中能重离子碰撞中的同位旋效应和热核巨共振中的有限力程研究

本论文包括两部分内容，第一部分是关于中能重离子碰撞中的同位旋效应研究。第二部分是热原子核巨共振中有限力程研究。随着放射性次级核束的产生和利用，使得中能重离子碰撞中的同位旋效应研究成为核物理学的重要前沿课题。通过从稳定线到滴线附近大跨度同位旋范围内的重离子反应，使得人们可以提取核物质状态方程和介质中核子－核子碰撞同位旋旋相关截面的知识。我们将量子分子动力学(QMD)改造成为同位旋相关的量子分子动力学(IQMD)，对中能重离子碰撞中同位旋效应进行了深入而系统地研究。在研究丰中子和缺中子系统的多重碎裂过程中，发现了多重碎裂过程的同位旋效应，例如缺中子系统的中等质量碎片多重性大于丰中子系统。这对于了解多重碎裂的机理有重要意义。在研究对同位旋相关的核物质状态方程(对称势)和介质中核子－核子碰撞截面灵敏的观测量过程中，发现前平衡发射中子－质子比在较宽能区内(E<150MeV／u)对同位旋相关的核物质状态方程灵敏，但对介质中同位旋相关的核子-核子碰撞截面不灵敏；而原子核阻止在中能区(费米能

中能重离子在生物组织中产生的核碎片

在利用重离子束治疗肿瘤和辐射生物学效应研究中，重离子束产生的核碎片会引起辐射场的改变。一方面主束的粒子数减少，另一方面产生了低Z的弹核碎片。这直接影响了主束的剂量-深度分布，这些低Z的碎片在主束Bragg峰外会产生附加的剂量，进一步影响生物学效应，而这种影响随离子射程的增加而增加。发展精确计算剂量的物理模型就必须有重离子束在等效生物组织中产生碎片的实验数据。有关碎片研究的实验，已广泛进行了许多年，近年来随着人类对加速器物理技术应用到放射治疗和人类对空间探索防护的需要，研究重离子束与生物相互作用以及弹核碎片的影响，已成为各国核应用科学家研究的热点问题，然而，有关中能重离子在等效生物组织中的实验数据并不多。基于此，本论文对这一问题，利用HIRFL产生的55MeV/u ~(40)Ar在 1.5mm有机玻璃(生物组织等效材料)中产生的碎片，对不同角度分布情况进行了研究，结果表明，重离子在生物组织等效材料中产生的核碎片，主要集中在向前的很小角度范围，碎片随角度的增加，原子序数接近主束的碎片产额急剧减少，而质子的角分布最广，在同一角度内的产额比其它碎片高：主束的展宽较小。将主束的剂量贡献与各角度的碎片剂量贡献总和比较，主束的剂量远大于各角度的碎片剂量贡献总和，这说明碎片的展宽效应就剂量方面考虑影响很小，但它对生物效应的影响还需要研究。本文还利用RIBLL80MeV/u ~(20)Ne离子产生的低强度62.8 MeV/u ~(12)C离，对不同厚度有机玻璃产生的核碎片进行了研究。结果表明，主束产额随厚度的增加呈现指数衰减；而碎片产额随厚度的增加而增加，且在某一厚度产额逐渐饱和。重离子在生物体内产生的核碎片不利于重离子治疗，为此本文在理论上全面考虑了碎片对剂量的贡献后，提出了剂量-深度曲线计算方法，其计算结果与实验数据符合相当好。但对其广泛应用还需更多的实验数据验证。通过对中能重离子在生物等效组织中碎片的研究，提出了在放射治疗中应尽量采用轻的离子束以减少碎片对治疗的影响；而在象育种那样的诱变工作中，考虑到提高诱变效率，应尽量采用重的离子束。论文还对剂量测量中复合效应的影响进行了研究，并提出了修正F的计算公式。对剂量监测系统性能的研究表明，在治疗中，当达到治疗剂量后，治疗系统切断束流的反应速度对治疗效果有不可忽视的影响，为此在应用重离子束治疗的控制中必须引起注意。还研究了实验中产生的中子角分布及其防护。产尘的中子剂量与重离子束剂量的比较表明，中子剂量的贡献在应用重离子束治疗中是可忽略的。总之，论文通过碎片效应的实验和理论研究积累了一些有价值的资料，它们对重离子辐射育种、重离子放射治疗和放射治疗中中子防护是有用的。

