快重离子在高分子材料中的强电子激发效应研究

本文简要介绍了快重离子在固体材料，特别是在高分子材料和团簇材料中引起强电子激发效应研究的发展历史、研究现状和基本理论。重点描述了在兰州重离子加速器（HIRFL）上完成的2.1 GeV Kr离子辐照聚碳酸酷CPC）膜的实验和辐照样品的傅立叶变换红外光谱（FTIR )和紫外／可见光谱(UVIVIS )分析。FTIR分析结果表明，高能Kr离子在PC膜中引起的辐照效应主要是键的断裂和材料的降解。随着电子能损和辐照剂量的增大，材料逐渐碳化，同时有炔基生成。在UVNIS中，380, 450, 500nm波长处的吸光度之差（A－A_0）与剂量近似成线性关系，与电子能损呈确定的指数关系（指数分别为1.69,1.86和2.02）；与电子能量沉积密度也近似成指数关系。描述了在HIRFL上完成的2.0GeV Xe离子辐照C_(60)薄膜的实验和辐照样品的FTIR谱、拉曼谱(Raman)和X射线衍射谱（XRD）分析。分析结果表明：2.0 GeV Xe离子辐照C60薄膜引起的损伤过程主要取决于强电子激发，在特定电子能损处，损伤的部分恢复是由于强电子激发的退火效应引起的。快重离子辐照产生的物理化学改性不仅与离子的电子能损有关，还与离子的速度有关。在同样的电子能损下，速度越小，产生的效应就越明显。

碳离子辐照后细胞的适应性反应及单一时相细胞的相对生物学效应

目的：探讨低剂量碳离子辐照细胞引起的适应性反应,将低剂量效应的研究范围拓宽至高LET电离辐射领域;研究单一时相细胞经低能碳离子辐照后,存活曲线、失活截面和相对生物学效应与细胞周期各时期的关系.材料与方法：采有中国仓鼠肺V79细胞和小鼠黑色素瘤B16细胞,利用兰州近代物理研究所重离子研究装置（HIRFL）产生的碳离子,主要以细胞存活分数和细胞微核率为生物终点,探讨高LET的碳离子对V79细胞和B16细胞的低剂量效应.采用中国仓鼠卵巢细胞CHO-K和细胞同步化方法,利用德国GSI的直线加速器（Unilac）终端产生的低能碳离子,以细胞存活分数为生物终点,研究单一时相细胞经低能碳离子辐照后,存活曲线、失活截面与细胞周期各时期的关系,并与X射线的结果作了比较,得出了各时期细胞的相对生物学效应.结果：低剂量碳离子辐照细胞引起的生物学效应：1.和γ射线一样,低剂量重离子,如0.02Gy的碳离子辐照也能提高细胞的克隆形成率.这种集落形成能力的提高可能与低剂量辐照使细胞对受损DNA的修复能力增强有关.2.从细胞存活分类来看,0.02Gy预处理能使V79和B16两种细胞产生较明显的适应性反应;0.05Gy预处理引起V79细胞的适应性反应不明显,未能引起B16细胞的适应性反应.3.从细胞微核率来看,0.02Gy预处理能引起两种细胞的适应性反应;0.05Gy预处理未能引起两种细胞的适应性反应,并且已表现出协同损伤的趋势.4.高LET的碳离子和低LET射线一样,可以诱导细胞的兴奋效应或适应性反应.但诱导剂量D1不宜过高.

