Введение к работе
Актуальность работы. Хорошо известно, что прямые ядерные реакции в частности, реакции срыва и подхвата нуклона в течение многих лет ляготся основным источником спектроскопической информации о ядре. Зычно анализ экспериментальных данных осуществляется в рамках (непринятого метода искаженных волн {МИВ) /1/, и в течение ительного времени не теряет своей актуальности проблема надежности влекаемой я этом анализе информации, в частности, спектроскопических кторов (СФ). МИВ в Борновском приближении дает четкое качественное нимание механизма реакции, однако получаемые при этом номенологические значения СФ часто существенно различаются для эных каналов реакции и разных энергий. Основная причина этого, как зестно, заключается либо в неоднозначности выбора геометрических заметров связанного состояния передаваемого нуклона, п также параметров гических потенциалов во входном и выходном каналах реакции, эеделягощих искаженные волны, либо в принципиальной неправомерности сближений МИВ. Разными авторами предпринимались многочисленные тытки устранения этих неоднозначностей /2/.
В основе подхода, используемого нами, лежит так называемый дбиннрованный метод /2/, включающий в МИВ элементы дисперсионной ірии. В рамках этого подхода в анализ по МИВ вводится информация о іриой вершинной константе (ВК) отделеіотя передаваемого нуклона, что іволяет корректно фиксировать вклад внешней области ядра в сечение кции. Как следует из комбинированного подхода, из анализа по МИВ :то поверхностной реакции извлекается ВК, а не СФ. Д\я извлечения дайны СФ необходимы в этом случае дополнительные данные, поскольку ;овной вклад в СФ дает внутренняя область ядра. Неопределенность в чениях ВК, обусловленная неоднозначностью в выборе параметров ических потенциалов во входном и выходном каналах реакции, а также метрических параметров потенциала, описывающего связанное состояние «даваемого нуклона, мала в силу поверхностного характера реакции.
Знание ВК имеет самостоятельное большое значение. Из
сопоставления феноменологических значений ВК с соответствующш микроскопическими расчетами /3/ могут быть сделаны выводы і адекватности используемых нуклон-нуклонных потенциалов. Через значен: ВК могут быть параметризованы величины сечений астрофизических ядерш реакций радиационного захвата при очень низких энергиях, где процесс сугубо периферийные.
Реакция (^He,d) может рассматриваться как надежное средст: определения ВК, поскольку сильное поглощение ионов -\fie и квазиупругос делают ее поверхностной. Для исследования подобных реакций в рамк комбинированного метода с целью определения ВК, СФ, а также степеї доминантности полюсного механизма передачи протона, необходимо име экспериментальные данные, измеренные в широком диапазоне углов, включ малые углы вылета, охватывающие главный пик в угловом расиределеии полученные с возможно меньшей ошибкой, что существенно влияет і точность анализа, а также при различных значениях энергии налетающі частиц.
Следует отметить, что в литературе практически отсутствовав экспериментальные данные, отвечающие всем перечисленным требованиям, связи с этим большую актуальность имеет проведение никла прецизионні измерений дифференциальных сечений ядерных реакций с цель последующего извлечения из них надежной спектроскопической информапі в рамках комбинированного метода анализа.
В настоящей работе ставилась задача проверки применимости реакці
(^He,d) для получения ВК отделения протона в рамках комбинированно,
метода, для чего необходимо было провести прецизионные измерения Д
реакции на нескольких легких ядрах.
Экспериментальная методика, которая позволила бы выполни подобные измерения, должна удовлетворять ряду определенных требовани Она должна обеспечивать возможность проводить измерения ДС в широке диапазоне углов рассеяния, включая малые углы (3 -4-10) выле регистрируемых частиц, гарантируя при этом достаточно высокую точное измерений (не хуже 6 -з- 7%). В связи с ростом загрузок в области маль углов рассеяния при работе на пучках двухэарядных ионов, а также в связи
ем, что циклотроны обычно работают с ненулевой скважностью, система істрации должна обладать высоким быстродействием. Помимо этого, ;дствие роста стоимости пучкового времени и его дефицита, указанная однка должна характеризоваться высокой надежностью получения данных, эрессиостъю настройки и простотой в обслуживании.
Для решения поставленной задачи было необходимо создать двумерную )ровую ДЕ«Е методику анализа, базирующуюся на современной ктронике и вычислительной технике, модернизировать существовавшую ее аналоговую методику, а также разработать программное обеспечение перимента и обработки экспериментальных данных с использованием ременных персональных компьютеров, включая адаптирование к ним іествующих программ теоретического анализа данных.
В соответствии с требованием получения экспериментальных данных в таточно широком диапазоне энергий требовалось осуществить измерения * реакции (3He,d) на ускорителях разных классов. Из полученных данных кко было затем отобрать пригодные для комбинированного анализа, жучить соответствующие ВК и СФ, сопоставить их значения при >личных энергиях, а также с результатами анализа литературных данных по «даче протона.
В результате проведенной работы была усовершенствована :периментальная установка, разработано программное обеспечение иоговои методики идентификации, а также создана методика цифровой 1-Е идентификации на базе компьютеров сначала серии СМ, а затем -МРСАТ.
абота посвятена созданию оригинальной экспериментальной методики гистрации и анализа спектров заряженных частиц - продуктов ядерных акций, проведению на ее базе цикла прецизионных измерений фферекциалькых сечений реакции (^НсЛ) на ядрах ^Вс, "В, ^N, "О, F в передней полусфере, включая ма\ые углы рассеяния ла$ й: 3е) при нескольких значениях энергии и анализу полученных спериментальных данных в рамках комбинированного метода.