HIRFL与HIRFL－CSR中子辐射源项的研究

为适应我所重离子加速器、特别是在建的HIRFL-CSR辐射防护工作的需要，本文计算了100、600、900MeV/u的~(12)C离子轰击Cu厚靶出射的中子能谱；为了用现有的实验数据验证本文所采用方法的效能，也计算了800MeV/u的Si和400MeV/u的Ar轰击Cu厚靶出射的中子能谱。主要采用的方法是：采用蒙特卡罗方法模拟计算入射粒子在厚靶中的能损、发生核反应时的动能及相应的几率；QMD程序计算出各个能量的薄靶的出射中子的双微分截面；根据在厚靶中入射离子发生核反应的能量、概率和出射的中子双微面计算出厚靶核反应中子产额。根据与实验值的比较，指出如假设参加核反应的入射离子初次轰击完靶后，保持核的完整性及初次核反应速度继续在靶的剩余部分中飞行，并如初始入射离子一样模拟计算其轰击靶时的动能和概率，可以提高其与实验值相符的程度。从辐射防护剂量学所允许的误差来看，所采用的方法的可行的，得出的结果是可用的。

35 A×MeV 40Ar + 159Tb/197Au 反应中高激发核性质与反应机制研究

中能重离子碰撞的反应机制及其形成的高激发核的性质研究是当前中能重离子核物理研究的重要领域。本文通过对35 MeV/u~(40)Ar+~(159)Tb/~(197)Au反应中出射的轻粒子、中等质量碎片(IMF)和复合核裂变碎片的符合测量，研究了中等质量碎片的发射机制、类靶核的形成机制及其裂变时标、复合核的温度与激发能以及两者之间的关系等。利用前角探测器组的测量对前角区出射的IMF的单举和关联数据进行了分析。由弹核碎裂理论中的Gozdhaber关系式拟合了类弹碎片的能谱，由此提取的弹核的动量分布约化宽度为σ_0 ≈ 100MevV/c。通过Gemini模拟与IMF-IMF关联数据的对比揭示出激发的类弹碎片的裂变是关联IMF的一个重要来源。由IMF与裂变碎片以及IMF与后角轻粒子的关联数据显示出，在前角区域，当IMF的能量低于10 MeV/u时，复合核的蒸发对较轻IMF有较大的贡献；当IMF能量在10-24 MeV/u的区域时，IMF能量与复合核平均速度以及激发能之间存在着很强的依赖关系，说明这些IMF主要来源与弹靶之间的耗散反应；当IMF的能量超过24 MeV/u后，IMF能量与复合核平均速度以及激发能之间没有关联或关联很弱，说明在弹核碎裂的同时，靶核也发生了碎裂，它们共同贡献出部分核子形成了"中速源"或"颈部"。通过对复合核裂变时出射的关联裂片以及后角轻带电粒子的测量，提取了复合核的激发能以及在不同激发能能下所对应的核温度。对于中心碰撞，Au靶形成了E~* = 4MeV/u、T_(init) = 7.1 MeV的热核，Tb靶形成了E~* = 4.7MeV/u、T_(init) = 7.7MeV的热核。对其量热曲线的研究显示出，在当前入射能下没有观测到原子核液气相变的特征。由类弹碎片（PLF)与类靶核两个裂片的关联数据，提取了类靶核裂变轴在反应平面内的转动角度，并由此计算出类靶核的、裂变时标。在对称裂变时，类靶核的寿命约5 * 10~(-20) s，在非对称裂变（η =0.6）时降为约1.7 * 10~(-21) S。同时我们认为类靶核的裂变存在两种机制，即动力学裂变和统计裂变，分别对应于裂变轴在反应平面内的非各相同性分别和各相同性分布。

