弱束缚核直接核反应望远镜系统的研制

摘要

对于丰中子弱束缚核的弹性散射微分截面角分布中，特征性的库仑虹明显减弱甚至消失，有分析认为这种现象是由破裂反应对弹性散射道的强烈耦合效应导致的。但是本研究小组之前测量的3.3倍库仑位垒能区的8B并没有表现出类似的现象，虽然8B的分离能只有0.1375 MeV，但实验结果表明8B破裂道并没有对弹性散射截面产生更重要的影响。对于丰中子弱束缚核，在入射能量是几倍的库仑位垒能区的实验数据相对缺乏，耦合道对于能量和价核子的依赖关系并不明确，这是研究组近些年的主要研究方向之一。
　　依托中科院近代物理研究所弹核碎裂（Projectile Fragmentation）型的兰州放射性束流线（ the Radioactive Ion Beam Line in Lanzhou，简称RIBLL）。研制了由四套望远镜组成的探测系统，开展了12N和13O在重靶上的弹性散射实验。在此基础上，研究组计划研制一套探测系统，可以同时测量弹性散射和破裂反应，这是本论文的主要内容。
　　探测设备设计为一套由三类、五套望远镜组成的系统。每套望远镜均为双层结构，第一层使用双面硅微条，厚度为150μm，测量ΔE的同时能给出位置信息；第二层使用的是1500μm的方硅，阻止粒子，沉积剩余的能量。所有的望远镜都放置在前角区。根据两层硅分别给出的同一个粒子的ΔE和 E，可以使用ΔE-E方法鉴别带电粒子。根据双面硅微条给出的坐标信息，结合靶的位置，重建出粒子出射方向。
　　前置放大器采用北京原子能院林承键小组研制的，与探测器搭配组成探测系统。本套探测器系统共有453路信号，而且使用相互独立的五套望远镜，具有模块化、设计紧凑、几何效率高的优点。双面硅微条的有效面积和每条的宽度，能很好地满足实验的立体角覆盖和角分辨要求。同时，由于半导体探测器拥有很高的能量分辨能力，可以满足实验的要求。
　　使用solid works软件设计了以上两套探测系统的支架，支架均为不锈钢材质，并为探测器配上前置放大器和冷却系统。装配好探测器系统，搭建供电和输出信号线路，调试每个探测单元的工作条件。然后使用α源，测试探测器系统的整体性能。经过对获取的α能谱拟合，能量分辨好于1％。

目录

声明

第1章 引言

1.1 晕核的研究进展

1.2 课题意义

第2章 探测器基础

2.1 探测器概述

2.2 粒子探测的基本原理

2.3 硅探测器

2.4 前置放大器

第3章 研究方法

3.1 粒子鉴别

3.2 SolidWorks

第4章

第5章 望远镜系统的设计

5.1 概述

5.2 11Be弹性散射和破裂反应的运动学计算

5.3 探测器方案

5.4 前置放大器方案

第6章 探测系统测试

6.1 采用的探测器

6.2 单个探测器测试

6.3 探测系统测试

第7章 总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的科研成果