RIBLL的状态及开展的部分实验研究

简要介绍了兰州放射性束流装置建成一年多来所开展的实验工作和现状, 并对取得的实验结果进行了讨论与分析.The status of RIBLL and some new experiments performed since the first operation of RIBLL in 1997 are described. Some of the experimental results are introduced and discussed.     

兰州放射性束流线

兰州放射性束流线（RIBLL）是产生中能重离子放射性束流（RIB）的装置和高精度放射性束物理的实验谱仪．RIBLL的立体角接收度＞65msr、动量接收度达10％;RIBLL可提供极化RIB;RIBLL采用大接收度双消色差反对称结构,既可纯化放射性束,还可作为0°磁谱仪． Radioactive Ion Beam Line in Lanzhou (RIBLL) is a facility to produce intermediate energy radioactive ion beams (RIB), and also a high precision spectrometer for RIB physical experiments. The solid angle acceptance of RIBLL is 6. 5 msr. The momentum acceptance is about 10%. The polarized RIBs will be available. RIBLL is the equipment with double achromatic and asymmetric structure. So that it can not only sublimate the RIBs in pureness, but also operate as 0° magnet spectrometer.     

RIBLL束流诊断

描述了兰州放射性离子次级束流线(RIBLL)上研制并安装使用的放射性束流(RIB)诊断装置的种类、结构、性能及在AIBLL上的位置和功能.重点叙述了以光纤为基础的几种诊断元件,它们探测效率高、响应时间快、制作容易、性能稳定.给出了RIB¹⁷N等高图,说明诊断装置辅助MBLL得到RIB的水平.     

在放射性束装置上进行新核素鉴别及其衰变性质的研究

综述了近年来在放射束装置上进行新核素鉴别及其衰变性质研究取得的一些成果, 并简要介绍了即将在兰州放射性束装置上开展的奇异核衰变性质的研究工作． The progresses of new isotope identification and decay property studies on radioactive nuclear beam facilities are reviewed. Studies of the decay properties of exotic nuclei that will be performed at RIBLL are briefly introduced.     

17N破裂反应产物的测量

利用RIBLL提供的丰中子放射性束测量了17N在197Au和9Be靶上的破裂反应.用1?4单元阵列探测器测量得到了前角带电粒子产额和关联粒子对的破裂截面,得到了17N在197Au和9Be靶上的带电粒子破裂截面比为4—5倍,结果表明对重靶核除了核破裂机制外还要考虑库仑破裂的贡献.     

RIBLL终端大面积中子探测器阵列研制方案的理论计算

介绍了一种用于丰中子核研究的RIBLL终端大面积中子探测器阵列的研制.利用Geant4软件包对该探测系统的中子探测效率、时间分辨和位置分布等进行了蒙特卡罗模拟,同时对探测器的cross?talk进行了研究.给出了探测器的设计方案.     

质子滴线区新核素25P的鉴别

在兰州放射性束流装置RIBLL上 ,利用磁刚度B_ρ、飞行时间t_TOF和多重望远镜ΔE- E联合探测方法测量了69Me V/u 36Ar轰击Be靶产生的 P同位素碎片的同位素分布,并与 EPAX经验公式的计算结果进行了比较 ,在质子滴线区首次鉴别出了新核素25PThe mass distribution of the phosphor fragments induced by projectile fragmentation reaction of 69 MeV/u 36Ar + 9Be was measured at the projectile fragment separator RIBLL at IMP. The fragment products were identified by determining the magnetic rigidity Bρ , the time of flight t_TOF and their energy loss ΔE . The experimental isotope distribution was compared to the result of the empirical parameterization EPAX. Three events for the new nuclide 25P in the...     

17N破裂反应产物的测量

利用RIBLL提供的丰中子放射性束测量了^17N在^197Au和^9Be靶上的破裂反应,用14单元阵列探测器测量得到了前角带电粒子产额和关联粒子对的破裂截面,得到了^17N在^197Au和^9Be靶上的带电粒子破裂截面比为4－5倍,结果表明对重靶核除了核破裂机制外还要考虑库仑破裂的贡献。     

基于大功率LED的中子墙光刻度系统

光刻度系统是中子墙探测器系统的重要组成部分, 用于中子墙前端电子学的刻度和探测器工作性能变化的监测. 通过对基于发光二极管(LED)作为光源的中子墙光刻度系统方案开展了细致的测试研究, 确定了基于快脉冲驱动的大功率蓝光LED(3W)的中子墙光刻度系统方案, 对中子墙探测单元进行了初步刻度测试, 刻度结果能很好地满足光刻度要求, 表明对于快塑料闪烁体探测器该方案是一种较为理想的方案.     

