丰中子核 17C结团结构的实验研究

摘要

近40多年来，对原子核内部结团结构现象的研究一直是核物理研究的热点之一。过去实验上对轻核区原子核结团结构的研究主要集中在具有双中心构型的Be和B同位素链中。随着理论上对C同位素的研究的深入，实验工作也逐渐扩展到了C同位素链上，在实验上最具代表性的就是测量到了12C的Hoyle State。对14C的研究表明其具有链式结构和三角结构两种不同的结团结构。对16C的实验研究未能证明其具有结团结构。因此，对17C实验研究可以对丰中子核17C内部双核结团结构是否存在进行验证。本次工作通过破裂反应重构17C激发能级的方法来研究其结团结构。
　　实验束流由兰州重离子放射性束线RIBLL提供，使用能量44MeV/u的17C次级束轰击C靶，靶前使用时间拾取探测器和方硅探测器通过△E-TOF法鉴别靶前粒子，并使用了两块平行板雪崩放大器PPAC确定入射粒子位置。靶后设置了一套由双面硅微条和8×8CsI(Tl)阵列组成的△E-E探测器对靶后粒子进行鉴别以及对其动力学进行测量。其中，双面硅微条由次级束中的17C、15B、13B、10Be进行刻度。反应产物对应的8×8CsI(Tl)阵列的刻度系数是通过次级束中的8Li、9Li、6He、11Be得到的。
　　实验测量到了17C破裂产生的符合碎片8Li和9Li以及6He和11Be，通过测量得到的碎片的动能和方向夹角重构17C的激发能谱。对于12C(17C，8Li)9Li反应道得到的17C的激发能谱，可以观测到三个激发能级分别为25.6±0.71MeV，27.4±0.73MeV，28.6±0.95MeV，该反应道的反应截面为1.43mb。对12C（17C，6He）11Be反应道，可以观测到一个激发能级为17.9±0.93MeV，该反应道的反应截面为1.38mb。实验数据表明17C在基态很可能存在结团结构。
　　本工作成功在放射性核束流线上利用破裂反应实验测量出了丰中子目标核的激发能级。为未来研究 C同位素链及以其他轻丰中子核的结团结构提供了一种重要手段。

目录

1 引 言

1.1 原子核物理的发展

1.2 核结团结构研究发展

1.3 17C研究现状

1.4 本文研究内容及意义

2 核与核相互作用的物理基础

2.1 核-核相互作用过程简介

2.2 核反应动力学

2.3 核反应截面

3 实验布局及探测设备

3.1 放射性束流线RIBLL简介

3.2 实验布局

3.3 探测器介绍

3.4 粒子鉴别方法

3.5 电子学及获取系统

4 数据分析与处理

4.1 实验数据处理软件ROOT简介

4.2 靶前粒子鉴别

4.3 探测器刻度

4.4 入射粒子和出射粒子位置测量

4.5 靶后粒子鉴别

4.6 破裂反应事件挑选

5 实验结果

5.1 激发能谱

5.2 误差分析

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录：

B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录：