17F和18Ne与质子弹性散射研究

论文讲述了采用逆运动学方法用放射性核束~(17)F和~(18)Ne与质子弹性散射的实验准备、设汁方法、实验情况、实验数据处理过程、理论分析处理和得到的结果。弹性散射测量核敞射的角分布，对位置探测器有很高的要求。在实验的准备阶段，为了对放射性核束的准确定位，研制了位置分辨为lITlm的高位团置分辨的PPAC。山于质予的穿透能力很强，在半导体硅探测器中的能损很小，实验前，刘。测量反冲质子的探测器PSSD在低能量沉积下的工作情况进行了测试，满足质f位置和I能量测量的要求。实验采用初级束流强度约为80nA能量为45Mev／A的~(20)Ne轰击lmm厚的~9Be，反应产物经过500μm厚的Wedge~(27)Al，通过次级束流线的筛选，得到~(17)F和~(18)Ne和少量的~(16)O束流，其能量分别为17.7Mev／A、16.1Mev／A和14.3Mev／A。然后轰击60μm厚的(CH_2)_n靶。用次级束流线装置的两个焦点处的塑料闪烁体测量放射性核束的时间Tl和T2，根据飞行时间差在相同的磁场条件下来鉴别粒子和得到放射性核束的能量。用靶前的两个PPAC和靶后的一个PPAC来确定放射性核束的入射方向、反应点和出射方向，反冲质子的位置由分布于各实验室系角区的五个PSSD来测定。实验数据处理时，根据放射性核束经过基本相同的飞行路径和磁场条件，用T1和T2测到的飞行时间差来确定放射性核束的能量。将入射到PPAC上的弹核粒子位置，经对宏观几何位置矫正后，来确定弹核粒子的入射方向、反应点位置和出射方向。将PSSD测量到的位置谱经与沉积能量相关的修正因子对位置修正后，确定反冲核在PSSD上的几何位置点，跟PPAC测量确定的靶上的反应点位置结合，确定反冲核的出射方向。测量得到的位置经过空间关系换算，由测量到的弹核入射方向、反应点位置和反冲核出射方向，得到弹性散射的实验室系散射角。累计所有测到的事件得到初始的反冲核实验测量角分布。采用逐个事件的方法，用一事先产生的一系列点组成的数据库模拟探测器边界，事件的几何探测效率进行归一化，得到实际的实验室系散射角分布。用弹核出射角度随反冲核的出射角度的运动学关系鉴别来自靶中的H和C的散射事件。将实验室系角分布转换到质心系下后，再根据弹核粒子数、单位面积靶核数和测量到的事件数，得到实验测量的质的弹性散射微分截面。实验得到的微分截面数据采用零程相互作用的扭曲波玻恩近似理论计算程序DWUCK4序进行光学势拟合计算，选用较准确描述奇异核性质的CH89参数化的光学势为初始的光学势参数，对光学势参数的组成成分进行敏感性分析后，确定参数搜索的顺序，用跟各参数相关联的自动参数搜索程序ABOD进行分析处理。进行光学模型的理论拟合计算时，将计算结果和实验值进行比较，拟合实验数据，求得光学势参数。参数拟合佳度用残差平方和检验(χ~2检验)。得到~(17)F和~(18)Ne与质子弹性散射的光学势参数。根据得到的光学势参数进行折叠模型分析。得到了，1)~(17)F和~(18)Ne实势相互作用均方根半径分别为，<r~2>_(rF)~(1/2) = 3．239(fm)，<r~2>_(r_Ne)~(1/2) = 3.317 (fm)。跟相对论平均场计算结果比较分析表明，~(17)F的核物质半径为2.95±0.03fm，~(18)Ne的核物质半径为3.07±0.03fm,~(17)F和~(18)Ne表面的密度要比相对论平均场理论预言的值要大。2)~(17)F和~(18)Ne的自旋轨道耦合相互作用主要作用于核表面区域，这是因为位于核外层的价质子的影响。