利用HIRFL评估半导体器件单粒子效应敏感度的研究

用55MeV/u的~(40)Ar，离子对国内第一台专用的单粒子效应加速器模拟实验装置的注时探测器、能量探测器以及均匀度探测器进行了刻度。利用高能~(136)Xe离子获得了静态存储器IDT71256的单粒子翻转饱和截面和单粒子闭锁截面，在国内首次得到了该器件完整的G一LET曲线。并用改进的FONT方法预示了该器件以及其它常用宇航器件的在轨翻转率；用FOM公式、Barak经验公式和Lar叮模型推算这些器件的质子饱爪佩截而，少一仁对二种方法推算的结果进行了比较；探讨了利用HIRFL提供的高能~(12)C离子来模拟质子引起的单粒子效应的可能性；利用翻转截面与离子入射角度的关系估算了IDT71256敏感区的厚度以及聚酞亚胺膜的厚度，获得了截面与离子沉积能量的关系，临界沉积能量与临界LET值吻合，聚酞亚胺膜的厚度与对同类器件测量的结果一致；研究了离子入射角度对多位翻转的影响，在高LET值轰击下以及高能离子掠射的情况下，IDT71256多位翻转的比例可以高达70％，对于MBU敏感区中沉积的总能量及其分布范围是两个重要的参数；IDT71256单粒子翻转截面的角度效应主要是多位翻转的贡献；对实验中各种误差来源进行了分析。部分研究结果己经应用于星载七卜算机系统的抗辐射加固设计，建立的实验方法和理论模型为利用HIRFL开展宇航器件单粒子效应敏感度的评估奠定了坚实的基础。

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。

中能重离子碰撞中激发热核性质同位旋效应的实验研究

中能重离子碰撞中的核反应机制及其形成的高激发热核的性质是中能重离子物理研究的重要领域，而高激发热核性质的同位旋效应研究是这一领域的热点之一。选取了具有不同N亿比的反应体系以研究激发热核性质的同位旋效应。本论文涉及的反应系统三对共六个反应体系：55MeV／u~(40)Ar+~(58.64)Ni、30MeV/u~(40)Ar+~(112,124)Sn、35Mev／u~(36)Ar+~(112,124)Sn，这六个反应体系的N／z比分别为1.13，1.26、1.24，1.41、1.18，1.35。分别从带电粒子多重性、相对态布居核温度、关联函数等角度研究了这三对反应体系高激发热核性质的同位旋效应。在55MeV／u 40Ar+58,64Ni核反应中，用兰州4π带电粒子探测器阵列测量带电粒子多重性，研究了He和中等质量碎片的产额与反应系统的同位旋的关系，以及这种同位旋效应与反应系统的碰撞参数（即碰撞的激烈程度）、系统的激发能的变化关系。对两个反应系统，观察到带电粒子多重性中He的比分随带电粒子多重性的增加而增大，带电粒子多重性中IMF的比分随带电粒子多重性的增加而先增大，后减小的规律。两个反应系统虽然具有相同的核电荷数，但轻粒子He和中等质量碎片在多重性中的比分有明显的同位旋相关性。在30Mev／u40Sn、35MeV/u~(40)Ar~(112，124)Sn、35Mev／u 36Ar＋112,124Sn反应中用13单元望远镜探测器阵列测量了小角关联粒子。由价a关联函数提取了30Mev／u 40Ar＋112，12Sn反应系统中激发热核的态布居核温。对于不同同位旋反应系统舜UAr＋112Sn和4VAr+124Sn，提取的相对杰布居核温度分别是4.18+0.28/0.21MEV和4.10士0.22/0.20MeV；考察态布居核温度和粒子能量的关薰时，观察到两个系统的发射温度均随着粒子能量的增加而降低，缺中子系统40Ar＋l12Sn中由低能时的5.13士.30/0.26MEV降低到高能时的3.87士0.37/0.29MeV，丰中子系统40Ar＋124Sn中由低能时的5．39士0.30/0.26MeV降低到高能时的3．32士MeV。讨论了这种布居态核温度的同位旋相关性。在35Mev／u 36Ar＋112，124Sn反应中提取了洲F（3‘25）的约化速度关联函数。相对丰中子36Ar＋124Sn系统的IMF关联函数在小约化速度处反关联程度更强，表明36Ai＋124Sn系统的发射IMF的平均时间更短。用MENEKA程序提取了两个系统IMF的平均发射时间，36Ai＋112sn反应中IMF的发射时间约为150fm/c，而36Ar十124Sn反应IME的发射时间稍短，约为120fm／c。以关联IMF的单核子总能量／动量为窗条件，发现低能IMF关联函数几乎没有差别，而高能IMF关联函数在小约化速度处的差别更为明显，表明两个系统IMF关联函数的同位旋效应可能来自于IMF的早期发射。为了得到进一步的信息，我们提取了高动量窗条件下的IMF发射时间，它们比平均发射时间短，36Ar＋112Sn反应中高能IMF的发射时间约为100蒯c，而36Ai＋124Sn反应中IMF的发射时间则更短，约为50fm/c。

