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1、第30卷第11期Vol.30,No.11高能物理与核物理2006年11月HIGHENERGYPHYSICSANDNUCLEARPHYSICSNov.,2006CSR外靶实验终端中子流测量的模拟*1,2;1)肖志刚1靳根明1冯兆庆1,2付芬1(中国科学院近代物理研究所兰州730000)2(中国科学院研究生院北京100049)摘要随着兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)外靶实验终端中子墙的建立,为实验测量高能中子提供了机遇.为确定CSR外靶实验终端对中子流测量的可行性,基于BUU理论模型分别对对称
2、系统(Ni+Ni,Pb+Pb)和非对称系统(Pb+Ni)进行了模拟计算,发现当系统能量达到几百MeV/u时,中子流信号相当明显,并与碰撞参数有明显的依赖关系.模拟结果表明,在前角20◦的覆盖范围内,可以较好地实现中子流测量所需要的反应平面确定及碰撞参数选择.对双击事件及其对中子流的影响进行了简单的讨论.关键词CSR中子流反应平面碰撞参数1引言实验上,对于轻带电粒子(包括质子)流对入射能量、碰撞中心度、粒子种类、反应系统以及同位旋的近些年来,核物质状态方程(EOS)的同位旋相关依赖关系都有很清楚的定论,并且
3、这些现象已经被微性质引起了人们的广泛兴趣.其核心问题是EOS中观输运模型(QMD)和BUU定量地重现出来[7],但是对称能的密度相关性[1].对称能在高密下的行为不仅实验上对中子流的研究相当缺少.随着兰州放射性束影响天体,如中子星等的演化性质,也会影响重离子流线Ⅱ(RIBLL-Ⅱ)外靶实验终端中子墙的建立,使我碰撞中的产物分布性质.实验上,人们已经找出很多们有可能测量较高能量的中子,并提供中子流方面的关于对称能的探针,如同位旋标度[2],同位旋扩散[3],数据.实验上进行流的测量必须考虑以下几个因素:π+
4、/π−产额比[4]等.基于BUU的计算表明中子/质子(1)反应平面的确定,由于探测器设备覆盖不全,并且直接流信号也是对称能的灵敏探针[1].另一方面,近反应中粒子多重性有限,反应平面的确定有一定的误年来人们对相对论重离子碰撞的研究表明,在GeV能差;(2)碰撞参数的确定,进行流的测量,必须进行碰区,核子碰撞并未达到全阻止,而是表现出一定的穿撞参数的选择,在有限的覆盖角区,需找出选择碰撞参透效应.这一效应同粒子种类、束流能量有明显的依数的观测量;(3)双击概率的估算,由于双击事件的存赖关系,并且同流的形成密
5、切相关[5,6].中子流的测量在,是否会对流信号造成很大的影响;(4)覆盖范围.本对于理解这些现象具有重要的意义.文通过对400MeV/uNi+Ni,Pb+Pb,Pb+Ni3个反应兰州重离子加速器冷却储存环(CSR)可提供系统的模拟计算,用横向动量法确定其反应平面,给出2.8GeV的质子束流和520MeV/u的U束流.在这个了中子流、总横向动能与总纵向动能之比(Erat)等随能区,重离子碰撞过程中可以形成2—3ρ0的高温高密碰撞参数的变化关系,得出了测量中子流的最佳区域,核物质,因此这一能区是实验研究核物
6、质状态方程的同时也为实验确定碰撞中心度提供了可靠的依据.结良好能区.另外,在这个能区会出现大量的集体流现合CSR外靶实验终端中子墙的实际情况,从相空间、象,这对EOS的测量提供良好的探针.因此,CSR上双击事件及其对中子流的影响等方面进行了简单的的外靶终端,为EOS的研究提供良好的实验条件.讨论.2006–02–24收稿*国家自然科学基金(10205020)和中国科学院知识创新工程方向性项目(KJCX2-SW-N07)资助
1)E-mail:fuf@impcas.ac.cn1083—10871084高能物
7、理与核物理(HEP&NP)第30卷2中子墙探测器中子墙采用量能器构型,在CSR外靶实验终端作为中子飞行时间测量的停止时间探测器.其主体包括两部分:前端是16cm厚的闪烁体探测器,由两层垂直相交的塑料闪烁“棒”组成,主要用来测量较低能量的中子;由于高能中子与闪烁材料的核相互作用长度较长(λint=80cm)[8],要使绝大部分簇射阻止在闪烁材料中,需要很厚的探测介质,为了减小探测器的体积,后面为取样量能器,共由216个“夹心”构型的“桨状”模块组成,光信号经光导传输到两端的光电倍增管读出,时间分辨(前沿甄别
8、)达到450ps.对于中高能中子探测效率达到90%左右,能量分辨为3%左右[9].中子墙的各项参数如表1所示.表1中子墙参数动量法中,用中间快度区粒子的hpx/Ai对yF定量地描述直接流:(0)的斜率dy(0)¯dhpx/AiF=y(0)≈0其中px是粒子在x方向(反应平面内垂直于束流方向)ylab的动量,A是粒子的质量数,y(0)=ycm−1是粒子的约化快度,ylab是粒子在实验室系的快度,ycm是质心系的快度.图1给出的是
