Измерение сечений расщепления ядер 28Si протонами и исследование реакции 28Si(p,p/X)24Mg* при энергии 1 ГэВ на установке МАГ тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ
|
Соколов, Алексей Юрьевич
АВТОР
|
||||
|
кандидата физико-математических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Москва
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2006
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.16
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
Государственный научный центр РФ Институт Теоретической и Экспериментальной Физики
им. А.И. Алиханова
На правах рукописи
Соколов Алексей Юрьевич
Измерение сечений расщепления ядер 2881 протонами и исследование реакции ^вЦрф'Х)24!^* при энергии 1 ГэВ на установке МАГ
Специальность: 01.04.16 - физика ядра и элементарных частиц
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук
Москва 2006 г.
УДК 539.165
Работа выполнена в Государственном научном центре РФ Институте Теоретической и Экспериментальной Физики, г. Москва.
Научный руководитель: кандидат физ.-мат. наук B.C. Демидов
(ГНЦ РФ ИТЭФ, г. Москва)
Официальные оппоненты: доктор физ.-мат. наук, профессор
А.К. Поносов (МИФИ, г. Москва)
доктор физ.-мат. наук А.Е. Кудрявцев (ГНЦ РФ ИТЭФ, г. Москва)
Ведущая организация: ПИЯФ, г. Гатчина
Защита состоится 28 ноября 2006 г. в 11 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д.201.002.01 в ГНЦ РФ ИТЭФ по адресу: г. Москва, ул. Б. Черёмушкинская, д. 25, конференц-зал института.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИТЭФ. Автореферат разослан 23 октября 2006 г.
Учёный секретарь Диссертационного совета
■ ■ ■ " . , ■ -■*
кандидат физико-математических наук ' ' " В.В. Васильев
1. Общая характеристика работы
1.1. Актуальность темы диссертации
Измерение сечений выхода ядер-продуктов, образующихся в реакциях расщепления атомных ядер при энергии протонов в несколько ГэВ, необходимо как для проверки различных теоретических моделей ядерных реакций, так и для решения прикладных задач, связанных с проблемой переработки отходов ядерных реакторов.
Такие измерения проводились в различных лабораториях мира в течение многих лет; их результаты вошли как в монографию [1], так и в современные базы данных (см., например, [2]). В последнее время интерес к исследованию реакций расщепления возобновлён с новой силой, так как они являются основой создания мощных источников нейтронов (проекты ESS [3] и другие).
В подавляющем большинстве экспериментов в этой области энергий используется метод накопления продуктов расщепления ядер в процессе облучения образцов-мишеней в пучках протонов,. Для выделения некоторых стабильных изотопов благородных газов, например гелия и неона, используются масс-спектрометры. Такими методами не удаётся измерить выходы стабильных ядер, не относящихся к благородным газам, и радиоактивных ядер с малым периодом полураспада, что составляет заметную часть всех реакций расщепления.
Задача измерения сечений реакций с образованием таких ядер может быть решена методом регистрации "мгновенного" у-излучения, возникающего при переходах возбуждённых ядер в состояние с меньшей энергией возбуждения или в основное состояние. Особенностью этого метода является то, что измеряются не полные выходы ядер, поскольку зарегистрировать все гамма-переходы практически невозможно, а парциальные сечения переходов, в основном, с первого возбуждённого уровня в основное состояние.
Многие физические эксперименты требуют анализа кинематики ядерных реакций с определением конечного состояния ядра. В большинстве экспериментов конечное состояние ядра определяется по недостающей массе, что можно сделать только для событий; в которых зарегистрированы и идентифицированы все продукты ядерной реакции и, кроме того, с высокой точностью измерены их импульсы. Эта сложная экспериментальная.задача до сих пор решена лишь в узкой области малых передаваемых ядру энергий, ограниченной энергией отделения нуклона.
В магнитно-германиевом спектрометре МАГ ИТЭФ, состоящем из магнитного спектрометра на основе пропорциональных камер (ПК) и Ge(Li)-NaI(Tl) гамма-спектрометра используется метод адрон-гамма совпадений. При этом "мгновенное" у-изл учение служит триггером, фиксирующим конечное ядро-
продукт и таким образом выделяющим конкретную ядерную реакцию, кинематика которой анализируется магнитным спектрометром. Кроме возможности одновременно исследовать несколько различных процессов, другое преимущество спектрометра MAI" состоит в том, что в одном эксперименте кинематические характеристики анализируются в широком диапазоне переданных ядру энергий от 0 и до 0.8 Тй (7Ь - кинетическая энергия налетающих частиц).
