一组用于中能重离子核反应研究的高质量分辨望远镜探测器

本文描述了一个用于中能(20—100MeV/u)重离子核反应研究的高质量分辨带电粒子望远镜探测器.该望远镜由三片全耗尽硅半导体ΔE探测器(130μm+1580μm+5000μm)和一块10×10×30mm³CsI(Tl)闪烁体(光二极管读出)E探测器组成,具有高能量分辨、高质量分辨(对¹²C ΔA/A=25%FWHM)、大能量范围(对于α粒子为16—350MeV)等特点,能较好地用于中能核反应研究中类弹碎片和轻粒子的同位素鉴别与能量测量.     

46.2MeV/u 12C+64Ni、58Ni反应中发射的轻粒子和复杂碎片

用光二极管读出的CsI(Tl)闪烁探测器和多叠层硅望远镜,测量了46.2MeV/u ¹²C引起各种靶⁶⁴Ni、⁵⁸Ni、¹²C、¹⁹⁷Au、²⁰⁹Bi反应中所发射的轻粒子和中等质量碎片,这些探测器对轻粒子和中等质量碎片有很好的能量分辨和质量分辨.单举的能谱用运动源模型进行了分析,对各种靶在不同角度的中等质量碎片的产额进行了比较.由单举数据推出同位素产额比随靶质量变化的系统性,讨论了N/Z自由度的平衡.     

一个新型的电离室望远镜

本文介绍了一个具有纵向电场的电离室望远镜,它由两个串接的直射式气体电离室和一个位置灵敏半导体探测器组成.入射粒子的轨迹平行于探测器的电场方向,它的主要优点是:(1)可以兼顾轻、重粒子的分辨要求,(2)好的位置分辨,可以在较小的体积内保证较大的立体角(张角约14°).     

一套用于重离子耗散反应测量的电离室望远镜

重离子耗散反应需要鉴别产物的电荷数Z,为此,研制了一套ΔE-E望远镜.ΔE由两个串接在一起的气体电离室ΔE₁和ΔE₂组成,位置灵敏硅半导体测量粒子的剩余能量E.被探测粒子的轨迹与电离室的电场方向平行.该望远镜具有很低的能量探测阈,较小的外尺寸和强的抗电磁干扰能力.重离子耗散反应¹⁹F+²⁷Al产物的激发函数实验测量表明,该望远镜的电荷分辨Z/ΔZ约为30.     

双维位置灵敏CsI(Tl)探测器

描述了一种双维位置灵敏CsI(Tl)探测器.用3组分α源测量该探测器得到的位置分辨为0.81mm(FWHM),对于69MeV/u ³⁶Ar能量分辨为0.9％(FWHM).在RIBLL的ΔE-E粒子鉴别望远镜中常常作为E探测器.由于CsI(Tl)晶体对不同的粒子的能损-光输出的非线性,需要针对不同离子对CsI探测器作能量-光输出校正曲线.     

20Naβ延迟α衰变研究的新结果

以25及35.5MeV质子轰击氖靶,对²⁰Na的β延迟α衰变作了重新研究.实验中使用了以气体电离室作为ΔE探测器的新型粒子望远镜系统,在所测带电粒子谱的0.695MeV及0.907MeV处,首次观察到两个新峰.根据粒子鉴别、分支比和寿命测量,确信它们是来自²⁰Na的低能β延迟α衰变,由此修改了²⁰Na的衰变纲图和低激发态纲图,并讨论了它在天体物理研究中的意义.     

α粒子在塑料探测器中的能量响应

在重离子核反应机制研究的实验中,我们用一个总覆盖角为θ_L±20°,φ_L±9°由20个快慢塑料闪烁体单元构成的ΛE-E确良Phoswich探测器系统对重离子反应中前方向出射的轻带电粒子进行了测量,并利用从加速器引出的α束流,在不同厚度的铝箔中降能后,对该探测器系统进行了能量刻度.借助一个简单的关系式成功地拟合了我们的数据.得到的α粒子能谱与硅探测器望远镜测得的α粒子能谱符合得很好.     

非全熔合反应裂变角分布

采用核固体径迹探测器测量了¹⁶O+¹⁵⁹Tb、¹⁶O+¹⁹⁷)Au和¹⁶O+²⁰⁹Bi反应碎片角分布,扣除中等质量碎片(IMF)的贡献,用过渡态统计模型(TSM)和单个自旋标准理论拟合实验的裂变角分布,提取裂变核的自旋. 讨论了它随质心系入射能量的变化.     

大动态范围双维位置灵敏多叠层探测系统

描述了一种用于中能重离子核反应实验研究的大动态范围双维位置灵敏多叠层探测系统.该探测系统由纵向电场气体电离室(IC)、大面积双维位置灵敏穿透型Si探测器(PSSD)、大面积Si光敏二极管(SPD)和用光二极管读出的16单元CsI(Tl)闪烁体探测器阵列组成.用a放射源Am(5.486MeV)测得的IC、PSSD的能量分辨率分别为3%和2.6%.在25MeV/u ⁴⁰Ar诱发的核反应中,探测到的a粒子的能量动态范围为2—130MeV,此探测系统清楚地分辨出Z=2到Z=21的元素,对Z=18的Z分辨本领Z/△Z≈44.5,位置分辨为0.86±0.03mm(FWHM).     

