透射法测量丰中子核 8He的去中子截面

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1、第31卷第1期高能物理与核物理Vol.31,No.12007年1月HIGHENERGYPHYSICSANDNUCLEARPHYSICSJan.,20078*透射法测量丰中子核He的去中子截面1;1)1;2)222222李琛叶沿林詹文龙肖国青徐瑚珊郭忠言王建松孙志宇22111111李加兴王猛陈志强江栋兴郑涛华辉李智焕李湘庆111111葛愉成吴翠娥庞丹阳楼建玲卢飞范凤英1(北京大学技术物理系和教育部重离子物理重点实验室北京100871)2(中国科学院近代物理研究所兰州730000)138摘要利用HIRFL提供的50MeV/uC束流轰击Be靶,通过RIBLL选择出丰中子放射性核H

2、e.利88用透射法测量了He的去双中子截面和去四中子截面.利用Ogawa等人的理论结合原有He的反应总84截面数据,得到He的核芯为He的结论.关键词丰中子去双中子截面去四中子截面透射法1引言常具有较大的去中子截面.这些截面的测量通常可以与总反应截面的测量同时进行.通过去中子截面的测1985年Tanihata等人在LBL通过测量放射性同量,可以得到晕核中核心和价核子结构的大体图像.1111[1]实验结果表明6He是晕核,核芯是4He,外面有2个价位素Li的相互作用截面发现了Li的中子晕结构.88此后,通过测量非稳定核的相互作用截面或反应总截中子.而对于He的结构有两种观点,

3、一是认为He核4[2]86面,又发现了6He,11;14Be,8B,17;19B,19C等多个晕核芯为He外加4个中子,一是认为He核芯为He外[3]8或皮核.这些核的价核子分离能较小,空间分布宽,使加2个中子.本实验通过测量中能He的去双中子得它们的核子密度分布范围较大,表现为表面中子区截面和去4中子截面,结合反应总截面的实验结果判8域(中子皮)或很长的中子尾分布(中子晕).同时价核断He的大致结构.8子的这种空间分布导致反应总截面比核子数相同的稳本实验采用了透射法测量25

4、40MeV/uHe在定核有异常增大,从截面可以导出核物质密度分布半Si靶上的碎裂反应.所用的次级束

5、是在兰州重离子加径较大.速器的放射性束流线(RIBLL)产生的.实验得到了中8束流透射法是一种不依赖于模型的实验方法,通能区He的去双中子截面和去四中子截面.过直接测量入射粒子经过一定厚度的靶后的透射粒子数目可以得到粒子的反应总截面.还可以利用多叠层2实验装置和测量方法的望远镜系统同时测量几个不同能量粒子的反应总截[1]面.在中低能情况下,反应总截面对奇异核的密度实验是在兰州重离子国家实验室放射性次级束[4,5]分布的长尾很灵敏.因此,测量奇异核的反应总截面,流线(RIBLL)上进行的.由兰州重离子加速器13并通过拟合不同能量范围的反应总截面,可以得到奇(HIRFL)提供能

6、量60MeV/u、流强50enA的C作为异核的表面密度分布信息.初级束,在RIBLL的初级靶室轰击厚4mm的Be靶,由于中子晕核的价核子的分离能比较小,因而通通过弹核碎裂产生次级粒子.使用1mm的楔形降能2006{04{21收稿*国家自然科学基金(10205019,10105011),国家基础研究发展规划项目(G2000077401,G2000077404),国家基金委创新研究群体科学基金(10221003)和中俄资源环境领域重大问题合作研究项目(2005CB724800)资助1)E-mail:lichen@hep.pku.edu.cn2)E-mail:yeyl@pku.e

7、du.cn52

8、55第1期李琛等：透射法测量丰中子核8He的去中子截面53器并按照磁刚度(B½)的选择,可将弹核碎裂产物中不本实验通过飞行时间与透射能损联合选出入射粒88同能量和不同类型的离子分离出来作为次级放射性束子He.同时由于光阑的限制,可以认为He是沿着二流(RIB).级磁铁的中心轨道入射到次级靶中,因而可以利用磁图1为该实验的探测器布局示意图.T1和T2分刚度确定入射粒子的能量.利用望远镜系统的¢E和8别为离子飞行的起始时间和终止时间探测器.该时间E可以鉴别反应生成的产物.由于He的去中子截面探测器采用椭球面聚焦的快塑料闪烁薄膜(BC-400)较小,为增加统计数,

9、将望远镜系统的前6片Si探测器和光电倍增管拾取时间信号,时间分辨好于200ps.作为次级靶.利用飞行时间与第一片Si探测器的透射8多叠层望远镜系统由7片全耗尽金硅面垒半导体探能损可以选出入射到第一片Si探测器的He,将它穿测器和一块CsI(Tl)阻止型探测器构成.半导体探测过第7片Si探测器时的能损与剩余能量作二维谱图,864器的厚度分别为1000,700,2000,1000,1000,2000如图2所示.从图中可以看到,He,He和He分别沿28和700¹m,有效面积为150mm.CsI的厚度为10mm,着一定的