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20Ne轰击Be靶碎裂产物核反应总截面的测量 李加兴 核反应总截面是对核反应基本特征研究的一个基本物理量，试验中测得的 核反应总截面oR与入射粒子的能量E、核子的质量数、核中的质子数、以及弹 核的同位旋Tz等地变化曲线可蛆提取许多反映原子核整体特性，如核的物质密 度分布、形变，核内质子与中子的密度分布和核内相互作用势．以及介质中核子 一核子碰撞截面等许多核的信息，这些信息对核技术的应用也非常重要。近年来， 放射性柬流(R腰)技术的发展，提供了核物理研究的新的维度一同位旋，大大 促进了对奇异核反应的反应总截面的理论和实验研究．在中能区域，反应总截面 对核的奇异结构更加灵敏。因此放射性核束反应总截面的测量成为人们非常关注 的实验方法之一． 1几种测量核反应总截面的方法的介绍 测量核反应截面的方法各有不同，通常使用的有弹性散射的角分布测量法、 束流透射法和4n—Y符合法等。角分布测量法可以通过光学模型拟和弹性散 射的角分布来推出o。，这种方法是光学模型依赖的而且必须知道光学势，被广 泛应用于稳定核。对于奇异核，因为放射性核束(RIB)的低能量分辨率，很难 区分弹性散射和非弹性散射，因此很少用这种方法来获得奇异核的O。。这里主 要介绍两种O。的测量方法，特别是对奇异核d。的测量。束流透射法是测量反应 中没有发生反应的事件，4Ⅱ一Y符合法是测量发生了核反应的事件，两者都可 以得到核反应总截面． 束流透射法也叫束流衰减法，是不依赖于模型，直接测量Ⅳ。个入射粒子经 过厚度为Nt(每单位面积的靶原子数)的靶后的透射粒子数目Ⅳ，可得出核反 应总截面的表达式： ％=万1In(等)， (1) 在实验测量过程中，在靶前放一组探测器用来鉴别入射粒子，统计入射粒 77 子的数目N0．在靶后放有一组粒子鉴别探测器，以鉴别、统计透射过靶(没有 反壹)的粒子数N。为了弥补在束浇馀运过程中造成的粒子损失带来的误差，可 用空靶实验进行校正。如果有靶时，未反应出射粒子数N与入射粒子数No之比 为，，空靶时，此比值为h。则公式(1)修正为： (2) ． ． 咿击M≯ 、M G Mittig和M 要原理是认为核反应发生的标志是至少有一个T．射线发射。如果假设T．射线探测 器的探测效率(s，)是100％．那么只要统计测到Y．射线的事件数，然后把它与 入射粒子数和靶的厚度进行归一化处理就可以得到核反应总截面。利用上述的 4zr—y符合法进行了一些oR的测量。这个方法克服了透射法测量核反应总截面 无法彻底解决弹散损失和库仑激发的问题，但对卜探测器的数量、大小和探测效 率的要求非常高，另外还要附加装置来消除任何形式的Y本底对探测器的影响， 因此限制了它在奇异核反应截面测量中的应用。同时，Y一探测器的造价不菲，也 是限制它广泛应用的一个重要因素。 在现实的很多试验中，都是用以上两种方法为基础，进行探测器的改进， 提高精度，减小误差。如w．Mittig等人把硅探测器同时作为反应靶，结合粒子 在硅探测器中的能谱和在4Ⅱ一Y探测器中的结果．直接得到发生了反应的粒子 几率．由此推得核反应总截面。此方法中．其探测器可以把所有反应的事件都测 到．应该说是一种较为可靠的方法。 2RIBLL上测量核反应总截面的实验探测器布局及各探测器装置 1999年9月到10月间，我们采用透射法测了一系列核素在中能下的反应总 截面。这次实验是在兰卅I重离子加速器国家实验室的兰卅I放射性束流线(RIBLL) 上进行的。图1给出了整个RIBLL次级束流线的探测器布局。在初级靶室T0处， 由能量为80 78 以下所有同位素碎片．设置RIBLL磁刚度一降能器(Bp-dE／dx)，选择一组实验 图1 RIBLL探测器布局图 所需的次级束。在初级靶前，用一个穿透式法拉第筒在线测量初级束流的流强。 次级束粒子的飞行时间由Tl和T2处(