重离子引起DNA损伤及其对细胞周期进程的影响

目的：木论文重点研究重离子不同剂量离子辐照后DNA损伤程度的变化，以及进而引起的细胞周期改变等现象。为重离子治癌的临床应用积累必要的基础数据。材料与方法：采用兰州重离子研究装置（HIRFL）加速的碳、氖等重离子辐照体外培养的贴璧肿瘤细胞，以单细胞电泳法（SCGE）检测DNA的损伤程度；以流式细胞技术（FCM）检测细胞的周期改变现象。结果：1．SMMC-7721月干癌细胞经重离子（氖、碳）辐照后，DNA损伤现象明显，表现为单细胞电泳中出现的普遍的拖尾现象（t-test，P<0.001，compared with control。2．80MeV／u 2ONe10＋辐照后立即检测发现：2Gy造成100％的细胞损伤：8Gy照射造成80％的细胞严重损伤：且彗尾拖尾长度随剂量增加早．指数关系增长，仔值为0.99058。3．辐照后12小时，若干不同剂量辐照的样品其彗尾长度趋于相同：如05协、Ic）和ZGy辐照样品的彗尾长度分别为132.3±12.8、132.9±9.5和133.1±11.7μm，24h，时为35.0±3.9、35.5±4.1和48.2±6.Oμm，这说明在一定剂量范围内（0.5-2Gy）的辐照下，随着修复时间的延长，细胞DNA的损伤程度将趋于相同。同时，细胞继续孵育12小时，对于0.55-2Gy辐照组来说DNA的损伤情况是24小时内操作最严重的。4．辐照后24小时，0.5-2Gy辐照组埙份明显修复，略高于对照，但是对于4Gy和SGy辐照组仍带有明显的损伤现魏。簇说眼熏离子辐照（>4Gy）所致DNA报伤的不足修复性。5，DNA的损伤将导致细胞通过一系列调节机制抑制细胞周期的进行，为DNA修复系统提供充足的时间进行DNA修复，从而造成明显的细胞周期阳．滞现琢，这在重离子辐照实验中同样得到证实，尤其是S期、G2／M期阻净带现象非常明显。

次级束流线设备FRS和现有RIBLL2的优化

本文工作分为两个部分：第一部分是设计德国重离子研究中心（GSI）的一段新的次级束流线；第二部分计算了在建的R工已LLZ对裂变反应碎片的传输分离，同时为提高分离本领对RIBLLZ进行了优化计算和设计。FRS是德国重离子研究中心（GSI）的次级束流线。其分支FRS-CAVEB的终端是川JAD工N的实验终端，这条线的束流品质不理想（传输率只有0．1％），因此GSI拟将AI'AD州设备（原在CAVEB）移到CAVEC中，形成FRS一CAVEC束流线，又称FRS-R3Bcave。本文对FRS-CoveC进行了束流光学设计和计算，同时模拟了FRS-CAVEC对弹核碎裂反应的传输分离。新束线按计算结果安装了一个二极磁铁和3个四极磁铁，并通过了实验测试，测试结果表明：（1）系统具有良好的消色散特性，即系统在FRS出口和实验终端处达到了消色差。（2）系统的传输率基本符合理论计算值，相对CAVEB分支传输率提高了一个量级以上。当不放任何阻止物质在束流线上时，Ar主束传输率可以达到100％；当放置3mm厚的Sdntillator探测器在S2，S8，CaveC处时，主束传输率基本和理论计算值相近（640k-计算值，610k-实验值）。对比FRS-C八VEB的实验传输率（0．1％），可知通过改进，FRS-C八VEC的传输率将得到极大的改善。RIBLLZ是连接CSR两环之间的次级束流线。现有的RIBLLZ束流线设计的比较紧凑，立体角接收度大，使得所有粒子都可通过系统，可以作为零度质谱仪，尤其是可以将裂变产生的奇异核素注入到实验环进行质量测量。本文模拟了弹核碎片和裂变反应产生的次级束在现有的RIBLLZ上的传输情况。计算表明，现有的RIBLLZ对通过u裂变产生的大量较重奇异核素，具有很高的传输率。另一方面，现有的RIB七LZ在散焦面只有两个四极磁铁，为达到系统的消色差及较大的分辨率会使得Y方向的束流控制困难。基于此，对现有的R咸喝锻蓄尔＼一些改进计算。还理论计算比较了两个系统对裂变反应的传输分离情况。玺认算试知飞（1）优化后的RIBLLZ系统对束流在Y方向的控制将更灵活。（2）对裂变反应产物的传输，除了作为零度质谱仪外还可以作为单一核素的分离器。（3浑税盯确集磁系统的传输率对降能器厚度敏感度降低，对于u裂变反应产生的132sn的传输率，当降能器厚度从19／cmZ变化到39／clnu时，传输率下降20％，而未优化的RIBLLZ系统的传输率将下降90%。

