Физика

Магистрант 2 курса М .А. Абдулдинова Макпал

Евразийский национальный университет имени Л.Н.Гумилева

Астана, Республика Казахстан

Особенности измерения упругого рассения под большими углами

Экспериментальное изучение актов взаимодействия частиц и ядер с ядрами, проводимые с использованием ускорительной техники, остается основным источником непосредственной информации о структуре ядер и механизме ядерных реакций. Особое место при этом занимает простейший в ядерной динамике процесс – упругое рассеяние [1].

Упругое рассеяние ядерных частиц – процесс, в результате которого меняется лишь относительное движение взаимодействующих частиц без изменения их внутренних состояний.

Для теоретического анализа упругого рассеяния используется в основном оптическая модель (ОМ) ядра в силу того, что она в настоящее время разработана наиболее детально. Данная модель является феноменологической, так как параметры ядерного потенциала обычно не вычисляются, а находятся из сравнения результатов расчета с экспериментальными данными [2]. В процессах под большими углами, вызванных ядерными столкновениями, наблюдается рост сечений. Есть множество механизмов, дающих этому явлению объяснение, но единого подхода нет до сих пор, и скорее всего, не существует.

Данная работа посвящена экспериментальному исследованию упругого рассеяния ⁸⁴Kr на ²⁷Al при энергиях 84 и 123 МэВ. Эксперимент проводился на циклотроне DC-60 по измерению дифференциального сечения упругого рассеяния ⁸⁴Kr на ²⁷Al под большими углами при энергии пучка 84 Мэв и 123 МэВ. Использовались два полупроводниковых кремниевых детектора.

Первый – основной детектор толщиной 500 мк регистрировал события при углах 6, 8, 10, 12, 16 градусов в лабораторной системе координат. Второй детектор толщиной 500 мк был установлен под постоянным углом 30 градусов относительно падающего пучка для мониторинга работы измерительной системы. Оптимальное напряжение, подаваемое на детекторы 45-60 В.

При помощи программы LISE++ были определены необходимые толщины мишеней. Нами использовались две алюминиевые мишени толщиной 9 мк (прострельная») и 18 мк (полного поглощения).

Калибровка энергетической шкалы детекторов проводилась с использованием альфа-источника с известными энергиями линий в спектре.

Параметры используемого альфа-источника

Ra-226 4784.8 кэВ и 4601,7 кэВ

Ra-222 5489.48 кэВ

Po-218 6008.4 кэВ

Po-214 7686.8 кэВ

$C:\Users\1\Documents\Учеба\Магистратура\2 курс\Диссертация\03-12-2015_10-34-00\5.jpg$

Рисунок 1 - спектр ядер отдачи ²⁷Al от ⁸⁴Kr под углом 0 град. в лабораторной системе. Энергия пучка ⁸⁴Kr 123 МэВ. Толщина мишени ²⁷Al 18 мк

$C:\Users\1\Documents\Учеба\Магистратура\2 курс\Диссертация\03-12-2015_10-34-00\4.jpg$

Рисунок 2 – спектр ⁸⁴Kr рассеянного на ²⁷Al под углом 10 град. в лабораторной системе. Энергия пучка ⁸⁴Kr 84 МэВ. Толщина мишени ²⁷Al 9 мк

Как видно по графикам выше, характерным является заметный подъем сечения в связи с увеличением угла от 0 до 10 градусов и уменьшением толщины мишени (рис.2). Для описания поведения сечения на больших углах, расчёт был выполнен с использованием феноменологического потенциала с I-зависимым отталкивающим кором. Было получено хорошее описание дифференциального сечения упругого рассеяния во всём диапазоне углов и широком интервале энергий.

Литература:

1. Буртебаев Н.Т. Исследование механизма упругого рассеяния α-частиц на ядре ⁹Ве - ВАНТ, 2002, сер. Физика ядерных реакторов, Вып. ½, 137- 142 с.

2. Ходгсон П.Е. Оптическая модель упругого рассеяния. – Атомиздат., 1966, 232 с.