Исследование образования 24Mg при взаимодействии протонов с 28Si представляет несомненный интерес, поскольку процесс может трактоваться в рамках a-кластерной модели. Кроме прямого выбивания a-кластера, одновременно можно изучать каскадные взаимодействия протона с квазисвободными нуклонами в ядре, приводящие к вылетанию четырёх нуклонов.
1.2. Цель диссертационной работы
1. Анализ работы пропорциональных камер магнитного спектрометра.
2. Выбор оптимальных условий проведения эксперимента по взаимодействию протонов с кремниевой мишенью.
3. Измерение сечений реакции расщепления при взаимодействии протонов с энергией 1 ГэВ с ядрами ^Si.
4. Анализ совместной информации пропорциональных камер и у-детектора.
5. Изучение механизма реакции 28Si(p,p' X)24Mg* в диапазоне переданных энергий, где ещё не рождаются я-мезоны.
1.3. Научная новизна и значимость
В работе получены следующие новые методические и научные результаты:
1. Проведён анализ факторов, влияющих на работу пропорциональных камер установки МАГ; определены эффективности магнитного спектрометра;
2. Впервые метод адрон-гамма совпадений применён для исследования взаимодействия протонов с энергией 1. ГэВ с ядрами ^Si;
3. Задача измерения сечений реакций расщепления впервые для энергии протонов 1 ГэВ решена методом регистрации "мгновенного" у-излучения. Для кремниевой мишени это позволило получить величины сечений для 28 у-переходов 19 ядер-продуктов, что заметно больше, чем позволяют получить другие методы измерения сечений расщепления;
4. Впервые для всей области азимутальных углов <р показано, что для квазикогерентного взаимодействия протонов с ядром кремния (2SSï(p,p/)24Si*) угловая зависимость сечения имеет вид do/dtp ~ a-b cos(4<p)\
5. Отбор по энергии у-квантов позволил выделить реакцию "^Si(p,p/X)24Mg*, а измерение переданной энергии дало возможность впервые разделить процессы:
1) 2sSi(p,p a)24Mg* - рассеяние протона на внутриядерном a-кластере с выбиванием кластера из ядра;
2) 28Si(p,p/2p2n)~4Mg* ~ выбивание четырёх нуклонов с суммарным зарядом равным 2 в результате столкновения протона с внутриядерным нуклоном.
1.4. Результаты, выносимые на защиту
1. Анализ работы пропорциональных камер магнитного спектрометра в условиях реального эксперимента;
2. Определение эффективности и просчётов магнитного спектрометра, а также учёт фонов в опыте взаимодействия протонов с кремниевой мишенью;
3. Идентификация уровней возбуждения ядра и определение сечений реакции расщепления при взаимодействии протонов с энергией 1 ГэВ с кремниевой мишенью;
4. Обзор результатов, полученных методом адрон-гамма совпадений на спектрометре МАГ;
5. Анализ процессов, происходящих в реакции 28Si(p,p/ X)24Mg* в диапазоне переданных энергий, где ещё не рождаются тс-мезоны.
1.5. Личный вклад диссертанта
Диссертант принимал активное участие в сеансах измерения, выполнял работы по ремонту, изучению и оптимизации работы пропорциональных камер спектрометра МАГ. Автором были определены эффективности и коэффициенты просчетов ПК, идентифицированы уровни и определены сечения реакции расщепления при взаимодействии протонов с кремниевой мишенью, проведён анализ вкладов различных процессов в реакцию "^SKp.p'xy^Mg*.
1.6. Апробация работы и публикации
Материалы, изложенные в диссертационной работе, опубликованы в журналах "Приборы и техника эксперимента", "Ядерная физика "Письма в ЖЭТФ", а также в виде препринтов ИТЭФ и электронных препринтов. Основные результаты изложены в работах [4-9]; докладывались на Научной сессии "МИФИ" (МИФИ 2000, МИФИ 2001 и МИФИ 2002); на конференции студентов, аспирантов и молодых ученых ИТЭФ (17-18 декабря 1998г.); на секции ЯФ ОФН РАН, посвящённой 60-летию ИТЭФ (5-9 декабря 2005 г.); на семинаре ОФВЭ ПИЯФ и на семинаре ИТЭФ по ядерной физике высоких энергий.