CSRm横向动力学研究

随着现代加速器向高能、强流、长寿命束流方向的发展，非线性动力学己成为现代加速器研究中一个非常重要的课题。本文从解析和数值模拟两方面对CSRm在存在各种场缺陷和安装准直误差情况下的非线性动力学进行了研究，并探讨研究了环型加速器中随时间变化驱动力-tune调制对粒子稳定性的影响。在解析研究方面，本文给出了储存环非线性束流动力学中基本理论、常用的表达式及研究方法做了详细介绍和推导。作为对非线性束流动力学解析研究的典型例子，本文给出了高杰推导出的存在不同非线性磁铁高阶场时动力学孔径解析表达式的详细推导过程。解析表达式能直观表示影响粒子运动稳定性的关键因素，但解析表达式所描述的lattice结构过子简单，只能看作是实际储存环lottice的近似。通过解析法可以研究主导粒子运动不稳定性的机制，但用来确定储存环动力学孔径强有力的工具是数值跟踪。用映射的观点，通过非线性变换，将表示通常粒子非线性运动的单圈映射用Normal Form来表示。用Normal Form这一数学工具，通过计算粒子运动稳定相空间体积确定了CSRm动力学孔径，求出了CSRm的高阶共振参数，半解析的研究了CSRm中tune随粒子振荡振幅的变换-Detuning效应。同时，跟用其他的数值方法的计算结果进行了比较。储存环中影响粒子运动稳定性的因素，除各种场缺陷和安装准直误差外，还有电源纹波效应等所引起随时间变化驱动力的影响。本文先从理论上分析研究了tune调制所引起的随机层宽度，扩散速度等，然后通过单粒子跟踪研究了tune调制对简单的FODo 1 ottice和CSRm的影响。用加速器中常用的MAD程序研究了CSRm横向动力学。对CSRm色品进行校正，并计算了色品六极铁对CSRmlattice的影响。通过实际的测量数据计算了二极铁的离散性和四极铁的安装准直误差所引起的闭轨畸变。由于CsRm二极铁黔的四极分量所引起 Tune移动时粒子在加速过程中经过共振线，所以对lattice黔行了修正。最后跟踪研究了lattice修正后的动力学孔径。

永磁伺服电动机的矢量调速控制系统研究

永磁同步伺服电动机（PMSM）以其优越的性能广泛应用于各个机械传动领域。对PMSM的研究具有非常大的实际意义和价值，尤其对于我们单位目前在建大科学工程CSR。本文采用美国TI公司专用于电动机控制的数字信号处理器（DSP）芯片TMs320LF2406A作为核心，设计和开发全数字化的PMSM矢量调速控制系统。深入研究永磁同步电动机的矢量控制理论，建立起相应数学模型，然后提出矢量控制调速方案，并通过Mat lab仿真论证其可行性。介绍了硬件，软件结构及其实现。硬件方面主要介绍了控制电路各部分的设计和调试。在硬件基础上，用T工公司DSP汇编语言编程，实现电流环和速度环的双环控制，给出了系统程序和PWM信号产生的思路，并给出了主要模块的源程序。为了提高程序的运行效率，节省存储空间和提高系统的可靠性，程序中尽可能多的采用了数据表结构。

低剂量辐照下细胞辐射超敏感性研究

目的：1．比较肝癌细胞SMMC-7721和正常肝细胞L02，其辐射超敏感性和增强的辐射抗性的差异，为临床治疗提供基础研究数据。 2．对于重离子束辐照哺乳动物细胞引起的超敏感性以及增强的辐射抗性很少有报导。本研究利用兰州重离子研究装置（HIRFL）提供的12C开展高LET射线引起肝癌细胞SMMC-7721的辐射超敏感性的研究。材料和方法：1．低剂量60co γ射线辐照SMMc-7721细胞和L02细胞，低剂量高LE12c （50 MeV／u，LET＝44．56keV/μm）辐照SMMC-7721细胞，剂量范围为0-ZGy.2．利用流式细胞仪的前向光和侧向光对辐照后的细胞进行分选，精确计数。3．将细胞转入培养皿中，培养l0天，固定，染色。统计大于50个细胞的克隆。结果与讨论：1．用流式细胞仪进行细胞分选与传统的稀释法相比，存活分数没有明显的差异，标准偏差明显减少，该方法完全适用于低剂量存活的测量；2，SMMc-7721和L02细胞对低剂量60Coγ射线辐照均表现出HRS／IRR响应。但是只有当肿瘤细胞和正常组织的存活差异在3％以上时才能将HRS响应应用于临床治疗。3．用高LET12c离子束对SMMC-7721细胞进行照射，细胞也表现出明显的HRS／ IRR响应。与Y射线照射相比，C离子照射的闭值剂量为0．28Gy，比γ射线照射的要低。这可能是由于两种射线能量沉积的方式不同造成的。4．将重离子应用于临床治疗时，由于位于离子通道上的细胞受到微小剂量的照射（0．2-0.5SGy/次），细胞正好位于超敏感区域，因此，在治疗时要充分考虑离子束入射通道上细胞的HRS响应。

