0.4-1.2A GeV能区重离子碰撞中的直接流系统性研究

直接流是研究重离子碰撞动力学演变和压缩形成的高密核物质性质很好的探针，本论文系统地研究了0.4、0.8和1.16A GeV的Ni+Ni和Pb+Pb碰撞中的直接流。实验是在德国重离子研究中心(GSI)的FOPI探测装置上完成的。论文中，简单总结了中高能区重离子碰撞的现状和描述集体流的主要理论模型，介绍了FOPI探测系统，给出了详细的实验数据分析过程，对所得到的物理结果进行了讨论。本论文工作的重点如下：基于FOPI系统的实验数据，发展了一套质量相关(Z=1离子)的直接流的提取方法。提取了各碰撞系统出射P、D和T粒子在不同碰撞中心度下的微分直接流和积分直接流。研究了P、D和T的直接流对碰撞中心度、系统尺寸和碰撞能量的依赖性，以及对核物质状态方程的敏感性。结果表明：直接流敏感地依赖于碰撞中心度，近中心碰撞具有更强直接流信号；对于轻重两种系统，用常用的AP1/3+AT1/3系数对积分直接流进行了标度，观察到一定的标度性，但不能完全标度；通过研究直接流对碰撞能量的依赖性发现，在0.4－1.2A GeV能区内，随能量升高，直接流在已经达到了饱和，并开始下降，并且P、D和T的变化趋势相同。实验数据与输运模型IQMD计算比较发现，直接流的变化趋势和最大密度变化趋势相同，说明直接流是核物质压缩程度的一个良好探针。计算得到的P、D和T微分和积分的V1值表明，与质量相关的直接流，无论是微分值还是积分值都敏感依赖于模型中EoS参数。比较发现，不同碰撞能量下，重的Pb+Pb系统的数据和软的EoS符合很好，说明核物质不可压缩系数在210 MeV附近，这与文献中的结果相吻合，说明与质量相关的直接流是EoS的敏感探针。对于轻Ni＋Ni系统，目前的IQMD还不能重现数据，但其趋向于硬的EoS，需要发展描述碰撞过程更为精细的理论模型。数据整体趋势表明，随者系统变重，中子比例的增加，EoS变软，难以给出同一组IQMD参数来同时解释全部的实验数据。对于所研究的碰撞系统，比较中心快度区斜率行为时发现，P、D和T的直接流与出射粒子质量数呈线性关系，并且出射粒子的积分直接流可以很好的用常数(A+1)/2进行标度。如果出射粒子的直接流用IQMD计算的核阻止进行归一，归一后的直接流与碰撞能量成正比。这证明核阻止与直接流有线性关联，反映了核阻止对于碰撞中核物质达到的最高密度起决定性的作用。论文工作的另一部分是完成了FOPI探测装置中飞行时间探测器的升级工作。研制了新型的玻璃MMRPC，完成了性能的批量测试，并研究了该探测器的高计数率行为。测量结果显示，在实验计数率(0.1 kHz/cm2)条件下，MMRPC时间分辨达到75 ps，探测效率达到98％。当计数率达到3－5 kHz/cm2时，时间分辨和探测效率降至约110 ps和75％。高计数率探测效率变差的幅度可以用DC模型进行解释，然而时间分辨的变化幅度用DC模型难以解释

