重離子核的探測技術(shù)的應(yīng)用

2016/11/10 13:29:27

是提拱一定強(qiáng)度的單能重離子束的裝置，按基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的不同的要求，把不同的核素加速到所需的能量并保證較好的束流相空間特性(見束流輸運(yùn)系統(tǒng))。目前重離子加速器的主要類型有直線加速器、回旋加速器和串列靜電加速器。在負(fù)離子源的技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，串列靜電加速器能提供高能量分辯(分辯率達(dá)10 )的重離子束，同步加速器是用來獲得單粒子能量在10~10eV的重離子束的。與輕離子加速器不同，重離子加速器大都是把幾臺加速器串接起來，中間安裝一個或幾個剝離器以提高離子電荷態(tài)，進(jìn)行離子加速。這樣，可
兩個原子核的相互作用
兩個原子核的相互作用在離子加速的不同階段發(fā)揮各種類型加速器的特點(diǎn)，以降低加速器的造價和提高束流的性能。

探測技術(shù)

為了研究重離子引起的核反應(yīng)，首先要對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行鑒別，確定是什么核素，同時還要確定該核素產(chǎn)物的能譜和出射角及方位角。對一個產(chǎn)物來講，在實(shí)驗(yàn)中可直接測量的量有總動能、通過一定厚度的薄層媒質(zhì)時的能量損失、電磁剛度、經(jīng)過一定距離的飛行時間等，由此可以確定產(chǎn)物的能量、原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)(見核物理實(shí)驗(yàn)中的粒子鑒別技術(shù))。產(chǎn)物的出射方向一般由探測器的位置確定，但由于出射道的數(shù)目增加，某一特定核素的截面比較小，同時原始產(chǎn)物的繼發(fā)衰變使得產(chǎn)物偏離反應(yīng)平面，所以在許多重離子核物理實(shí)驗(yàn)中常常采用大立體角二維位置靈敏探測裝置。鑒于重離子引起核反應(yīng)的復(fù)雜性，只測量一個產(chǎn)物通常還不足以確定核反應(yīng)，所以在實(shí)驗(yàn)中往往要進(jìn)行符合測量，以確定某一反應(yīng)中幾個產(chǎn)物之間的關(guān)聯(lián),如碎片-碎片、碎片-輕粒子、碎片-γ射線之間的關(guān)聯(lián)等等。

在探測技術(shù)的具體選擇上也有其特點(diǎn)。由于重離子產(chǎn)物在媒質(zhì)中的電離密度大，輻照損傷嚴(yán)重，氣體探測器(見氣體電離探測器)得到了廣泛的應(yīng)用。

在重離子引起的核反應(yīng)中，反沖產(chǎn)物有足夠的動量，足以飛出靶箔，人們可以直接收集和分析反應(yīng)的重產(chǎn)物，如使用氣體噴射技術(shù)收集反沖核，用電磁速度選擇器直接從束流方向上分離出熔合蒸發(fā)的反沖剩余核，在線同位素分離器是鑒別壽命比較短的核素質(zhì)量的有效裝置。

在重離子核反應(yīng)中，反應(yīng)產(chǎn)物常常處在高自旋高激發(fā)狀態(tài)，在退激過程中會放出很多γ射線和不少中子。因此γ多重性測量和中子多重性測量，對研究反應(yīng)機(jī)制和產(chǎn)物性質(zhì)具有重要意義。在重離子核反應(yīng)中，這種多重性的測量是通過多個探測器和多參量數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)的。

可以預(yù)期，隨著已有重離子加速器和探測裝置的不斷改進(jìn)，新的加速器和探測設(shè)備的使用，重離子核物理的基礎(chǔ)研究和重離子束的應(yīng)用將會得到更加廣泛、深入的發(fā)展。