用特洛伊木马方法间接研究天体核反应～9Be（p，α）～6Li

论文题目: 用特洛伊木马方法间接研究天体核反应～9Be（p，α）～6Li

论文类型: 博士论文

论文专业: 粒子物理与核物理

作者: 李成波

导师: 周书华

关键词: 能区,裸核,反应截面,因子,库仑位垒,电子屏蔽效应,准自由反应,特洛伊木马方法

文献来源: 中国原子能科学研究院

发表年度: 2005

论文摘要: Li、Be、B丰度及其演化对核天体物理的诸多领域都具有重要的意义。9Be的原初丰度是检验大爆炸原初核合成非均匀模型准确性的一个关键性参数;年轻恒星中9Be丰度的研究,和其它轻元素Li、B一起,可以作为恒星内部运作机制的探针,用于研究恒星的结构和演化。无论是在大爆炸原初核合成环境还是恒星演化天体环境中,Li、Be、B的破坏过程都主要是由质子引发的（p,α）反应道发生的,其相应的天体环境能量从～10keV（恒星核合成）到～100keV（原初核合成）。这些能量远低于库仑位垒（通常在MeV量级）,核反应只能通过隧道穿透效应发生,反应截面随能量降低呈近似指数下降。天体能区的反应截面通常利用随能量变化相对平缓的天体因子S（E）从较高能区的测量数据走势向低能端外推得到。然而,由于可能存在的阈下共振及低能核反应中电子屏蔽效应的影响,这种外推过程会引入一些不确定性。为避免外推,近些年来,发展了许多间接方法,特洛伊木马方法就是其中之一,特别适于间接测量带电粒子两体反应在低能区的裸核截面。该方法建立在准自由反应机制基础上,在适当的运动学条件下,选取一个与两体反应密切相关的三体反应,其反应在库仑位垒之上发生,从而避免了库仑位垒对截面的抑制,电子屏蔽效应也可以忽略不计。借助于核反应理论,两体反应截面可以从三体反应数据中提取出来。本论文工作中,特洛伊木马方法被用于间接测量9Be（p,α）6Li核反应——它是9Be燃烧过程的主要反应道。该反应借助于一个与之相匹配的三体反应d（9Be,α6Li）n来研究。其中,氘核作为“木马核”,它可以看作是由质子和中子两个结合得相对比较松散的体系构成的:d=（p+n）。在三体反应过程中,质子作为核反应的实际参与者,而中子作为两体反应p+9Be→α+6Li的旁观者。如果9Be束流能量高于库仑位垒,三体反应可以在库仑位垒之上顺利进行,9Be（p,α）6Li反应借助于三体反应在其核相互作用区域内发生,库仑位垒影响和电子屏蔽效应可以被忽略,裸核反应截面的间接测量成为可能。 d（9Be,α6Li）n实验是在意大利国家核物理实验室INFN-LNS完成的。串列加速器提供的22MeV的9Be束流轰击CD2靶,束斑约2mm,流强2-5pnA,靶厚约190

论文目录:

摘要

Abstract

第1章研究背景

1．1 引言

1．2 核天体物理中的几个基本概念

1．2．1 天体核反应率

1．2．2 天体S(E)因子

1．2．3 伽莫夫窗

1．3 轻核素~9Be丰度在核天体物理研究中的重要意义

1．4 国内外对~9Be(ρ,α)~6Li核反应的研究情况及分析

第2章特洛伊木马方法

2．1 带电粒子热核反应的特点、困难和措施

2．2 间接测量方法简介

2．3 特洛伊木马方法

2．3．1 特洛伊木马方法的基本思想

2．3．2 特洛伊木马方法理论推导简介

2．3．3 特洛伊木马方法的应用

第3章实验测量与分析

3．1 实验方案

3．1．1 束流能量

3．1．2 靶材料及其厚度

3．1．3 探测器及其几何布局

3．1．4 电子学线路

3．1．5 数据获取系统

3．2 实验内容

3．2．1 探测器刻度

3．2．2 实验测量

3．3 数据分析

3．3．1 数据格式与分析工具

3．3．2 探测器刻度

3．3．3 三体运动学计算

3．3．4 实验谱的识别

3．3．5 从三体反应中提取两体反应信息

3．4 结果讨论

3．4．1 间接测量结果与直接数据的比较

3．4．2 误差分析

第4章论文总结

参考文献

致谢

附录

附录1 本工作中用到的一些程序简介

附录2 PAW在数据处理中的使用简介

附录3 本人在攻读博士学位期间发表的文章

发布时间: 2005-12-05

用特洛伊木马方法间接研究天体核反应～9Be（p，α）～6Li

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