Целыо работы является;
создание экспериментальной методики регистрации и анализа спектр заряженных частиц - продуктов ядерных реакций на базе современи электроники, вычислительной техники и оригинального программнс обеспечения;
получение экспериментальных данных по сечениям реакции (*Не,> на ряде легких ядер с ошибкой, не превышающей 6 + 7%, в углов диапазоне, включающем малые углы рассеяния (вла^ 2: 3), при нескольк значениях энергии;
- анализ экспериментальных дифференциальных сечений в рамк
комбинированного метода с целью получения надежной спектроскопическ
информации;
Научная новизна. Создана оригинальная методика регистрации анализа спектров заряженных частиц - продуктов ядерных реакций на бг персонального компьютера IBM PC AT, системы электроники в стандар САМАС и специального программного обеспечения, реализующая двумериу ДЕ-Е - идентификацию сорта частиц,
Получены новые экспериментальные данные по дифференциальщ
сечениям реакции на ядрах; *Ве. т, т. t6o, *9f для угл
рассеяния 0лао* S: 3с шагом 2 -f- 5 и с ошибкой, не превышают 6 + 7%.
Показано, что все исследуемые реакции за исключением являются чисто поверхностными, и из их анализа методом, вводящим традиционный МИВ дисперсионные соотношения, извлечены значен вершинных констант, а на их базе соответствующие значения СФ, д отделения протона от ядер Щ, 12С, "О, Щ, 2Ne.
Установлено доминирование . механизма передачи проток соответствующего простой полюсной диаграмме, что одновремені подтвердило корректность значений ВК для случаев;
ЮВ(0.0, 0.72, 1.74, 2.16 МэВ)-*9Вс + р; 15О(0.0 МэВ) -* UN + р;
17F (0.0, 0.49 МэВ) * 160 + Р: 20Nc (0.0 МэВ) -» l9F + р;
Показана неадекватность описания в рамках МИВ реакции '3НЫ)12С (* - 0.0 и 4.44 МзВ) при ЕНе3 < 40 МэВ без введения іметра обрезания (rcut ~ 4 фм).
Оспопнмс яао^пнаемые положення
1. Экспериментальная методика регистрации и анализа спектров
ккенвых частиц - продуктов ядерных реакций на базе персонального
пыотера IBM PC AT, системы электроники в стандарте САМАС и
гииальиого программного обеспечения, реализующая двумерную ДБ-Е -
нтификацию сорта частиц.
2. Экспериментальные результаты измерений дифференциальных
гний реакции (^He.d) на ядрах ^Ве, ^В, ^4Nt *бО, ^F при энергиях
3, 32.5, 34.0 МэВ с абсолютной ошибкой, не превышающей 6 -г- 7%, в
эоком диапазоне углов рассеяния, включающем малые углы
аб * 3).
-
Утверждение, что реакции (^НеЛ) на ядрах ^Ве, N, '"О, "F в ледуемом энергетическом диапазоне являются поверхностными (для кции ^B(^He,d)^C при Я/fej < 40 МэВ нельзя сделать однозначный »д).
-
Утверждение, что передача протона в реакции (^He,d) соответствует >стой полюсной диаграмме для случаев:
В(0.0, 0.72.1.74, 2.16 MsB^Be + р; 15О(0.0 МэВ^М + р; "(0.0. 0.49 МэВ) -* 160 + р; 20Ne(0.0 МэВ) -* i9F + р;
5. Значения вершинных констант отделения протона и
жтроскопических факторов из анализа экспериментальных данных методом,
«бишрующим МИВ с элементами дисперсионной теории.
агчпиая п практическая, пениост». Созданная экспериментальная тодика регистрации и анализа спектров заряженных частиц - продуктов ерных реакции на базе современной электроники и вычислительной хники, а также оригинальное программное обеспечение позволяют уществлять измерения дифференциальных сечении реакции с выходом ряженных частиц в широком диапазоне углов рассеяния, включающем
малые углы (длйб ^3), и с абсолютной ошибкой, ис превьішаюіі 6 + .7%.
Измеренные сечения ядерных реакций (3He.,d) и полученные значеі вершинных констант могут быть включены в библиотеку ядерных дани Сопоставление феноменологических значений ВК с микроскопически расчетами может являться важным критерием при выборе AW-потснциалов,
Полученные значения ВК могут быть использованы для расче сечений астрофизических реакций радиационного захвата протона г сверхнизких анергиях.
Апробация работы и результаты. Основные результаты рабо докладывались на 41 - 44 ежегодном совещании по ядерной спектроскопи* структуре атомного ядра (1991 - 1994 гг.), на 2-ой Международной шке по ядерной физике в Киеве (1992 г.) и опубликованы в 8 работах (спис приводится в конце автореферата). В коллективных работах авте принадлежат экспериментальные исследования и интерпретация получены данных. Выводы работы сформулированы автором.
Личнмц^вклад^^птора. Автор принимал непосредственное участие работах, представленных в диссертации, и его вклад является определяющи:
Достоверность измеренных угловых распределений подтверждается устойчивой воспроизводимостью, а полученные в работе феноменологичсск значения вершинных констант и S-факторов хорошо коррелируют с данные надежно определенными в независимом анализе.
Структура и обг?ем„днсг,ертзинн Диссертация состоит из введения, тр глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 113 страниц* включая 37 рисунков, 2 таблицы и 55 наменований списка литературы.