1.7. Структура и объём диссертации
Диссертация содержит 134 страницы, состоит из введения, шести глав и заключения, включает 72 рисунка и 10 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 144 наименования. Глава 1 является вводной. Методические результаты приведены в Главах 2 и 3, физические результаты - в Главах 4, 5, 6.
в
2. Содержание работы
Во введении представлены основные задачи исследования и изложена мотивация проделанной работы.
В первой главе обосновывается актуальность темы исследования. Отмечены преимущества метода адрон-гамма совпадений, заключающегося в одновременной регистрации заряженного адрона - продукта ядерной реакции и "мгновенного" у-кванта, испущенного возбуждённым ядром. Рассмотрены предшествовавшие установки и предварительные результаты, полученные на спектрометре МАГ. Даётся обзор экспериментов по измерениям сечений выхода ядер-продуктов, образующихся в реакциях расщепления. Продемонстрирована важная роль ос-кластеров во взаимодействиях протонов с ядрами
Во второй главе дано описание спектрометра МАГ. Особенностью созданного в ИТЭФ спектрометра МАГ является разделение функций идентификации возбуждённых состояний ядер-продуктов и анализа кинематики исследуемой ядерной реакции. Спектрометр состоит из широкоапертурного магнитного спектрометра с пропорциональными камерами и у-спектрометра на основе Ое(Ы)-детектора. Магнитный спектрометр регистрирует заряженные частицы и определяет их импульсы, а Ое(1л)-Ыа1(Т1) у-спектрометр измеряет энергию "мгновенного" у-излучения из мишени. Идентификация реакций осуществляется по энергии у-кванта, испускаемого возбуждённым ядром-продуктом при переходе в основное состояние или в одно из промежуточных.
Схема расположения детекторов, входящих в спектрометр МАГ, показана на рис. 1.
мишень
ПК2
Пучок
V. Л«
пкз
-к
> в
веки)
• .-..У-_в - .
магнит
Рис. 1. Схема спектрометра МАГ. Обозначения: ПК1 - ПКЗ - блоки пропорциональных камер, ¿1-56 - сцинтилляционные счётчики, Се(У) -у-детектор, Ма1(Т1) и РЬ - активная и пассивная защита у-детектора.
Заряженные частицы, вылетающие из мишени вперёд, регистрируются в широкоапертурном магнитном спектрометре. Он состоит из спектрометрического магнита, системы пропорциональных камер (ПК1-ПКЗ) и мастерной системы, включающей в себя сцинтилляционные счётчики 51~5б .
Зазор спектрометрического магнита по вертикали равен 0.5 м, полюса имеют размеры 1 м вдоль пучка и 1.8 м в поперечном направлении. Поле в центре магнита составляет 0.7 Тл, а интеграл поля по оси X (рис. 1) - 1.2 Тл-м. Карта поля в рабочей области магнита была заново измерена датчиком Холла с точностью не хуже 0.0005 Тл. Это позволило улучшить точность восстановления треков.
Система многопроволочных пропорциональных камер спектрометра МАГ состоит из 30 координатных плоскостей с общим числом сигнальных проволочек около 15 тысяч. Координатные плоскости объединены в блоки, содержащие как взаимно-ортогональные У и X -проекции, так и плоскости с наклонным расположением проволочек (37° к вертикальной оси 7). Для ортогональных плоскостей У и X шаг сигнальных проволочек равен 2.5 мм, для наклонных — 2 мм.
Ближе всего к мишени расположены две пучковые камеры с размером чувствительной области 240x240 мм2 - группа камер ПК1. Перед магнитом расположены четыре блока малых камер с размером чувствительной области 480x1280 мм2. Эти камеры составляют группу ПК2. Камеры из ПК1 и ПК2 будем называть передними камерами. Пропорциональные камеры за магнитом (задние камеры) ПКЗ имеют размер чувствительной области 880x1840 мм".