重离子辐照粘红酵母诱变育种及其产油条件的优化

本论文以在微生物油脂生产中较具潜力的粘红酵母为材料，利用兰州近代物理研究所重离子研究装置（HIRFL）产生的80 MeV/u碳离子束对产油菌株粘红酵母进行辐照诱变, 采用含有脂肪酸合成酶抑制剂cerulenin的培养基进行高产油脂突变株的初选, 并通过磷酸香草醛反应和氯仿甲醇抽提法对初筛菌株油脂含量进行分析，复选出油脂产量和质量都有较大提高的突变菌株，并对其产油条件进行优化，以期获得一些其它诱变方法难以获得的高产油脂微生物突变株，大力开发离子束辐照技术在解决能源危机中的应用。通过本论文的实验研究，得到了以下初步结果 ： 1．液体培养基中，粘红酵母菌在接种后的40h－80h处于对数生长期，此时菌体的生长繁殖比较旺盛，活力最佳，为辐照诱变的最适时期。辐照后，不同来源的菌株对重离子辐射的敏感性有所不同，然而其存活趋势却大致相当。菌体的存活率都呈现出随辐照剂量的增加先减小后增加，再减小的马鞍型剂量－效应曲线。 2．cerulenin对酵母细胞的生长具有较好的抑制作用，浓度为8.96×10-6 mol/L时，抑制率达98%以上，可作为高产油脂粘红酵母菌的筛选浓度。通过磷酸香草醛反应法和氯仿－甲醇抽提法对初筛菌体油脂含量进行定量分析，结果表明初筛菌株的正突变率达66%以上。该方法快速方便，是一种较为理想的高产油脂酵母菌的筛选方法。通过这些方法，筛选出了2株油脂含量明显高于对照的突变株。 3．经实验发现，菌体培养物与磷酸香草醛试剂反应后在530nm的光吸收与氯仿－甲醇抽提法所测得的菌体油脂含量成正比，其标准曲线方程为y=38.2257x+0.67314，R2为0.995，从而建立起一种方便快捷的油脂定量测量方法，有望实现自动化分析。 4．通过对影响粘红酵母菌生长和油脂合成的几个主要因素(葡萄糖浓度、碳氮比、接种量、培养时间、温度、PH值)的初步探讨研究，得出了粘红酵母突变株的最佳产脂条件为: 葡萄糖浓度10％，碳氮比40:1，接种量10%，温度28℃，PH=5.0，培养时间为6天

高电荷态238Uq+在碳膜中电荷平衡时间的研究

离子通过物质过程中与靶原子发生碰撞，碰撞中大量电子被俘获和电离。当电子俘获截面与电离截面达到平衡时，出射离子的电荷态分布达到一个平衡的分布，这个分布与入射离子的核电荷数、速度、壳层结构以及靶材料的性质有关。研究离子通过物质后的电荷态分布和电荷平衡时间对于研究高电荷态离子穿越物质层时的电荷转换及平衡过程具有重要意义。 本文论述了能量为0.8 MeV/u 238Uq+离子通过不同厚度碳膜后的电荷态分布，并对铀离子在碳膜中的电荷平衡时间进行了研究。 实验中束流采用兰州重离子加速器国家重点实验室（HIRFL）首次加速出的能量为0.8 MeV/u 238U26+离子束。本实验是首次在兰州放射性次级束流线（RIBLL）实验终端进行，采用的实验方法新颖。为了研究不同初始电荷态的铀离子通过不同厚度碳膜后的电荷态分布，实验中采取让初级束流 238U26+通过0.1µm厚度碳膜后形成一个电荷态分布，通过调节二极磁铁的控制电流从中选择某一电荷态轰击碳靶，进行电荷态分布研究。 实验对0.8 MeV/u 238Uq+(q=26，29，34，39)通过不同厚度碳膜（5µg/cm2，15µg/cm2，26µg/cm2和225µg/cm2）后的电荷态分布进行了研究。结果发现：能量为0.8 MeV/u的铀离子通过5µg/cm2厚度碳膜后，出射铀离子的电荷态分布未达到平衡；同样铀离子通过15µg/cm2厚度碳膜后，出射铀离子的电荷态分布已达到平衡，平衡平均电荷态为33.72+；由此通过计算得到铀离子在碳膜中的电荷平衡时间为1/3×5.4fs<=t<=5.4fs

双奇核190Tl和146Tb高自旋态能级结构研究

本论文介绍了原子核高自旋态研究的一般概况及有关核模型，描述了在束γ谱实验的原理与技术、数据分析与处理方法，然后着重分析和讨论了双奇核190Tl和146Tb高自旋能级结构的特性。 利用能量为175和167MeV的35Cl束流，通过反应160Gd(35Cl,5n)研究了双奇形变核190Tl的高自旋能级结构。实验进行了γ射线的激发函数和各向异度、X-γ和γ-γ-t符合测量，建立了由πh9/2νi13/2扁椭球转动带和一个具有单粒子激发特征的级联组成的190Tl能级纲图。确定地指定了190Tl的转动带自旋值，首次发现了190Tl πh9/2νi13/2扁椭球转动带的低自旋旋称反转。基于双奇核Tl能级结构的相似性，重新指定了双奇核192-200Tl πh9/2νi13/2扁椭球转动带能级自旋值，澄清了二十多年来国际上一直没有解决的自旋值指定问题且在这些扁椭形变核中均出现了低自旋旋称反转。考虑了p-n剩余相互作用的2-准粒子—转子模型定性地解释πh9/2νi13/2扁椭球转动带出现的低自旋旋称反转现象。 利用118Sn(32S ,1p3n)反应研究了双奇球形核146Tb的高自旋态，建立了激发能达8.39 MeV的能级纲图，其中包括新发现的41条γ射线和新建立的27个能级，并指定了新发现能级的自旋值和部分能级的组态。146Tb81的低位激发态是二准粒子态，高位的激发态是四准粒子态，或二准粒子与偶偶核芯低位激发态的耦合，更高位的能级则是六准粒子态，甚至八准粒子态。利用经验壳模型对部分全顺排组态的激发能进行了理论计算