DNA重离子辐照敏感性序列的探索

DNA是辐射损伤的关键靶分子．有关高LET射线诱导的D＼A双链断裂（DSB）的机理之一，即DNA上是否存在辐射敏感性序列己逐步成为辐射生物学研究的热点基于重离子对DNA损伤的重要性和复杂性，刘DNA DSB非随机分布现象和DNA上是否存在敏感性序列，口前仍颇有争议，对其机理没有统一的解释．木论文瞄准DNA辐照敏感性这一前沿课题，从实验和理论两个方面进行研究．本研究的两个主要目的：1．实验卜用重离子对体外D狱照射，验证垂离子诱导的DSB非随机分布．2．理论上建立模型，揭示DNA簇损伤机理，预测。SB的分布．实验的材料与方法：采用兰州重离子加速器装置引出的7.19MeV/u20UNe7+，5.19 MeV/u 22No2+离了辐照质粒DNA．对辐照样晶，采用凝胶电泳分析！〕M链断裂分布；采用红外技术分析DM的微观损伤．理论模型：对DSB非随机分布机理提出假设：一方面与重离子在其径迹周围产生的人量低能次级电子有关；另一方而与DNA碱基的化学性质以及碱基的排列特征有关，即DNA上存在敏感性序列．建立了DNA吸附低能电子共振激发引起D＼A损伤模型，探索了将量子化学从头计算用在DNA损伤机理的研究中．结果：1．电泳结梁证实了DSB片断的非随机性分布，结果还发现，大剂量照射时DNA出现严重的交联，剂量越大交联产额越高，而且交联片断分布也是非随机的．2．红外分析发现DNA上关键基团的特征峰振动强度随剂量的增加而增加，剂量效应明显．3．得出了质粒DNA三种形式变化与剂量的关系。4.掌握了基于LinLlx系统的Trax对重离子深度剂量模拟．5．用量子化学计算了小分子的电子激发势能面以及DNA上小官能团，以及寡核营酸的化学性质．

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%。

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。

重离子蚀刻径迹中金属纳米线阵列的研制

本论文主要进行了核孔膜的蚀刻和紫外光辐照效应研究，以及在核孔膜模板内进行Cu、CO金属纳米线阵列的制备研究。在UNILAC（GSI，Darmstadt）加速器上真空和室温条件下对30μm厚的聚碳酸酯（PC）薄膜进行快重离子辐照，照射离子为11． 4 MeV／u的Au离子，辐照剂量在lion／cm，-3X109i0ns／cm，之间。重离子辐照导致在PC中产生潜径迹，通过化学蚀刻的方法将潜径迹放大而形成孔道。蚀刻速率与蚀刻温度、蚀刻液浓度、紫外光辐照敏化等参数密切相关。结果表明随着温度的升高蚀刻液浓度的增加、紫外光辐照时间的增长径迹蚀刻速率剧烈增加。此外，通过紫外可见光谱和力学性能测试发现，紫外光辐照会使Pc膜的光学性能和力学性能发生显著的变化。在能量密度为16mw／cm2的紫外光下，当膜两侧分别经过17．5小时的光照以后，392 nm处的吸收峰消失，而且其断裂伸长率大大减小。作为紫外光辐照效应的一个应用，我们利用“紫外光辐照＋液氮冷冻”的方法成功制备出了核孔膜断面的扫描电子显微镜样品，此方法能使样品的断面含有较少的残余应力从而使膜在断裂过程中没有发生明显的变形，使断面很好显现了膜和孔道的原始信息，如孔密度、形状、尺寸等。利用PC核孔膜作为模板用电化学沉积方法制备出了金属纳米线阵列。用磁控溅射的方法在PC膜模板的一面沉积一层Pt金属薄膜在电沉积过程中用作阴极。在自制的电沉积系统中用直流沉积的方法在PC核孔膜模板中成功制备出了Cu和Co金属纳米线，并运用SEM、xRD、VSM等手段对纳米线进行分析。结果表明，制备出的Cu纳米线长度约为30μm，直径从nm到协m量级，具有面心立方（fcc）结构，且纯度很高没有发现杂质。对Co纳米线阵列的xRD结果进行分析可以看出，制备出的c。纳米线阵列具有两种晶体结构：单相hcp结构和hcp、fcc共存结构。从vsM测量结果可以看出，Co纳米线阵列存在磁各向异性，即平行于纳米线轴向和垂直于纳米线轴向的剩余磁化强度和矫顽力存在明显差异，这主要是由于纳米线的形状各向异性和纳米线之间的磁相互作用引起的。

