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～8Li次级束的产生及～2H(～8Li,～9Be)n反应截面的测量

作　者: 曾晟
导　师: 柳卫平
学　校: 中国原子能科学研究院
专　业: 粒子物理与原子核物理
关键词: 反应截面放射性次级束核天体物理放射性束远离β稳定线不稳定核质心系能量天体演化合成模型宇宙演化
分类号: O572.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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内容摘要

在天体演化和宇宙演化的过程中，核反应起了并继续起着极为重要的作用。核天体物理是一门新兴的交叉学科，其感兴趣的反应入射道多包含不稳定核。放射性次级束的产生扩展了弹核的同位旋自由度和弹靶组合的多样性，为合成和研究远离β稳定线的新核素，创造了新的机遇。同时为核天体物理带来了新的活力。大爆炸原初核合成的标准模型假定重子密度均匀分布，由于没有A=8的稳定核，核合成的反应流在该处终止。在重子密度不均匀的非标准原初核合成模型中，该稳定核空隙可通过一些桥梁反应跨越过去，其中除8Li(α，n)11B，8Li(n，γ)9Li反应作为主要桥梁外，8Li(d，p)9Li和8Li(d，n)9Be(基态)反应也会对后续核素的合成有一定的贡献。本文主要分为两个部分，第一部分简要论述了放射性束的重要意义以及产生放射性束的方法。介绍了HI-13串列加速器上放射性次级束装置的原理、概貌、以及已产生的几种放射性次级束。第二部分介绍了8Li次级束的产生及2H(8Li，9Be)n反应截面的测量。利用44 MeV的7Li初级束轰击气压为1． 6×105Pa的氘气靶，通过2H(7Li，8Li)1H逆运动学反应产生8Li束，经次级束装置分离、聚焦后打(CD2) n靶，测量质心系能量为Ec.m·=8． 1 MeV时2H(8Li，9Be)n反应的截面。并导出总截面为9． 0±2． 8mb，得出该反应的天体物理S因子为272±85 keVb。由此可以看出8Li(d，n)9Be(基态)确实是原初核合成中消灭8Li的重要途径。本文还介绍了一些关于正在研制的多环半导体探测器的信息。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-8
第一章引言  8-17
  1． 1 天体核物理概述  8-12
    1． 1． 1 概述  8
    1． 1． 2 重子密度不均匀模型的原初核合成＃6  8-10
    1． 1． 3 天体环境中带电粒子热核反应的一般特点  10-11
    1． 1． 4 天体和反应速率和S因子  11-12
  1． 2 放射性核束  12-16
    1． 2． 1 放射性核束的研究意义  12-14
    1． 2． 2 产生RNB的方法和装置  14-16
  1． 3 本论文的内容  16-17
第二章 HI-13串列加速器上的次级束实验装置  17-27
  2． 1 装置概况  17-21
    2． 1． 1 装置简介  17-18
    2． 1． 2 磁分离聚焦系统  18-19
    2． 1． 3 已产生的次级束流  19-21
  2． 2 在本次级束流线上所做的工作  21-25
    2． 2． 1 7Be（d，n）8B反应截面及角分布的测量  21-22
    2． 2． 2 7Be注入玉米种子的深度分布及生物学效应研究  22-23
    2． 2． 3 11C（p，γ）12N反应的研究  23-24
    2． 2． 4 Li第二激发态中子-质子晕结构的实验研究＃22  24-25
  2． 3 北京串列加速器升级计划  25-27
第三章 2H（8Li，9Be）n反应截面的测量  27-43
  3． 1 8Li反应在原初核合成中的意义  27
  3． 2 8Li次级束的产生和优化  27-32
    3． 2． 1 利用逆运动学反应产生次级束  27-29
    3． 2． 2 8Li次级束的产生和纯化  29-32
  3． 3 △E-E望远镜的鉴别原理  32-34
    3． 3． 1 基于Bethe-Block公式的粒子鉴别方法  32-33
    3． 3． 2 基于能量-射程经验关系的粒子鉴别方法  33
    3． 3． 3 双维谱法  33-34
  3． 4 环形半导体探测器的研制  34-38
    3． 4． 1 多环型探测器的优点  34-35
    3． 4． 2 环形半导体主要工艺和基本参数  35-36
    3． 4． 3 能量分辨率的测量  36-38
  3． 5 实验安排和数据获取  38-43
    3． 5． 1 实验安排  38-40
    3． 5． 2 电子学线路  40-41
    3． 5． 3 数据获取系统  41-43
第四章数据分析与处理  43-57
  4． 1 能量刻度  43-46
  4． 2 数据处理初步  46-50
  4． 3 反应截面和角分布  50-52
  4． 4 理论分析  52-57
    4． 4． 1 光学势的理论概述  52-53
    4． 4． 2 2H（8Li，9Be）n反应角分布的计算  53-55
    4． 4． 3 S因子的计算  55-56
    4． 4． 4 结果讨论与比较  56-57
第五章论文总结  57-59
攻读硕士期间完成的论文  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-62

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