Автореферат (1149456), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Систематизациязакономерностейизменениядеформируемостиядервзависимости от N и A, заполнености ядерных оболочек с учетом новых полученныхданных.Апробация работыРезультаты работы докладывались и обсуждались на семинарах кафедры ядернофизических методов исследования физического факультета СПбГУ и на следующихмеждународных конференциях.1. На 8-ой международной конференции «Ядерная и радиационная физика»ICNRP’11, ИЯФ, 20-23 сентября 2011 г., Республика Казахстан, г. Алматы62. На 61-ой международной конференции «ЯДРО-2011» по проблемам ядернойспектроскопии и структуре атомного ядра в РФ Ядерном Центре - ВНИИЭФ, Россия, г.Саров, Нижегородская обл., 10-14 октября 2011 г.3.
На международной научной конференции «Современные достижения физики ифундаментальное физическое образование» – СДФФФО-8, НИИЭТФ, РеспубликаКазахстан, г. Алматы, 9-11 октября 2013 г.4. На 63-ей международной конференции «Ядро-2013» «Фундаментальныепроблемы ядерной физики и атомной энергетики». МИФИ, Москва, 8-12 октября 2013 г.5. На международной конференции «Современные проблемы физики и новыхтехнологий», посвященная 70-летию академика НАН РК Такибаева Н.Ж., КазНУ им.аль-Фараби, Республика Казахстан, г. Алматы, 21-22 февраля, 2014г.6.
На 64-ой международной конференции «ЯДРО-2014» «Фундаментальныепроблемы ядерной физики, атомной энергетики и ядерных технологий» БГУ,Республика Беларусь, Минск, 1-4 июля 2014 г.7. На 65-ой международной конференции «ЯДРО-2015» «Новые горизонты вобласти ядерной физики, атомной, фемто- и нанотехнологий» Россия, Санкт-Петербург,29 июня - 3 июля 2015 г.Структура и объем диссертацииДиссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы иприложений.
Работа содержит 112 страниц текста, 79 рисунков, 9 таблиц, списоклитературы из 122 наименований и 7 приложений.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении сформулированы цели и задачи работы, обоснована актуальностьисследований, отмечены научная новизна и практическая ценность результатов.В первой главе рассмотрены модели деформированных сложных ядер и методыизвлечения параметров моделей из экспериментальных данных по ядерным сечениям,таких как извлечение квадрупольной ядерной деформации из анализа неупругогорассеяния, которое выполняется методом сильной связи каналов, методом кулоновскоговозбуждения и методом искаженных волн.7В данной главе изучены условия для измерений дифракционных картин различныхтипов – френелевская, фраунгоферовская и кулоновские, не имеющие экстремумов(рисунок 1).На основании полученных обобщенных дифракционных поверхностей найденыоптимальные параметры для соответствующих экспериментов с пучками, как легких,так и тяжелых ионов.Во второй главе рассмотрены современные дифракционные модели дляизвлечения параметров квадрупольной ядерной деформируемости с учетом высшихприближений по этому параметру.Рисунок 1.
Дифракционная поверхность при энергии налетающих частиц 29 МэВ. Ap –массовое число налетающей частицы; An – массовое число ядер мишеней; 1 – областьрезерфордовского рассеяния; 2 – область дифракции фраунгоферовского типа; 3 –область дифракции френелевского типа; темная область – область, в которойнаблюдаются интерференция от дифракции двух типов.В рамках параметризованного фазового анализа определен вид комплекснойматрицы рассеяния в условиях сильно поглощающего ядра, позволяющий однозначноопределить пространственные характеристики ядер.Присреднихэнергияхдо10МэВ/нуклон,дифракционныеосцилляциифраунгоферовского типа в диапазоне углов θ>θс подавлены сильным кулоновскимвзаимодействием (область «тени»), а в кулоновски «освещенной» области θ<θс –возникают дифракционные осцилляции френелевского типа. Но именно этот типдифракции является единственным источником информации о радиусе взаимодействия,8глубине поверхностной переходной зоны и деформации при рассеянии ускоренныхионов на различных ядрах.Оказалось, что при учете высших приближений по параметру деформации удаетсяопределить его абсолютную величину и эффекты сплюснутости–вытянутости.