拟定中的RIBLL实验装置

建议在兰州放射性束流线（ Ｒ Ｉ Ｂ Ｌ Ｌ）上建设３ 套装置: 直接反应精细测量装置, 用来对放射性束的粒子的运动轨迹逐一进行跟踪, 以及对粒子的电荷态、核电荷数、质量数和能量进行精确跟踪, 从而得到核反应和核结构的准确信息; 磁谱探测系统, 它是由一个二极磁铁和相关真空室组成, 一方面它是一个谱仪系统, 用来分离原始放射性主束和次级反应产物, 进行粒子种类和能量的测量, 另一方面, 还可以用来研究放射性核的电磁矩和基态组态; 奇异衰变的４π探测装置是由５套大面积位置灵敏薄片硅探测器和 Ｃｓ Ｉ（ Ｔｌ）组成的望远镜组, 可覆盖整个探测空间的６０％ ～７０％ ,外加多个塑料中子探测器或 γ探测器, 用来测量奇异核和蒸发余核的关联粒子发射, 寻找和测量奇异的放射性衰变．Radioactive Ion Beam Line in Lanzhou (RIBLL) is able to produce hundreds of radioactive ion beams, by mean of projectile fragmentation. A high performance setup for nuclear direct reaction was promoted to track the radioactive ion, and to measure its charge states, nuclear charge, mass, energy. It benefits precise experiment of both nuclear reaction and nuclear structure. An experimental magnet, composing by dipole magnet and vacuum chamber, should be used as magnetic spectrometer to ...     

新核素合成、高激发热核和放射性束物理前沿再获一批重要成果

综述了中国科学院近代物理研究所最近三年来在新核素合成、高激发热核和放射性束物理前沿领域取得的重要进展．其主要成果是在兰州重离子加速器和放射性束流线上获得的.The recent remarkable achievements in IMP in the research frontiers of synthesis of new nuclides, highly excited hot nuclei and radioactive ion beam physics are reviewed. Most of the achievements are made at the HIRFL and RIBLL of IMP.     

P同位素的质子滴线核研究

研究了在相对论平均场近似下P同位素的滴线核的性质,首先在理论上探讨了25P作为P的滴线核存在的可能性及其可能具有的质子晕结构,然后给出了在兰州放射性束流装置上25P的实验鉴别结果. Great progress was made on the study of P isotope both in theory and in experiments, but the final conclusion about the dripline of P isotope has not been made. In this article the properties of P isotope was studied in the frame work of relativistic mean field (RMF). First the probability of 25P as the dripline nuclei of P isotope and the proton halo structure of 25P was discussed, and then the RIBLL experiental result of 25P is presented.     

用于核天体物理实验的活性靶时间投影室

发生在中子星壳层内的丰中子熔合反应对中子星演化以及X射线超级爆等现象均会产生影响。受限于放射性束流强度和反应机制的复杂性，实验数据极其缺乏，难以有效约束理论模型。基于活性靶技术的时间投影室(Time Projection Chamber，TPC)将工作气体作为反应靶，具备近4$\pi$立体角接受度和三维径迹重建能力，能够实现对反应事件的全记录，显著提高了探测效率，大幅降低了熔合反应截面测量对束流强度的要求。我们研制了240路信号读出的TPC，并使用放射性束流16N对探测器进行了测试，探索了该实验方法的可行性和有效性。为了得到更加精确的反应产物径迹，对反应事件做出更好的筛选，进一步发展了1 024路信号读出TPC，并开展了12C+12C库仑位垒附近熔合反应截面测量实验，初步实验结果与已有实验数据符合较好。     

核查中的中子探测技术研究

介绍了通过探测中子辐射,用被动方法研究了包括模拟核弹头装置在内的各钚组合系统的可探测性和中子能谱等内容．用主动方法研究了核材料铀的裂变缓发中子测量技术和区分核与非核材料的方法．讨论了进一步开展的核查技术实验.In this paper,by neutron radiation detection with the passive method, the study on detectability, neutron spectra, etc. for the plutonium combined systems including the stimulated nuclear warhead assembly are introduced. The sutdy on technique of measuring fission delayed neutrons from uranium materials and the method of distinguished nuclear from non nuclear materials with the active method are described. Further experiments on verifying technique are also discussed.     

