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《e_p3 gev能区质子反应同质异能态截面比的系统学》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第35卷第6期原子能科学技术Vol.35,No.62001年11月AtomicEnergyScienceandTechnologyNov.2001文章编号:100026931(2001)0620542205Ep<3GeV能区质子反应同质异能态截面比的系统学黄小龙(中国原子能科学研究院核物理研究所,北京 102413)摘要:提出了Ep<3GeV能区质子反应同质异能态截面比的半经验公式。该公式仅含有1个系统学参数,适应于产物核质量数44≤A≤197、同质异能态自旋015≤Jm≤9.5和基态自旋015≤Jg≤
2、7的质子反应。该半经验公式很好地再现了已有实验数据,能较好地预言无实验数据的同质异能态截面比或同质异能态截面。关键词:质子反应;同质异能态截面比;系统学中图分类号:O5711325文献标识码:A在质子核反应中,同质异能态反应截面是非常重要的核数据,在许多领域有重要应用。从实用的角度看,同质异能态反应截面数据的目前状况远不能令人满意。一方面,实验测量数据,特别是与能量有关的测量数据不多,且现有实验数据间存在较大矛盾与分歧;另一方面,模型理论计算方面存在不足,如著名模型理论计算程序GNASH只适用于Ep<2
3、50MeV能区,同质异能态截面比又对产物核的分立能级和其它模型参数较敏感,这些参数稍有改变就对理论计算结果产生较大影响。因此,探索一简便可行的半经验方法显得尤为重要。1 实验数据概况mgttmg有关同质异能态反应截面σ、基态反应截面σ或总反应截面σ(σ=σ+σ)的实验测[1]量数据,主要从IAEA的EXFOR数据库检索得到。对某些反应道,还收集了最新发表的实验数据。入射质子能量限制在Ep<3GeV。从所收集到的同质异能态反应截面的现有实验测量数据看,多数反应道只有一个能量点实验数据,只有极少数反应道测量
4、了截面随能量变化的激发曲线。2 系统学经验公式收稿日期:2000209229;修回日期:2000212212作者简介:黄小龙(1967—),男,四川广安人,副研究员,核物理专业第6期 黄小龙:Ep<3GeV能区质子反应同质异能态截面比的系统学543到目前为止,尚无质子反应同质异能态截面比R的系统学,因此,有必要寻找R随能量变化的系统学公式。入射质子轰击靶核,形成具有高激发态的复合核,复合核通过发射一个或多个粒子方式退激,形成具有不同自旋Jf的剩余核,剩余核再经过γ退激布居形成同质异能态或基态。这些同质
5、异能态或基态的布居几率可用核模型理论如统计理论进行估算。本工作发展了一种估算布居几率的新方法,该方法注重简便实用,其目的是建立R的系统学公式,以便预言那些无实验测量数据的同质异能态截面或同质异能态截面比。首先,定义R:mmσσR=t=mg(1)σσ+σ 若引进分别代表形成同质异能态和基态的总布居几率Pm和Pg,则R可改写成:PmR=(2)Pm+PgPm和Pg的大小由下式估算:Pn=∑∑P(ji,Jf)·P(jf)=Pi(n)·P(jn)n=m,g(3)if其中:P(ji,jf)代表具有自旋ji的复合核
6、或上一个余核退激形成不同自旋jf的产物核的退激几率,P(jf)是该产物核退激形成同质异能态或基态的相对退激几率。假定退激几率正比于剩余核的能级密度,则有:P(ji,jf)∝ρ(jf,U)=ρ(U)·ρ(jf)(4) 能级密度采用下式:2ε(j+1/2)ρ(j,U)=ρ(U)·ρ(j)∝exp-·(2j+1)exp-2(5)T2σT=13/A0(6)其中:A0为靶核质量数;ε=Ec-U-B,Ec为复合核激发能,B为结合能,U为剩余核激发能,ε为发射粒子的发射能量,Ec=Ep+B。由于关心的是比值问题,因
7、此,略去了式(5)中的常数和公用因子。在一些近似和假设的基础上,对式(4)进行能量积分和自旋求和,得到:εmEPi(m)=exp--exp-(7)TTEPi(g)=1.0-exp-(8)T 从产物核的激发态ji退激到激发态jf的相对退激几率与产物核的能级密度ρ(jf)有关:ρ(jf)P(jf)=∑(9)jρ(jf)i∑jf 在退激过程中,只考虑γ偶级发射,则有:j+1mP(jm)=∑ρ(j)(10)j=
8、j-1
9、m544原子能科学技术 第35卷j+1gP(jg)=∑ρ(j)(11)j=
10、j-1
11、g
12、 将式(7)、(8)及式(10)、(11)代入式(2),得到R的最终表达式为:j+1mεmEexp--exp-∑ρ(j)TTj=
13、j-1
14、mR=j+1j+1(12)mgεmEEexp--exp-∑ρ(j)+110-exp-∑ρ(j)TTj=
15、j-1
16、Tj=
17、j-1
18、mg2 式(5)中有一可调参数σ,它代表自旋切割因子,可由实验数据拟合式(12)得到。3 结果和讨论在产物核质量数44≤A≤197、同质异能态自旋015≤Jm≤915和基态自