双奇核188Tl高自旋态能级结构研究

本论文首先介绍了在束谱学实验技术研究原子核高自旋态的基础理论知识，然后描述了实验数据的处理方法。在此基础上，详细分析并讨论了188Tl核高自旋态能级结构的性质。利用能量为170 MeV 的35Cl束流,通过157Gd(35Cl,4n)熔合蒸发反应研了188Tl的高自旋态能级结构。基于实验结果，建立了188Tl基于质子h9/2

187Pt的高自旋态能级结构研究

利用在束γ谱学技术和 173Yb(18O, 4n) 熔合蒸发反应研究了 187Pt 的高自旋态能级结构。在 78 和 85 MeV 束流能量下进行了X-γ-t和γ-γ-t符合测量。实验观测到基于νi13/2，ν7/2−[503]，νi213/2νj, ν3/2−[512] 和ν1/2−[521] 组态的转动带，并且利用推转壳模型(CSM) 和总Routhian面(TRS) 模型对这些转动带的带交叉，形状共存等性质进行了解释。总Routhian面(TRS)计算表明νi13/2转动带具有显著的负γ形变；负宇称带具有近似长椭球的形变。通过比较带内B(M1)/B(E2)比率的实验值和由 Dönau 和 Frauendorf 的半经典公式得到的理论值，发现ν7/2−[503] 转动带在低转动频率下的带交叉是由一对 h9/2 质子顺排引起的

球形核139Ce和过渡区核189Pt高自旋态能级结构研究

本论文主要包括以下两部分： 利用能量为50 MeV的 12 C 束流，通过反应 130 Te( 12 C,3n)产生了 139 Ce 的高自旋态。 基于标准在束核谱学实验方法，利用由14套BGO（AC）HPGe 探测器组成的探测器阵 列，进行了X- γ -t和 γ - γ -t符合测量，更新并扩展了 139 Ce 的高自旋能级纲图。139 Ce 的能级结构具有球形原子核的典型特征，其高自旋态是由单粒子激发形成的。本文利用 经验壳模型计算了 139 Ce 的多准粒子激发态能量，研究了其高自旋激发态的多准粒子特 性。 利用能量为88和95 MeV的 18 O 束流，通过重离子熔合蒸发反应 176 Yb( 18 O,5n)，布 居了 189 Pt 的高自旋激发态。实验采用 GEMINI γ射线探测器阵列，进行了X- γ -t 和 γ - γ -t 符合测量。基于γ - γ符合关系、γ射线相对强度、强度平衡原理和交叉跃迁等 信息，建立了新的 189 Pt 高自旋态能级纲图。实验观测到基于 1 13/2 i υ − ， 5/23/2 () f p υ 和 2 13/25/23/2 () ifp υυ − 组态的转动带以及多准粒子激发能级。其中， 1 13/2 i υ − 带的优惠和非优惠旋 称分支分别被扩展到 49/2+ 和31/2+ 能级。本工作利用三轴粒子-转子模型分析了基于 1 13/2 i υ − ， 5/23/2 () f p υ 组态的转动带性质，分析了它们波函数的主要成分，并建议它们分别 具有三轴形变和长椭形变。实验上发现结构非常相近的两个能级序列，我们建议它们具 有 2 13/25/23/2 () ifp υυ − 组态。第一次利用粒子-转子模型计算了这个基于三准粒子组态的转动 带能级能量，很好地再现了实验结果，并建议此带具有扁椭形变。由于与这个组态相应 的 Nilsson 轨道量子数显示了赝自旋量子数特征，我们建议此三准粒子组态转动带为赝 自旋伙伴带。