八单元一维位置灵敏雪崩室

In the experiment of nuclear reaction, it is important to measure the mass, charge, energy and emitted direction of particles. For multiparameter measurement, we must use a detector or a group of detectors which can give the time, energy, and position information. The Large Area position sensitive Ionization Chamber(LAIC) is one of the eight experiment terminals of HIRFL. It is built for researching nuclear reactions from low energy to intermediate energy. It is an excellent equipment for energy measurements and atomic number identification of emitted fragments in this energy region. It is also designed to give the time and position information of the emitted fragments by itself. Obviously, an IC can not supply a good timing signal. Moreover, the mechanical installation is different from the original design by some other reasons. In this case, it is not enough to obtain the correct direction information of the emitted fragments. To obtain good timing signals and the correct direction information, some modifications must be made. It is well known that a PPAC can give us excellent timing signals. It also can be easily built as a position sensitive detector. For this reason, a specially designed PPAC is installed in the entrance of the LAIC. For the different purposes, two types of PPACs were designed and tested. Both are OCTPSACs (OCTunit one dimension Position Sensitive Avalanche Counter). In this paper, both OCTPSACs will be introduced. Based on the requirements of the LAIC, the OCTPSACs consist of eight position sensitive PPACs. Each PPAC has an anode and a cathode. In both cases, the sizes are same. But different type of cathodes are used. In one type of OCTPSAC, its cathode is made of wire plane. It consists of gold-plated tungsten wires with the diameter of 20μm, spaced 0.5 mm apart from each other. The anode is a mylar foil which was evaporated by gold layer with the thickness of 50μg/cm~2 mounted on a printed plate in the shape of rectangle. the thickness of mylar foil is 1.5μm. The gap between anode and cathode is 3mm. The performance of the OCTPSAC has been tested by using a ~(252)Cf source in flowing isobutylene gas at the pressure of 3.4mb. The intrinsic time resolution of 289ps and position resolution of 2 mm have been obtained. In another type of OCTPSAC, the cathode is made of mylar foil, which is composed of gold strip by vacuume evaporation method with a special mask on the mylar foil. The thickness and the width of the gold strip is 50μg/cm~2 and 1.7mm. The strips are spaced 0.3 mm apart from each other. The anode is the same as the former type. We have obtained the time resolution of 296ps and position resolution of 2mm by using ~(241)Am-a source when the gas pressure is 6 mb and high voltage is 600V. The working gas is heptane

热核的衰变行为研究

中能重离子碰撞（10－100 MeV/u）为研究热核性质提供了有力的工龄。为此我们利用HIRFL提供的46.7 MeV/u ~(12)C束轰击~(159)Tb/~(197)Au/~(209)Bi研究了线动量转移分析、出平面角分布和质量分布，实验结果的分析证实了非完全熔合核的裂变和蒸发。编写了一个Monte-Carlo统计衰变程序（SAGEE）并用于详细比较C＋Au、C＋Bi的实验数据，C＋Tb的质量分布由统计两体发射理论（GEMINI）得到了解释。理论与实验的符合说明：通常类熔合反应方式形成了高激发的复合核，其后以统计两体衰变而退激。实验也统计了与裂变符合的γ能谱、三裂变的相对角度和相对速度分布，没有观察到GDR，对称三裂不是唯一的三裂方式。本文分析了HIRFL上其他小组的实验结果。研究了46.7MeV/u ~(12)C＋~(58)Ni反应的复杂粒子发射，也研究了复杂粒子出射对用放射化学方法测量的24MeV/u ~(12)C＋~(64)Cu和42MeV/u ~(12)C＋~(115)In的质量产额分布的解释。GEMINI计算很好地符合了实验结果，这意味着非完全熔合反应形成的复合核的两体衰变仍是主要的发射过程。本文也简要讨论了多重碎裂过程。基于卡西尼亚卵形体裂变形状，计算了转动核的对称和非对称形变势能，用此模型得到了核的静态裂变位垒、鞍点能并与RLDM和RFRM作了比较。我们考虑了YPE核势对核表面的弥散作用以及弥散核表面对库仑能、转动惯量的影响完善了RCOM，我们的RFCOM比RLDM和RFRM都有明显的改进，可以用于重核裂变性质研究。发展了熔合－裂变过程的宏观模型，计算了形成复合核~(149)Tb、~(194)Hg的熔合过程及其相应的裂变过程。本工作对研究热核的形成及其衰变性无疑是很有用的