~(23)Si + ~(238)U非完全熔合裂变与跟随裂变测量

用~(28)Si束流在15.0 Mev/A和21.7 Mev/A两个能量轰击~(238)U靶，裂变碎片由六片PSAD来探测，六片PSAD分为两组，前角组覆盖角度为5°～ 74 °，后角组覆盖角度为-60 °～ -168。在这能区出现了非完全线性动量转移现象，线性动量转移分布是双峰结构，小线性动量转移部分对应于跟随裂变，大线性动量转移部分对应于非完全熔合裂变。用线性动量转移将它们区分开来，得到了跟随裂变截应的相对激发函数。用简单的引导粒子模型对非完全熔合裂变线性动量转移最可几值进行了估算，并与21.7Mev/A的实验进行了比较。用跟随裂变线性动量转移最可几值修正后对其类靶核激发能进行了估算，用单体耗散能对其进行了解释。在这能区，考虑了线性动量转移修正后，总动能仍符合Vio/a系统化公式。由于轻粒子蒸发使裂变碎片产生出反应平面角，得到出反应平面角分布的标准偏差与激发能的关系。发现对Zcn> 100的重系统，有额列轻粒子发射现象

42 MeV/u~(12)C与~(115)In反应的靶余核

本实验使用放射化学方法测定了42 MeV/u (12)C与~(115)In相互作用靶余核的生成截面。借助高斯电荷分布的假设得到了靶余核的质量分布。将实验得到的质量分布与熔合碎裂模型和级联的两体衰变模型进行了比较。特别值得注意的是，使用统计的两体衰变模型Monte Carlo GEMINI程序计算第一次与实验结果符合得非常满意。同时计算结果也表明：在42MeV/u的轰击能量下，完全熔合对靶余核的产物仍然有很大的贡献。在同样的假设下，得到了靶余核的同位素分布。可以看到，同位素分布的宽度随靶余核原子序数的增加而增加，在此对利用中能重离子反应生成新的远离β稳定线的缺中子核素进行了讨论

10～100 MeV/u能区重离子反应机制的研究

把QMD模型扩展至10～100MeV/A能区，研究了该能区的重离子碰撞，并仔细检验了初始核在基态时传播的稳定性条件。~(40)Ca+~(40)Ca系统，在10 ～ 100MeV/A能区范围内研究了重离子反应机制随入射能量及碰撞参数的演化情况。我们发现，反应机制随能量的变化并不是突然的跃迁，而是一个连续的变化过程，不同的反应机制可以同时存在并发生竞争。在中心碰撞时，反应机制从全融合发展至非全融合，最后演化至碎裂机制。在周连碰撞时，随着入射能量的增加，根据我们提出的关于深部非弹碰撞和参加者－旁观者质量分布的判据，反应机制的可能变化趋势为从非完全融合或深部非弹碰撞到参加者－旁观者，最后发展至碎裂反应。我们知道，目前还没有人用QMD模型来研究过渡能区DIC机制的基本特征，我们还对~(20)(25Mev/A)+~(20)Ne系统周边碰撞时DIC机制的基本特征作了研究，计算结果表明：在中能区，DIC机制仍然存在，同时，在质量分布、旋转效应及能量损失方面具有低能时相同的特征，但与低能DIC的明显差别在于，出射的中间质量碎片已成为质量分布的主要部分，出射的轻粒子数目也相对增多。当碰撞参数小于7fm时，这里存在着不同反应机制的共存及竞争。根据质量分布随时间的演化情况，我们发现，中间质量碎片主要是由动力学过程中平均场涨落引起的动力学不稳定性造成的，统计衰变也贡献较小的一部分。由粗糙估计可以看出，25MeV/A时~(20)Ne+~(20)Ne系统的DIC机制仍然是一个趋向于平衡过程。相又于低能区，中能区的周边碰撞显得相当复杂

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