165Er的高自旋态研究

利用能量为42MeV和45MeV的9Be束流轰击160Gd自支撑靶，通过160Gd(9Be,4n)165Er熔合蒸发反应研究了165Er核的高自旋态结构。基于实验测量结果，扩展了基于ν5/2−[523]和ν5/2+[642]准粒子组态的转动带，观测到了连接这两条具有不同宇称的转动带的强电偶极跃迁。利用跃迁分支比，提取了带间电偶极跃迁的约化跃迁概率，并讨论了强电偶极跃迁与八极关联之间的关系。提取了ν5/2−[523]和ν5/2+[642]转动带的顺排角动量和能级能量旋称劈裂值，并进行了简单讨论。 High-spin states of 165Er have been studied using the 160Gd(9Be, 4n)reaction at beam energies of 42 and 45 MeV. The previously known bands based on the ν5/2−[523] and ν5/2+[642] configurations have been extended to high-spin states, and electric-dipole transitions linking these two opposite parity bands were observed. Relatively large B(E1) values have been extracted experimentally from the branching ratios, and were attributed to octupole softness. Alignment and signature splitting in energies in the ν5/2−[523] and ν5/2+[642] bands have been extracted and discussed briefly. 熔合蒸发反应;高自旋态;电偶极跃迁;八极关联

快重离子在SiO2基材料中引起的强电子激发效应研究

具有特殊结构的SiO2基材料与Si平面工艺具有好的兼容性，在光电技术中的发光二极管、固体显示屏等器件的研制方面有巨大的潜在应用价值。本论文以快重离子与物质相互作用的特点为依据，选择具有重要应用价值的SiO2基材料，研究快重离子辐照在SiO2基材料中引起的强电子激发效应，特别是辐照相变等现象，探索制备具有特殊功能的新型材料的方法，主要开展了如下研究： 1）在单晶Si衬底上通过高温湿法氧化一层SiO2薄膜，制备出SiO2/Si样品；在室温条件下，用能量为100 keV的碳离子注入样品，注入剂量分别为2.0×1017、5.0×1017和1.2×1018 ions/cm2，使样品SiO2薄膜中一定区域内C、Si和O原子达到适当的原子浓度配比；再用能量为308 MeV的Xe和853 MeV的Pb离子在室温下对注碳后的SiO2/Si样品进行辐照，Xe离子辐照是在兰州重离子加速器国家实验室的扇聚焦回旋加速器（HIRFL-SFC）的重离子辐照终端上完成，辐照剂量分别为1.0×1012、5.0×1012、1.0×1013、1.0×1014 Xe-ions/cm2，Pb离子辐照实验是在法国重离子激光交叉学科研究中心(CIRIL,Caen)的中能离子辐照终端（IRASME）完成的，辐照剂量分别为5.0×1011、1.0×1012、2.0×1012、5.0×1012 Pb-ions/cm2；最后用荧光光谱、红外吸收光谱、拉曼光谱和透射电子显微镜分析等技术对样品进行了表征。研究了样品发光与注碳剂量、辐照剂量和离子在薄膜中电子能损值的依赖关系，辐照引起SiO2薄膜中微结构改变与实验参数的依赖关系。发现快重离子辐照能显著改变注碳SiO2/Si样品的发光特性，如在5.0×1012 Pb-ions/cm2辐照的注碳2.0×1017 ions/cm2的样品中，探测到了很强的位于456、484和563nm的发光；在电镜照片中观察到了8H-SiC纳米晶及其他微结构的形成。基于实验结果，对薄膜发光特性与微结构改变之间的关系进行了初步探讨。 2）利用磁控溅射在单晶SiO2表面沉积Ni薄膜，制备了Ni/SiO2样品；在室温下用能量为308MeV的Xe和853MeV的Pb离子辐照Ni/SiO2样品，离子穿透Ni薄膜和Ni/SiO2界面，Xe、Pb离子辐照分别在HIRFL-SFC和法国CIRIL的IRASME辐照终端上完成，辐照剂量为1.0×1012、5.0×1012 Xe/cm2和5.0×1011Pb/cm2；用卢瑟福背散射技术和X射线衍射谱对样品进行了分析，研究了界面原子混合及相变效应与辐照剂量、电子能损值的依赖关系。发现快重离子辐照能引起Ni/SiO2样品界面处原子的混合，并导致界面形成NiSi2或Ni3Si新相，且原子扩散量随辐照剂量和电子能损值的增大而增大。 3）以热峰模型原理为基础，对实验观测到的快重离子辐照效应特别是电子能损效应的产生机理进行了探讨

