30MeV/u~(40)Ar引起反应中的碎片发射机制

本论文中重点研究了30MeV/u 40Ar+58Ni，64Ni和115In反应中中等质量碎片（IMF）的发射机制。实验中，测量了实验室系5°～140°角度范围内出射碎片的能谱和角分布。对前角区出射的IMF（3≤Z≤13）实现了同位素鉴别，对中后角区出射的碎片在低探测阈（<2MeV/u ）的前提下实现了直到Z～30的元素鉴别。 用运动源模型对不同角度下出射的碎片能谱进行了分析和讨论，并结合角分布特征定性地研究了碎片的三个发射源。通过对各源的贡献随角度以及出射碎片电荷数Z的演化，观察到：类弹源主要发射的是那些前角区出射的、接近束流速度的高能碎片；中等速度源的发射是中角度区出射碎片和前角区低能碎片的主要来源；后角区出射的碎片则主要来自于类熔合源的发射。并观察到相对于类熔合源非平衡源更容易发射较轻的碎片。 通过对前角区出射IMF（3≤Z≤13）的能谱和同位素分布的分析，确定了那些基本保持束流速度的碎片主要来自于弹核碎裂过程。用各种模型对实验同位素分布进行了拟合，发现Sümmerer等人给出的经验公式和abrasion-ablation模型均能比较满意地拟合实验同位素分布的宽度和峰位。同时也观察到abrasion-ablation模型计算对奇Z元素的同位素分布能给出较好的拟合，但对偶Z元素的同位素分布，计算结果与实验值相比出现向丰中子方向的系统性偏移（～lamu）。另外，还着重研究了这些产物的靶核相关性问题。通过系统性分析以及同位旋相关的量子分子动力学（IQMD）模型计算，得出了弹核碎裂产物的靶核相关性是源于靶核表面中子与质子分布的不同和平均场及核子核子相互作用的同位旋效应相关。并且，通过计算还指出了靶核中子皮的厚度对于用弹核碎裂方法产生丰中子同位素的重要性。 通过用统计模型拟合后角区出射碎片的电荷分布，指出了这些碎片主要来自于非完全熔合过程中形成的复合系统的统计发射。 实验中观察到30MeV/u 40Ar轰击Ni和In靶在中角区出射的碎片的电荷分布有不同的特征。相对来说，前者更服从power-law，后者则倾向于服从指数规律。结合核态方程和QMD模型计算分析得出，在30MeV/u 的40Ar引起的反应中，对于弾靶质量接近对称的碰撞对所形成的系统，在一定的碰撞条件下可能已进入spinodal区，而非对称碰撞对的碰撞中压缩能还难以使得系统在膨胀时进入力学不稳定区。从而对观察到的实验现象进行了说明，并认为30MeV/u 40Ar轰击与其质量接近的靶核的反应中出射的碎片中已有相当数量的动力学发射成分的贡献。 利用实验中在前角区出射的接近束流速度的碎片的同位素产额提取了类弹源的温度参数。观察到直接由实验同位素产额比得到的表观核温度与所选择的同位素组合有较强烈的依赖关系，而与靶核和实验室探测角基本无关。利用M.B.Tsang等人给出的修正方法，提取了经边馈效应修正后的发射源温度。得到该温度值与反应靶、探测角以及用于提出温度的同位素组合没有明显的依赖关系，均为～4MeV。并用abrasion-ablation模型计算进行了讨论，得到在假定能级密度参数的倒数k=10MeV时，该温度值与abrasion-ablation模型计算是一致的。