46.7 MeV/u~(12)C轰击~(58)Ni、~(115)In、~(197)Au反应中粒子发射研究中子皮及中子分布弥散度对核势的影响

用能量密度公式及小液滴模型给出的费米密度分布，并引入中子皮及中子分布弥散度随中子过剩自由度增加而增加这一因素，计算了重离子反应在相互作用势及熔合位垒。熔合位垒的计算值和实验值符合很好，特别是在中重核区域，改善了以前的计算结果。详细研究了亲近势标度，发现用中子皮及中子分布弥散度的变化能较好地解释中子过剩自由度对新近势标度偏离的影响。本工作对奇异核结构与核反应性质的研究无疑是有用的。我们利用HIRFL提供的46.7MeV/u ~(12)C束轰击~(58)Ni、~(115)In、~(197)Au研究了反应中发射的α粒子角分布和能谱。从速度表象中洛仑兹不变截面等高图中明显看到发射α粒子的三个源。用这三个源的运动模型成功拟合了α粒子能谱，所提取的参数符合费米气体模型计算结果，并讨论了能谱及拟合参数对靶的依赖关系。认为快速源实质上来自弹核碎裂或类弹核碎裂

中能重离子引起的碎裂及转移反应研究

重离子核反应机制的研究一直是人们关注的课题。入射能量较低时，集体效应占主要地位，反应为熔合反应及深部非弹性碰撞，实验可用平均场理论进行解释。当入射能量较高时，平均场效应消失，核子-核子碰撞起主要作用，实验可用参加者-旁观者模型来描述。中能区（10-100 MeV/u）的重离子反应既具有低能下一体耗散的特点，又具有高能下核子-核子碰撞的特征，由于作用时间短，非平衡现象变得很重要。在这一能区，多种反应机制共存并相互竞争。对这一能区的重离子核反应制的研究将有助于我们更清楚地了解原子核的结构。为此，我们在兰州重离子加速器HIRFL上进行了46.7 MeV/u ~(12)C引起的重离子反应中前方向出射产物的测量，着重讨论了周边反应中的弹核碎裂和转移反应以及它们的相互竞争。实验中用46.7 MeV/u ~(12)C束流轰击四种靶核：~(58)Ni、~(64)Ni、~(115)In和~(197)Au。通过对前方向出射的类弹碎片的测量，发现它们的平行动量分布宽度满足Goldhaber关系式，提取的约化平行动量分布宽度σ_0 = 80 ± 10 MeV/c，与相对论情形下的值接近，并且σ_0对于各种反应系统均相同。反应中弹核碎裂产物的最可几能量可用Abrasion图象来解释。对于质量接近弹核的类弹碎片，将碎裂部分和转移部分分开后，提取的转移部分的约化平行动量分布宽度为44 ± 10 MeV/c，这比弹核碎裂部分的宽度要窄，说明转移反应比弹核裂受到相空间中更严格的限制。弹核碎裂和转移反应的几率都随靶核质量增加而增加，并且与被转移结团的结构有关。转移反应主要对弹核附近的类弹碎片有贡献，当类弹碎片质量与弹核质量相差较大时，主要是弹核碎裂的贡献。对反应中的同位素产额分布也进行了分析，结果表明，类弹碎片的同位素分布对靶核有依赖关系，当靶核的N/Z增加时，产物的N/Z也增加，并且低能部分的N/Z比高能部分的N/Z要大。当角度变大时，~7Li/~6Li、~9Be/~7Be、~(11)B/~(10)B等同位素产额比随之变化，低能部分变化缓慢，高能部分则变化明显。产物的同位素产额分布或同位素产额比反映了系统由非平衡向平衡演化的过程。实验中对于BaF_2晶体与半导体组成的望远镜探测器的性能进行了测量。圆柱形BaF_2晶体后配以XP2020Q型光电倍增管，输出信号送入不同的QDC，以获得BaF_2中光输出的快慢成分。ΔE-E方法可以得到较好的元素鉴别，即使对低能的p、d、t也能分开，用快慢成分关联方法可对较高能量的轻带电粒子很好地鉴别。入射离子越重，相同能量的离子在BaF_2晶体中引起的光输出越小。BaF_2对入射离子的响应在较大的能区内是线性的，在低能时存在轻微的非线性。对80 cm大面积位置灵敏电离室与一维位置灵敏塑料闪烁体组成的探测系统首次在中能重离子反应中进行了测试。电离室可以测量较重的低能离子，有较好的粒子鉴别能力，能给出能量信息及两维位置信息。闪烁体则使得该系统可用于较高能量轻带电粒子的测量，它能给出能量吸一维位置信息，与电离室配合可以进行元素鉴别。它将在以后的中能重离子实验中得到广泛的应用