重离子辐照引起的金属/金属界面混合与相变研究

本论文用重离子在室温下辐照Fe/Cu(Si/Fe(10nm)/[Cu(2.5nm)/Fe(2.5nm)]8/Cu(5n m)、Si/Fe(10nm)/[Cu(4nm)/Fe(4nm)]5(8)/Cu(4nm)、Si/[Fe(10nm)/Cu(10nm)]5)和Fe/Nb(Si /[Fe(10nm)/Nb(4nm)/Fe(4nm)/Nb(4nm)]2/[Fe(4nm)/Nb(4nm)]4))金属多层膜样品，然后利用X射线衍射谱、俄歇电子元素深度剖析谱、透射电子显微镜和振动样品磁强计对样品进行分析。主要研究界面原子混合、相变现象及其与离子辐照参数之间的关系。 1. 室温下用400 keV Xe离子辐照Fe/Cu(Si/Fe(10nm)/[Cu(2.5nm)/Fe(2.5nm)]8/Cu (5nm)、Si/Fe(10nm)/[Cu(4nm)/Fe(4nm)]5/Cu(4nm))和Fe/Nb多层膜。结果显示：随着辐照量的增加，离子辐照引起了Fe/Cu多层膜中Fe与Cu原子的混合和Cu基fcc固溶体和Fe基bcc固溶体地出现；而在Fe/Nb多层膜中，离子辐照引起Fe与Nb原子的混合和FeNb固溶体和非晶态FeNb合金相的出现。随着样品的结构变化，样品的磁滞回线也发生了变化。 2. 室温下用2 MeV Xe离子辐照Fe/Cu和Fe/Nb多层膜。结果显示：随着辐照量的增加，首先发生Fe、Cu原子的偏析和界面锐化，接着发生混合，辐照量较大时形成Cu基fcc固溶体和Fe基bcc固溶体；而在Fe/Nb多层膜中，低辐照量辐照引起多层膜的界面锐化，高辐照量辐照引起Fe与Nb原子混合和FeNb固溶体和非晶态FeNb合金相的出现。随着样品的结构变化，样品的磁滞回线也发生了变化。 3. 室温下用2.03 GeV Kr离子辐照Fe/Cu和Fe/Nb多层膜。结果显示：对于Si/Fe(10nm)/[Cu(4nm)/Fe(4nm)]5/Cu(4nm)多层膜，辐照量为1.0×1013ions/cm2时，发生Fe、Cu原子的偏析和界面锐化；对于Si/[Fe(10nm)/Cu(10nm)]5多层膜，随着辐照量的增加，首先发生Fe、Cu原子的偏析和界面锐化，接着发生混合；对于Fe/Nb多层膜，低辐照量辐照引起多层膜的界面锐化，高辐照量辐照引起Fe与Nb原子混合。随着样品的结构变化，多层膜样品的磁滞回线也发生了变化。 4. 室温下用1.08 GeV Kr离子辐照Fe/Cu和Fe/Nb多层膜。结果显示：在Si/Fe(10nm)/[Cu(4nm)/Fe(4nm)]5/Cu(4nm)、Si/[Fe(10nm)/Cu(10nm)]5和Fe/Nb多层膜中，辐照引起Fe层与Cu（Nb）层混合。随着样品的结构变化，多层膜样品的磁滞回线也发生了变化。 最后，对重离子辐照引起多层膜界面原子混合及相变的机理进行了探讨

