中高能质子入射核反应碎片的半经验方法研究

摘要

中高能质子入射引起的核反应的数据在天体物理、空间物理、生物物理等方面等多方面有着重要的意义,多年来对此已有了深入的研究,但是近来ADS的研究对这一问题提出了新的要求.该文首先介绍了中高能质子入射核反应的物理图像和相关的模型;分析了传统的加速质子轰击重靶,通过放射化学和质谱仪获取截面的实验方法.指出这种实验方法不能测量产物的独立截面数据,只能测量累积数据.在此基础上简要介绍了几种关于质子入射引起散裂反应产物的理论计算的方法,以及这些方法的最新发展,比较了这些方法在理论计算中的特点.指出经典外推的方法的存在局限,QMD方法和改进后的M-C方法的计算结果与实验数据有较好的符合,但是计算量大,而且QMD方法在与宏观输运理论连接上存在不小的困难.该文重点介绍半经验计算方法的提出和发展,比较了两个主要的半经验计算方法的共同点,指出它们都是基于同样的论公式,参数之间有一定的可比拟性,但是由于各自面对的重点区域不同又有比较大的不同点.特别指出现有的半经验方法主要是建立在累积产额指数据之上,而不是基于有理论意义的独立产额数据.现有的半经验计算方法不能满足ADS系统的研究中对Pb、W等重靶核数据的计算要求,需要根据新的实验结果加以改进.通过对最新的GSI采用加速靶核轰击液态氢的实验得到的独立产额数,据并结合MSDM的计算结果的分析,我们发现描述散裂质量分布的的参数应该分为与能量有关和无关两个部分.基于这一发现,并对同质异位素分布的最可机原子数Z<,prob>,分布曲率v等关键量给出了新的参数表达后,我们的计算结果很好的再现了实验数据.结合传统对于半经验方法的物理解释,在分析不同的快过程的基础上,指出有关描述散裂质量分布的的参数分为与能量有关和无关两个部分这一发现,与极限能量以下不同碰撞参数引起的快过程中系统平衡时间的不同的有关.基于这样的物理解释,作者提出仔细区分不同的反应快过程时间对于改进模型计算有比较重要的意义.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明

第一章引言

第二章中高能质子入射核反应的物理图像

2.1核-核碰撞的旁观者与参与者

2.2损伤-修复(abrasion-ablation)模型

2.3产物的质量区分

第三章质子入射核反应的实验测量

3.1传统加速质子的测量方法

3.2加速重粒子轰击氢靶的实验

第四章质子入射核反应的理论研究方法简介

4.1经典理论的外推方法

4.2量子分子动力学方法

4.3蒙特-卡罗方法

4.4半经验方法

第五章半经验方法的提出和发展

5.1实验数据的系统学特点

5.2半经验方法的提出

5.3 R.Silberberg的半经验方法

5.4 K.Sümmerer的半经验方法

5.5小结

第六章半经验方法的改进

6.1 ADS等研究对半经验方法的新要求

6.2半经验方法计算散裂产物的改进

6.3小结

第七章物理解释

7.1半经验方法的传统解释

7.2从反应快过程分析对半经验方法的改进

7.3对进一步工作的讨论

参考文献

硕士期间发表的主要文章

硕士期间参加的学术活动

致谢