中能重离子核反应中的轻带电粒子关联研究

根据轻带电粒子小相对动量关联测量中得到的关联函数来研究轻带电粒子发射的时间与空间的演化是天体物理中Hanbury-Browm及Twiss效应在核物理中的一个应用，在1977年及1986年Kooning及Davi.Boal分别将这种概念应用于pp关联及复杂粒子关联。在这些理论模型的基础之上，小相对动量关联粒子的测量已成为当今中能重离子核反应中研究反应时空发展动力学的重要研究方法。由于这种方法在实验上还可能测至某些非稳态粒子的衰变，因此在统计平衡的假定下，可以通过测量非稳态粒子的相对布居来得到某些有关核温度的信息，为此我们在兰州HIRFL加速器上开展了~(12)C (46.7MeV/u)诱发核反应的轻带电粒子小相对动量的关联测量。通过对pp关联函数的研究得出对于~(58)Ni靶质子发射的空间大约为4.8fm，通过对~5Li、~6Li~*、~8Be等非稳态粒子的测量，得到的核温度约为3MeV。通过比较不同靶核对关联函数的影响，发现随着靶核质量的增加，pp关联的关联函数的Rmax值越来越小，说明了质子来源的空间越来越大。通过研究pp关联对两个关联粒子能量之和的依赖关系我们发现对于高能的条件下pp关联的关联函数的最大值要高一些，对于~(58)Ni靶相应的空间大小为r_0 = 3.5fm，并且发现在高能条件下关联函数的峰值对靶核依赖关系不是十分强，相反，当两个关联质子的总能量比较低时，关联函数更强烈地依赖于靶核。对于α-α关联，研究其关联函数对二粒子能量之和的依赖关系发现对于高能条件下得出的温度为T = 1.6MeV，而低能时的结果为T = 2.3MeV，一种解释可以认为在探测器所在的角度(θ = 20°)高能轻带电粒子很可能来自于类产弹物的发射。因此也可以解释为什么对应的质子的发射空间比较小、相应的温度比较低。较低能量的轻带电粒子主要来自中心碰撞，相应的温度要高一些，对应的质子发射的空间要大一些。在该实验中我们还研究了H元素各种同位素的产额比，实验发现对于p/d比值及d/t比值随角度的变化不是非常大，同时我们还在测量角为20°处，比较了H元素各种同位素产额比对靶核的依赖关系，并对这些结果进行了讨论。为了进行上述实验研究，我们研制了一个九单元的CsI(Tl)阵列探测器，并采用了光二级管读出这种新技术，实验中采用过零时间法及新型的电子学线路非常好地鉴别了p,d,t,~3He,~4He五种轻带电粒子，并且得到了比Si半导体ΔE-E望远镜低的能量下阈，（在离线分析中E_(th) = 8MeV），通过该项实验研究我们认为CsI(Tl)十光二级管读出探测器具有各方面的优越性，是中能重离子核反应中测量轻带电粒子的一种非常有前途的探测器