薄膜硅材料的重离子辐照改性研究

选择具有重要应用价值的纳米晶硅及非晶硅薄膜材料，对比研究了快重离子辐照薄膜Si材料所引起的辐照效应，主要有如下工作： 1) 用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)以及常压化学气相沉积法(APCVD)在玻璃衬底上制备纳米晶硅薄膜(nc-Si)与非晶硅(a-Si)薄膜。制备的nc-Si和a-Si薄膜的厚度分别为∼200 nm和∼400 nm。 2) 室温下，用94 MeV的Xe离子辐照nc-Si和a-Si薄膜以及单晶硅(c-Si，晶向(100)，电阻率0.001 Ω·cm，作为对比样品)，辐照量分别为1.0×1011、1.0×1012 和1.0×1013 ions/cm2。所有样品均在室温下用UV/VIS/NIR光谱仪、Raman谱仪进行检测分析，对比研究纳米晶、非晶、单晶硅样品的光学性能及结构的变化。 3) 通过UV/VIS/NIR谱，我们得到了不同结构硅材料的光学带隙值及折射率随辐照量的变化规律。通过分析硅材料辐照前后Raman谱的变化，讨论了不同晶体结构的影响。 4) 结合UV/VIS/NIR与Raman结果初步讨论了硅材料结构影响辐照效应的机理。对于a-Si薄膜样品，辐照可能引起了样品局域的再结晶。对于nc-Si薄膜样品，Xe离子辐照先引起nc-Si晶粒的破碎，使样品出现非晶化过程，然后再遵从a-Si薄膜样品中离子辐照效应变化规律

高能kr离子辐照聚合物膜的潜径迹及其辐照降解特性的研究

本文简要叙述了快重离子在固体材料，特别是聚合物材料中引起的强电子激发效应研究的基本理论、发展历史和研究现状。描述了在兰州重离子加速器上完成的25 MeV/u 86Kr离子辐照叠层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜（PET）和聚碳酸酯（PC）膜的实验及结果分析。应用傅立叶红外变换光谱（FT-IR）及X-射线衍射分析（XRD）方法研究了在不同电子能损及不同注量辐照条件下，高能Kr离子在聚合物PET和PC潜径迹中引起的的损伤效应。结果表明：高能Kr离子在聚合物PET、PC膜引起的损伤主要是由于辐照引起的断键及键的重组产生的官能团的降解及非晶化过程，损伤截面存在电子能损阈值，且与官能团的结构有关。 对PET的傅立叶红外变换光谱分析结果给出，电子能损为7.25 keV/nm时，对应官能团吸收峰794 cm-1, 849 cm-1, 1021 cm-1, 1341 cm-1, 1410 cm-1, 1505 cm-1,的损伤截面半径分别为：3.63 nm, 4.70 nm, 4.58 nm, 3.54 nm, 5.17 nm, 5.32 nm。X-射线衍射分析结果表明，PET的非晶化转变截面随离子注量和电子能损的增大而增加，（100）衍射峰的相对强度I/I0随离子注量的增加而指数衰减，对应电子能损为6.62, 6.93, 7.25 keV/nm，其相应的非晶化半径分别为4.86, 5.64, 6.77 nm。 对PC的傅立叶红外变换光谱分析表明，当电子能损比较小，大多数官能团的红外吸收无明显变化，直到当辐照注量为2×1012 ions/cm2 且电子能损比较大时，其绝对吸收强度才发生明显的改变。电子能损为6.37 keV/nm 时，对应官能团吸收峰为519 cm-1, 605 cm-1, 724 cm-1, 1014 cm-1，其损伤截面分别为：13.12, 45.40, 50.21, 56.28 nm2

利用重离子辐照及蚀刻技术制备锂离子电池隔膜

本文通过对目前锂离子电池市场及锂离子电池隔膜制备现状的研究，提出采用重离子辐照技术制备锂离子电池隔膜的新方法。拓展了重离子辐照技术的应用，为锂离子电池隔膜的国产化另辟蹊径。实验中，用能量25 MeV/u 的Kr86及11.4 MeV/u的197Au离子，以1×108 cm-2-5×109 cm-2剂量辐照聚丙烯薄膜，通过电导测量法监测蚀刻液的参数，包括温度、硫酸浓度、重铬酸钾浓度对径迹蚀刻速率的影响，得到适合的蚀刻条件；并用场发射扫描电镜对孔的形状及孔径大小进行表征；成功制备出孔径均匀、具有密度和大小可控的重离子径迹聚丙烯孔膜；对孔洞锥角的形成进行分析，给出锥角的计算公式，为利用重离子辐照技术制备锂离子电池隔膜提供了实验数据

