остается установление структуры ядер. Надежную информацию о структуре ядер возможно извлекать из ядерных реакций при условии определения механизма взаимодействия. Выбор в качества инициирующей частицы Ії-мезона в исследовании ядерных реакций дает ряд преимуществ, связанных как с разнообразием взаимодействия (рассеяние, поглощение, перезарядка), так и избирательной чувствительностью к изотопическому coot^tv-o нуклонов в энергетической области, близкой к резонансам. Новые экспериментальные возможности в пион-ядерноЯ физике появились с пуском новых ускорітельпнх комплексов (так па-знваеснх "шзошшх фабрик"). Однако многочисленные эксперименты по изучении пион-ядерных реакций выполнены с геометрическими ограниченной. Результаты, полученные радиохимическими, гамма-спектро-скопическиш методами, а такие по методике совпадений и полной гоо-штран-часто противоречивы, особенно для реакций поглощения пионов. Достоверную информацию о механизме взаимодействия быстрых пионов можно получить в результате анализа данных из экспериментов в полной геометрии. Использование метода ядерных эмульсий способствует решению этой актуальной задачи.
Налью работы являлось: комплексное теоретическое и экспериментальное исследование процессов ядерного поглощения и неупрутого рассеяния пионов при энергии 170 МэВ ядрами Ag и Вг; установление основных механизмов взаимодействия; выделение квазидейтронного и двухнуклонного механизмов взаимодействия и оценка их вкладов в общее сечение.
Научная новизну. В результате проделанной работы впервые выполнено:
а) всестороннее исследование реакций поглощения и неупругого
рассеяния пионов ядрами в энергетической области (3,3) резонанса;
б) получены интегральные сечения поглощения ІҐ-мезонов ядрами
с, я, о и Ag, Вг, а также выходы быстрых (энергия более 25 МэВ)
заряженных частиц, их энергетические и угловые распределения;
в) в полной геометрии изучены отдельные реакции ( "її, 2рх),
( її, рх), ( її, pFx), где f = d, t, не,на ядрах Ag, Вг; '
г) произведена модификация оптико-каскадной модели (МОКМ) ядер
ных реакций с использованием реалистического пион-ядерного потен
циала;
д) в рамках МОКМ выполнены расчеты функций возбуждения погло
щения и неупругого рассеяния, дифференциальных характеристик ряда
реакций;
е) осуществлены расчеты экспериментальных распределения в ка
налах квазисвободного взаимодействия по полюсным диаграммам в дис
персионное теории пряных ядерных реакций и определены вклады соот
ветствующих механизмов в сечение реакций.
Научная и практическая ценность работы. Результаты данной работы могут быть использованы в фундаментальных исследованиях для построения последовательной теории ядра и пион-ядерных реакций, при планировании и проведении экспериментов на мезонних фабриках. Экспериментальные данные по выходам, массовому и энергетическим спектрам, а также углам испущенных частиц, разработанная модель взаимодействий дат возможность вычислять пространственные распределения доз облучения в средах различного компонентного состава я могут использоваться цри определении биологической защиты и других областях вычислительной и прикладной физики.
Результат, Предстадддеще m ,ШйТЖ. На защиту выносятся следующие основные результаты и положения.
-
Интегральные сечения реакций захвата и неупругого рассеяния 1Г+ и 1Г -мезонов с энергией 170 МэВ ядрами с, к, о а Ag, Вт.
-
Интегральные сечения, энергетические и угловые характеристики продуктов каналов (ff*, рх), СЇҐ+, 2рх), (1Г*, Рх), (ff*, рРзс) на ядрах же, Вт.
-
Сечения реакций (Т.її'гр ), С"*, Зр). (^1. Я* рп). (Ті*, Ті*- н*), дифференциальные распределения вторичных частиц.
-
Реалистический пион-ядерный потенциал и результаты расчетов интегральных сечений и дифференциальных характеристик реакций в модифицированной оптико-каскадной модели.
-
Расчеты кинематичеоких характеристик реакций в модели ква-ансвободного взаимодействия по полюоным диаграммам.
-
Показано, что вся совокупность экспериментального материала по взаимодействию 1Г1 -мезонов о ядрами As, Вг укладывается в рамка модели многоступенчатого механизма реакций, включающей:
-
- взаимодействие пионов в начальном состоянии типа рассеяния ал перезарядки (Ш);
-
- поглощение пиона о эмиссией первичных нуклонов;
-
- взаимодействие первичных нуклонов в конечном состоянии (перезарядка, парерассеяние, подхват), ведущее к образованию вторичных нуклонов или сложных частиц (fsi);
-
- снятие возбуждения остаточным ядром, путем испарения частиц.
-
Множественность взаимодействий пионов в начальном состоянии возрастает с п » 1,3 до n = 1,7 с увеличением атомного номера ядра мишеші от А— 14 до А - 94. Показано, что поглощение пионов ядрами происходит в результате двухнуклонного захвата в многоступенчатом механизме.
-
Вклад квазидейтронного поглощения 1Ґ-иезонов ядрами Ag, Вт в общее сечение без взаимодействия нуклонов в конечном состоянии составляет ~ 12%, двухнуклонного ^ 4С#.
-
Шстрые фрагменты в реакциях {ЇЇ*, їх), где F =d, t, ti«, выход которых составляет порядка 11%, образуются при двухнуклонном поглощении пионов с последующим подхватом нуклошшх ассоциаций при взаимодействии в конечном состоянии.
-
В реакциях ( ЇЇ*, Зр ), ( ЇЇ* ,11" 2р ) доминирует двухступенчатый механизм о начальным (7Г, 1Т*р) рассеянием.
-
Реакция {ЇЇ ,ЇЇ рп) на ядрах Ag, Br независимо от знака мезона происходят в результате неупругого рассеяния пионов на одиночных нуклонах с последующим испарением возбужденным ядром второго нуклона.
-
Реакция (ТГДн*) на ядрах Ag, Br протекает путем прямого выбивания Не из ядер.
7. Расчеты по МОКМ удовлетворительно описывают сечения поглощения и ноупругого взаимодействия її1 -мезонов с легкими и тяжелыми ядрами фотоэмульсин в широком интервале энергий в том числе вблизи (3,3) резонанса.
Апробация работы и публикации,. Основные результаты диссертационной работы докладывались на 35-40 Всесоюзных совещаниях по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра 1985-1990 гг., 5-7 Всесоюзных семинарах по точным измерениям в ядерной спектроскопия (1984, 1986, 1983 гг.) на 4 Всесоюзном оеминаре "Программа экспериментальных исследований на иезонной фабрике ИЯИ АН СССР (Звенигород, 1984 г.).
По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения. Работа изложена на 120 страницах, включая 80 листов машинописного текста, 14 таблиц, 38 рисунков и списка литературы, содержащего 106 наименований.