中能重炮弹耗散碎裂反应及用于产生奇异核束流的前景

近年来，在重离子物理研究中，一个重要的方向就是利用奇异核次级束流进行核反应机制、原子核特性、新核素的合成及其衰变模式的研究。人们用这一技术得到了许多新的同位素，并发现了β延迟多中子、多质子发射等奇异的衰变方式和原子核相互作用半径参数r_0随中子过剩自由度（N－Z）的增加而增加等新的物理现象，促使人们进一步研究把适用于β稳定线区域的理论外推到远离β稳定线的核是否正确，及在多大程度上正确。同时，也促使理论工作者对远离β稳定线核的性质进行新的估计，尤其是得到由重的核组成的奇异核次级束流是人们近年来努力的方向。在中能情形下，奇异核束流产生的基础是一种类似于高能碎裂过程的反应机制。理论上存在着不同的模型，许多概念和公式都是从低能、高能两端时的情形向中间延伸而得到的。基于火球模型而得到的Guerreau的计算能较好地拟合中能~(40)Ar炮弹以下的核引起反应的实验结果，并被用于轻弹核产生奇异核次级束流截面大小的实验预言中。但是对于较重入射弹核(如~(86)Kr)引起的反应，用上述一套计算理论得到的结果和实验测得的同位素分布的峰位及分布宽度都差别较大，而且约化半径参数r_0取值1.4fm，这又比高能时r_0 = 1.2fm大。目前，这一问题还未得到较好解决。为了进一步研究中能重弹核引起的周边反应机制及在法国SPEG磁谱仪上发展重的奇异核束流的前景，我们和法国GANIL合作进行了44MeV/u的Xe核轰击Zr耙、测量中重核同位数分布、研究核反应机制的实验。实验得到了较好的核电荷数Z谱、质量数A谱、电荷态Q谱，每个元素的能谱、角分布及同位素分布。实验结果表明：在较重的炮弹引起的核反应中，反应过程会有较大的能量交换，反应产物会有较大的激发能，反应过程不再是“纯碎裂“过程，而是他含碎裂、核子转移及耗散的过程。并对中能重入射弹核产生奇异核次级束流的前景进行了讨论。同时，在Guerreau的计算方法基础上，考虑中子皮对耗散对中能重离子周边反应的影响，发展了一个计算中能重离子周边反应产物同位素分布的唯象模型。该模型能同时较好地拟合中能~(40)Ar、~(86)Kr、~(129)Xe炮弹引起的产物同位素分布。我们还从反应总截面的计算入手，在Kox计算的基础上，发展了一个计算低能、中能及高能反应总截面的参数化计算公式。它能较好地拟合较广能区的实验数据，并可探讨核反应由低能向中能、高能过渡时，原子核相互作用的变化趋势。用我们发展的核反应总截面参数化计算提取相互作用半径参数r_0，用小液滴模型理论对Karol的微观模型进行修正，并考虑中子皮及中子分布弥散度随（N－Z）的增加而增加的影响，则能较好地解释原子核相互作用半径参数随中子过剩自由度的增加而增加这一实验结果。在重离子相互作用势的计算中，如果引入中子皮及中子分布弥散度并选用小液滴模型给出的双参数费米分布，则可以考查中子皮及中子分布弥散度对相互作用势的影响并改进熔合位垒与实验结果的拟合值和改善亲近势标度。在此基础上，我们用国际上通用的TRANSPORT程序对兰州HIRFL后输运线发展次级束流进行了较为完整的一级束流光学计算，讨论了HIRFL上建造次级束流线的可能性

重离子与~(nat)W相互作用中Hf的生成研究

用放射化学方法研究了6.3、8.5、11.8、14.7、18.4、24.6、40 MeV/nucleon ~(40)Ar + ~(nat)W、10.5 MeV/nucleon ~(84)Kr + ~(nat)W、80 MeV/nucleon ~(16)O + ~(nat)W、135 MeV/nucleon ~(12)C + ~(nat)W反应中的Hf的生成，得到了Hf同位素的激发函数、反冲性质和同位素分布。研究结果指出利用HIRFL能量的重离子和丰中子靶核作用，能以一定的截面生成A > 170区丰中子新核素。重炮弹更有利于丰中子新核素的生成。使用厚靶，可以明显地提高丰中子新核素的产额。过高的入射能量对丰中子新核素的生成无明显贡献，相反却极大地增加了缺中子同位素产额，这对丰中子新核素的分离和鉴别是非常不利的

25MeV/A~(40)Ar+~(115)In反应中轻粒子发射研究及大面积位置灵敏闪烁探测器的研制

论文分为两个部分。第一部分：研究在25MeV/u ~(40)Ar+~(115)In反应中轻粒子发射机制。实验中，利用研制的轻粒子探测器测量了发射的P、#alpha#能谱。用三源模型拟合了轻粒子能谱，所提取的参数与费米气体模型的计算结果进行比较，分析了发射源形成和衰变的一些特点。第二部分：研制一种大面积幅度、时间、位置灵敏闪烁探测器。它是HIRFL上建成的第一阶段放射性核束物理实验终端的主要设备之一，在首次放射性核束调试中收到良好的效果。本文的目的是用经典理论研究了热核形成及衰变的一些性质，在即将开展的放射性核束物理研究中， 利用研制的大型探测器对经典理论普适性进行检验