放射性核素引起反应中同位素分布的同位旋效应及19Na产生截面的ya研究

本论文介绍了放射性核束物理研究的现状以及当前常用的几种同位旋相关的重离子微观输运理论，对传统的 Boltzmann-Langevin 方程（BLE）考虑了同位旋相关的平均场、核子-核子碰撞截面和泡里阻塞，面且在初始化相空间的抽样中区分了中子和质子，并合模型也考虑了同位旋效应，建立了同位旋相关的 Boltzmann-Langevin 方程（IBLE）。利用IBLE对放射性核引起反应中的同位素分布，~(19)Na 的产生截面，以及中能重离子碰撞中的径向膨胀流进行了系统的研究，并对超重核的合成进行了一些初步的讨论。利用 IBLE 分别研究了不同弹核 ~(14)O，~(16)O 和 ~(18)O 在入射能量为 28.7MeV/u 下轰击不同靶核~7Be 和 ~9Be的反应，计算生成碎片的产生截面，发现用丰中子（缺中子）炮弹或丰中子（缺中子）靶进行反应，所得到的产物均有丰中子（缺中子）的碎片出现。同位素分布宽度和峰位入射体系密切相关，产生碎片的电荷数越接近于入射弹核的电荷数，则同位素分布的宽度越大，峰位偏离β稳定线值越远，其同位旋效应越明显。在28.7 MeV/u入射能量下，对反应系统 ~(17-20,22)Ne + ~(12)C 和 ~(20)Ne + ~9 进行了研究。对核素 ~(19)Na 产生截面进行计算和比较后，发现缺中子核引起的反应，具有更大~(19)Na的产生截面。通过研究反应系统 ~(40)Ca + ~(58)Ni 和 ~(40)Ca + ~(58)Fe 的径向膨胀流随入射能量的变化关系，发现径向膨胀流存在着强烈的同位旋相关性。利用径向膨胀流随入射能量的变化关系和拟和结果，从理论上证实了存在使径向膨胀流为零的特定入射能量，发现对于不同的反应体系这个能量是不同的，它随同位旋自由度的变化而变化。

丰质子奇异轻核反应总截面测量

核反应总截面是表征原子核反应基本特征的一个基本量，从实验测得的核反应总截面中可以得到有关核反应、核结构和核内核子分布的信息。在由放射性束流所产生奇的结构与各种反应机制研究中，反应总截面的测量更是具有特殊的重要性，具有奇异晕核结构的核的一个典型的物理现象就是其反应总截面要比稳定核大很多，Tanihata等人最早就是通过对放射性束流的相互作用截面的测量发现了具有奇异结构的核，即中子晕核。这次实验结果得出的跟放射性奇异核性质等有关的一些有趣现象，为放射性束核物理的研究注入了新的活力。我们采用能量为80MeV/u的初级~(20)Ne束轰击3mm厚的初级Be靶，在RIBLL上测量了由初级靶上产生碎裂反应所得到的次级~(12)N, ~(17)F和~(17)Ne等质子滴线核在硅靶上的中能核反应总截面，从而进一步补充了现有的中能区奇异核反应总截面测量的空白，并对现有的数据进行了检验。由于~(12)N, ~(17)F和~(17)Ne都是有争议的可能具有奇异质子结构（质子晕或质子皮）的核，测量它们在中能区的核反应总截面，可以对上述说法的成立与否提供实验上的验证。在与相邻同位素核的反应截面测量结果的比较中，发现实验得出的这些奇异核的截面值都偏大，而且由相对论平均场（RMF）计算得到的它们的质子密度分布明显比中子分布松散的多，因此推断它们可能具有奇异质子分布结构。并且基于库仑修正后的微观Glauber模型的理论计算出这些奇异核反应截面的结果同我们得出的实验数据吻合得很好。为了更精确地进行奇异核反应总截面的测量，研制了两种双维位置灵敏平行板雪崩电离室（PPAC），可以放在待测硅靶前，用来选择小于一定入射角的次级束粒子，有助于得到更准确的结果。该PPAC的有效探测面积为50 * 50mm~2，分别采用电荷分除法和延迟线读出的方法确定入射粒子的位置，并具有结构简单、价格便宜的特点。用三组分α源(5.155Mev~(239)Pu, 5.486 Mev~(241)Am, 5.806Mev~(244)Cm) 对探测器进行了测试，由阴极电荷分除读出法得到的位置分辨（FWHM）约为1.5mm。