Впервыетакая теория была разработана в модели Котляра-Шебеко. Эта модель позволяетвычислить параметры деформируемости ядер по сдвигам дифракционных осцилляцийфренелевского типа в малоугловой области из упругого рассеяния ионов.Третья глава посвящена описанию экспериментальных методик и оборудования:циклотрона У-150М, камеры рассеяния, электрических систем дистанционногоуправления подвижными узлами экспериментальной установки, электронных системрегистрации и оперативной первичной обработки получаемых экспериментальныхданных.Подробнопрецизионногоописанагеометрияугловогоразрешениякамерырассеянияспектрометра.Дляиметодыполученияповышенияугловойразрешающей способности системы регистрации, были проведены расчеты, которыепозволили, при существующих размерах камеры рассеяния, получить минимальныйугловойразброс.Нарисунке2представленасхемагеометрииизмеренийдифференциальных сечений.Рисунок 2.
Геометрия камеры рассеяния. 1 – первая режущая диафрагма; 2 – втораярежущая диафрагма; 3 – мишень; 4 – детектор; 5 – экспериментальная камера.Описаны ядерные мишени, на которых проводились эксперименты, и методики ихизготовления. Описана ∆Е–Е методика регистрации заряженных частиц; электронная9блок-схема,программноеобеспечениеформированияисохраненияматрицраспределения вторичных частиц по зарядам и массам.Четвертая глава посвящена результатам экспериментов и их сравнению смировыми экспериментальными литературными данными.
Получены массивы спектров,из которых извлечены угловые распределения дифференциальных сечений упругогорассеяния дейтронов и альфа-частиц на исследуемых ядрах. На рисунках 3–5представлены результаты измерений, полученные в настоящей работе.Рисунок 3.
Угловые распределения упруго рассеянных альфа-частиц с энергией 29 МэВ.Точки – наши данные; линии – параметризованный фазовый анализ.Рисунок 4. Угловые распределения упругорассеянных дейтронов с энергией 18 МэВ.Точки – наши данные; линии – методкомплексных угловых моментовОсновнойчастьюрасчетовРисунок 5. Угловые распределения упругорассеянных альфа-частиц с энергией 29МэВ. Точки – наши данные; линии – методкомплексных угловых моментовтеоретическихсеченийиподгонкиихкэкспериментальным данным являлся поиск оптимального набора свободных параметров10модели, который соответствует минимуму критерия Пирсона χ2. Для поисковминимумов строились 10 χ2-распределений для пар из 5 свободных параметров модели(рисунок 6).
В данной работе подгонки осуществлялись с помощью специальноразработанного автором программного обеспечения, которое давало возможностьнаглядно представлять области χ2-распределений, а это, в свою очередь, позволяло, припоиске оптимальных свободных параметров модели, в интерактивном режиме быстро«попадать» в «χ2 – ямы».На следующем этапе, при подгонках свободных параметров модели комплексныхугловых моментов, и наилучшего описания теории экспериментальных данных, былиопределены граничный (кулоновский) угол и радиус взаимодействия. При подгонкахучитывались фазовые переходы при смене одного ядерного механизма на другой.
Врезультате проведенной оптимизации свободных параметров, найдены углы началадействий механизма фраунгоферовской дифракции θmin и ее конца θmax. Это позволилорешить две задачи: 1) определить области ядерного взаимодействия; 2) выделитьобласть, в которой следует подгонять параметры теории Котляра-Шебеко поосцилляциям дифракции френелевского типа. На основании результатов былипостроены семейства зависимостей граничного угла от энергии налетающих протонов иальфа-частиц для различных ядер (рисунок 7).Рисунок 6.