放射性核束引起的奇异核反应研究

结合开展的工作，对放射性核束流引起的核反应总截面研究、放射性束流引起的熔合反应研究、放射性束流开展的天体物理核反应研究以及其它有关的核反应研究进行了评述，并对其可能的发展作了一些探讨 .The study of total nuclear reaction cross section, nuclear fusion reaction,nuclear reaction of astrophysics and related reactions induced by radioactive nuclear beam are reviewed in this paper. The future development of this field is discussed.     

丰中子奇异核17B的实验研究

在兰州重离子加速器国家实验室(HIRFL)放射性次级束流线(RIBLL)上,用束流透射法测量了丰中子奇异核17B与C靶反应的总截面.假定17B具有15B(核芯) 2n结构,采用Gauss HO形式的密度分布和零力程Glauber模型进行计算的结果可以很好地拟合实验数据,并得出17B的密度分布有一个很大的弥散,表明17B是双中子晕核.     

横向场电离室在RIBLL实验中的应用

描述一种可用于兰州放射性束流线(RIBLL)上的ΔE探测器——横向场气体电离室. 对其性能进行了测试, 包括它的坪曲线、探测效率和能量分辨. 测试结果显示, 在混合气Ar(80%)+CO₂(20%)的不同气压下, 此电离室具有较长的工作坪区, 较小的坪斜. 相对于Si的探测效率为99.31%.在118mbar的气压下, 对能损为4.94MeV的α粒子, 其能量分辨率为3.25%. 并在RIBLL上利用50MeV/u的⁵⁸Ni轰击Ta靶的实验中进行了在束应用.     

RIBLLⅡ与CSRe中束流控制系统的设计

介绍了兰州重离子加速器冷却存储环（HIRFL-CSR）的实验环CSRe以及次级束线RIBLLⅡ中束流控制系统的设计。该系统主要采用了Java,COM,Oracle,ARM,DSP,FPGA等技术实现了对磁铁电源的实时、同步控制,已达到对束流的控制。该系统已经运行于现场的束流调试中,并在RIBLLⅡ的束流调试中运行正常、性能稳定。     

基于白光中子源的197Au中子辐射俘获截面测量及共振参数分析

中子辐射俘获反应在反应堆运行、核装置设计及核天体物理研究中起重要的作用. 4πBaF₂探测装置有着高时间分辨能力、低中子灵敏度、高探测效率等优点,适合开展中子辐射俘获反应截面数据的测量.中国原子能科学研究院核数据重点实验室建立了伽马全吸收装置(Gamma total absorption facility, GTAF),该装置用28块六棱BaF₂晶体和12块五棱BaF₂晶体构成了外径25 cm,内径10 cm的球壳,覆盖了95.2%的立体角.利用GTAF在中国散裂中子源Back-n束线上,测量了197Au(n, γ)的反应截面数据.测量数据通过能量筛选、PSD方法、晶体多重性筛选进行了初步本底扣除,随后结合对^natC及空样品的测量数据对本底进行了分析及扣除,获得了197Au俘获反应的产额,利用SAMMY程序拟合得到了¹⁹⁷Au在1—100 e V的共振能量、中子共振宽度和伽马共振宽度参数.实验测量结果与ENDF/B-VIII.0数据库符合良好,其共振参数存在一定差异,分析原因可...     

中子扫描变象管的最小可探测脉冲中子产额

本文从噪音理论出发导出了中子扫描变象管的探测方程,从而求得了中子扫描变象管可探测的最小脉冲中子产额,而且讨论了记录系统灵敏度对探测阈的影响.中子扫描变象管的静态实验证实了聚乙烯加碘化铯组合中子阴极的可行性和理论分析的正确性.