25MeV/u 40Ar+93Nb反应中热核的激发能和核温度

利用半导体望远镜探测器和PPAC对25MeV/u ⁴⁰Ar+⁹³Nb反应中的带电粒子和余核进行了关联测量,对所得α粒子能谱用三源模型进行了拟合,并由余核飞行时间和粒子多重性得到热核激发能.通过对温度的修正,发现在本实验中有激发能E^*/A为4.3MeV,温度T_init为6.9MeV的热核形成.通过与其它实验结果的对比可以看出核物质在轻系统和重系统中行为的差异.     

97MeV 16O轰击51V靶出射α粒子的测量与理论分析

用不同种类的粒子望远镜测量了97MeV ¹⁶O+⁵¹V反应中出射的α粒子.得到了单举α粒子能谱、角分布、E-θ平面内的d²σ/dEdΩ截面等高图及速度平面内的d²σ/PCdEdΩ截面等高图.区分了复合核蒸发的α粒子与直接机制发射的α粒子.用激子模型对预平衡发射的α粒子贡献进行估计,得到的预平衡发射和复合核蒸发分别在α粒子总产额中所占的比份.     

198Bi的高自旋态结构研究

利用能量为85—105MeV的¹⁶O束流,通过¹⁸⁷Re(¹⁶O,5n)反应研究了¹⁹⁸Bi的高自旋态能级结构.用6台BGO(AC)HPGe探测器和一台用于探测低能γ跃迁的平面探测器进行了γ射线的激发函数、γ-γ—t符合及γ射线的角分布测量.基于这些测量,首次建立了包括26条γ跃迁的¹⁹⁸Bi的高自旋能级纲图,确定了一个半寿命为(8.0±3.6)ns,自旋和宇称为15+的同质异能态.基于较重的双奇铋核^200—206Bi能级结构的系统性,定性地对¹⁹⁸Bi的能级结构进行了解释.     

35MeV/u 40Ar+197Au反应中复合核的激发能与温度

利用大面积位置灵敏气体探测器对35MeV/u ⁴⁰Ar+¹⁹⁷Au反应中形成的裂片进行了符合测量,由此得到了裂变复合核的速度分布.在大质量转移假设下扣除前平衡发射粒子的影响,得到复合核的激发能.另外利用望远镜探测器对反应中出射的轻带电粒子也进行了符合测量,并由后角α,p,d,t的能谱提取了复合核的温度.温度与激发能的关系没有表现出理论预言的相变特征.     

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.     

新型MSM结构砷化镓半导体探测器的性能

研究一种新型双金属接触GaAs半导体探测器的性能,测量了²⁴¹Am 5.48MeVα粒子、⁵⁷Co 122keV的光子和⁹⁰Sr 2.27MeVβ粒子的最小电离粒子谱,比较了一个3×3mm²的GaAs芯片在经过¹³⁷Cs 662keV光子约1300rad辐照前后的电荷收集效率和能量分辨率.测量结果显示这种新型金属─半导体─金属(MSM)结构的半导体探测器不仅在室温下对各种粒子具有良好的探测能力,而且具有很好的抗辐照性能.     

中能重离子反应中的多单元轻粒子阵列探测器

本文描述了一个能在中能(10—100MeV/u)重离子核反应测量中鉴别轻粒子、测量粒子多重性,并能给出轻粒子能量和位置信息的大立体角(θ:5°—20°,φ0°—360°)、多单元(36单元)阵列探测器.初步调试结果表明该探测器对轻粒子(p、α等)有较好的分辨.     

屏栅电离室+△E-E望远镜探测器系统

研制了屏栅电离室+△E-E望远镜探测器系统,系统的屏栅电离室用来测定252Cf自发裂变碎片的能量和相对于探测器系统轴线的发射角,与屏栅电离室耦合安装的△E-E望远镜探测器由一个薄的屏栅电离室(气体△E)和一个金硅面垒探测器(E)组成,用来确定互补碎片的电荷.用本系统对252Cf自发裂变碎片电荷分布进行了4个参数的关联测量,结果表明,这个探测器系统的电荷分辨能力Z/△Z好于40:1.     

BaF2晶体用于中能重离子核反应中的粒子鉴别

将BaF₂晶体与半导体探测器组成的望远镜用于^{12C(46.7MeV/u)入射核反应中前方向产物的测量,用ΔE-E方法和快慢成分关联方法进行了粒子鉴别.同时还研究了BaF₂晶体对多种离子的响应.}     

屏栅电离室+△E-E望远镜探测器系统

研制了屏栅电离室+△E-E望远镜探测器系统,系统的屏栅电离室用来测定252Cf自发裂变碎片的能量和相对于探测器系统轴线的发射角,与屏栅电离室耦合安装的△E-E望远镜探测器由一个薄的屏栅电离室(气体△E)和一个金硅面垒探测器(E)组成,用来确定互补碎片的电荷.用本系统对252Cf自发裂变碎片电荷分布进行了4个参数的关联测量,结果表明,这个探测器系统的电荷分辨能力Z/△Z好于40:1.     

入射能量为5.1MeV中子58Ni(n,α)55Fe反应截面和出射粒子角分布测量

用屏栅电离室测量了入射中子能量为5.1MeV的⁵⁸Ni(n,α)⁵⁵Fe核反应的α粒子角分布,²³⁸U裂变电离室作中子注量率的测量,测得该能点⁵⁸Ni(n,α)⁵⁵Fe的总截面为(47.4±5.0)mb.用中国核数据中心推荐的理论计算程序UNF计算了在1—8MeV能区⁵⁸Ni(n,p)⁵⁸Co,⁵⁸Ni(n,α)⁵⁵Fe的反应截面和入射中子能量为5.1MeV的⁵⁸Ni(n,α)反应角分布.理论和测量数据的比较说明,用复合核模型来描写该能点的角分布是可行的.