χ2-распределения для пар свободных параметров метода комплексныхугловых моментов упруго рассеянных дейтронов на 11B с энергией 18 МэВ.11100θ c, град101154-Sm120-Sn12-C9-Be0,14-He1-H0,01110100100010000E, МэВРисунок 7. Зависимость граничного угла от энергии при рассеянии протонов наразличных ядрах.Выполнен системный фит для получения свободных параметров S-матрицы вмодели параметризованного фазового анализа.
Оказалось, что параметризованныйфазовый анализ достаточно хорошо описывает область дифракции френелевского типа,за которую ответственна действительная часть матрицы рассеяния. В этом анализеучитываются как кулоновская амплитуда, так и амплитуда механизма ядерногорассеяния. Комплексная часть матрицы рассеяния описывает механизм ядерногопоглощения.Фитирование свободных параметров теории Котляра-Шебеко в малоугловомдиапазоне θ<θc к экспериментальным данным осуществлялись оптимизацией параметраквадрупольной ядерной деформируемости βα и ее знака. Все остальные параметрытеории определялись с помощью методов комплексного углового момента ипараметризованного фазового анализа.В настоящей работе исследованы параметры нечетных и четных ядер не только поэкспериментальным данным автора (рисунок 8), но и по мировым базам данных, вкоторых имеются дифференциальные сечения в передней полусфере углов. Результатывычисленных параметров квадрупольной ядерной деформации для исследуемых ядерсведены в таблицу 1.
Из анализа полученных значений деформируемости илитературных деформационных характеристик можно заключить следующее: что12противоположенные знаки βα и βQ для ядер59Co,63Cu,Bi свидетельствуют, по209крайней мере, о некотором новом свойстве сферических ядер, которые способныпроявлять разную деформируемость в зависимости от внешних условий.209σ /σ RBi(α,α)209Bi1,0θс0,00102030405060708090100θ , град.Рисунок 8. Фазовый сдвиг максимумов дифракционных осцилляций френелевского типадля углового распределения упруго рассеянных альфа-частиц с энергией 29 МэВ на 209Biсо спином основного состояния Iπ=9/2–. Пунктирная кривая – дифференциальноесечение для амплитуды рассеяния без учета фазового сдвига; сплошная кривая –сучетом фазового сдвига; точки –экспериментальные данные, вертикальная сплошнаялиния соответствует граничному кулоновскому углу θc.Таблица 1.
Параметр квадрупольной ядерной деформацииЯдро5927CoEα,Оболочка nθcМэВ25(π1f7/2)-1 3,294 29,08293,059 24,416428Ni256329Cu6529Cu8939Y19779Au252525294329,050,069,520983Bi3,425 29,04(π2p3/2)1(π2p3/2)1(π2p1/2)1(π1h11/2)-33,5453,5494,8109,1557,5181(π1h9/2) 9,6207,3306,217Rвз,фм8,0087,939R0,фм4,674,67βαЛит. βQ–0,38–0,38+0,1958,4564,80–0,3236,66 8,437 4,77 +0,3032,95 8,589 4,82 ≤|0,17|40,04 9,004 5,36 ≤+0,2175,00 10,474 6,98 +0,1540,91 10,322 6,98 +0,1375,00 10,85 7,12 +0,1436,40 10,88 7,12 +0,1424,61 10,15 7,12 +0,1413–0,176–(0,116-0,398)–0,189–0,171+0,096–0,027Так как свойства нейтроноизбыточных и нейтронодефицитных ядер, а такжесупертяжелых ядер, в направлении к «Острову стабильности», мало известны и ихизучение стало возможным лишь в последнее время, в связи с развитием техникирадиоактивных пучков, то большой интерес представляют попытки предсказанияядерной деформации для таких экзотических ядер.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