Камеры работают на смеси газов Аг(70.0%)+С0;(29.8%)+Фреон 13В 1(0.2%). Для камеры с шагом 2.5 мм при напряжении питания 3.8 кВ коэффициент газового усиления составляет 5103. При суммарном коэффициенте усиления
схем электроники 13 мВ/мкА амплитуда сигнала от прохождения заряженной частицы составляет порядка 65 мВ.
Важным параметром оценки правильности работы камер является размер кластера - количество сработавших проволочек, находящихся рядом. Увеличение количества многокластерных событий приводит к ухудшению пространственного разрешения. Распределение событий по размеру кластера зависит от режима работы камеры. Для пучковых частиц, летящих вперёд без взаимодействия, число двухкластерных событий составляет 5% от однокластерных.
Обработка событий включает в себя пространственное восстановление треков в блоках камер до и после магнита, связь траекторий частиц в магнитном поле спектрометра, определение импульса частиц. Представление о координатном разрешении камер даёт распределение событий по разности между координатами восстановленного трека и координатами сработавших проволочек. Для камер с наклонными проволочками ширина распределения (Р\¥НМ) равна 1.2 мм, для камер с ортогональными плоскостями У и Л - 1.5 мм, что вполне соответствует ожидаемому координатному разрешению камер. При импульсе
протонов 1.8 ГэВ/с ширина импульсного распределения составляет 1.4%. Она определяется как импульсным разбросом частиц в пучке (=1%), так и ошибками в определении импульса, возникающими при восстановлении треков (»1%).
Эффективность отдельной камеры G, вычисляется как отношение числа треков, зарегистрированных в этой камере, к числу треков, прошедших через неё (проведённых по данным остальных камер). Эффективность камер зависит от загрузки, подаваемого на камеры напряжения, порогового напряжения в схеме регистрации сигнала, атмосферного давления и некоторых других факторов. В разных областях камер эффективность различна.
Под эффективностью магнитного спектрометра £пк будем понимать часть числа заряженных частиц, вылетающих из мишени в пределах углового аксеп-танса, удовлетворяющую условиям программы фильтрации и восстановления траектории. Величина Ецк учитывает как вероятность попадания вторичной частицы в прямоугольную область, ограниченную размерами пропорциональных камер (геометрическая эффективность), так и эффективность G(y,Z), зависящую от режима работы камер. Она зависит от импульса, а также от величины магнитного поля и вычислялась методом Монте-Карло с использованием программы GEANT. Для этого моделировалось прохождение частиц различных импульсов, вылетающих из мишени, через все элементы магнитного спектрометра. При этом учитывалась Gi(Y,Z) каждой камеры, полученная экспериментально.
В результате моделирования была получена зависимость £пк(6,/>) от угла вылета частицы из мишени 0 и её импульса р (рис. 2). Также была вычислена эффективность £пко(6) регистрации частиц в передних камерах. Вычисленные £nkiQ,p) и £/7лго(9) использовались при статистической обработке. При импульсах больше 1.4 ГэВ/с эффективность почти не зависит от величины импульса. При 8>4° сказывается вылетание частиц за пределы пропорциональных камер. Уменьшение £пк в области малых углов 9 объясняется уменьшением эффективности отдельных камер в области центра пучка. На рис. 3 приведены зависимости эффективности епк(9) при импульсе 1.85 ГэВ/с (1) и эффективности передних камер £пко(в) (2) от угла 0. Видно, что максимальный угол регистрации составляет 15° для всего спектрометра и 35° для передних камер.
Для обработки однотрековых событий применялся специальный алгоритм отбора: один и только один трек присутствует в каждой проекции. Число восстановленных треков зависит от выбранных условий обработки. Так как при расчёте сечений использовались только однотрековые события, то необходимо знать коэффициент восстановления однотрековых событий Кхт для случая, когда частицы проходят через весь спектрометр, и для случая, когда треки восстанавливаются только в передних камерах. Коэффициенты были определены в специальных экспозициях: ^^=0.583, ^^=0.667. Погрешность в коэффициенте восстановления однотрековых событий составляет 10%.
Рис. 3. Зависимость эффективно-Рис. 2. Зависимость эффективности сти £пк при ИМПульсе 1.8 ГэВ/с епк от угла вылета частицы из (1) и эффективности передних мишени 0 и её импульса р. камер еПко (2) от угла в.
Се(1л)-На1(Т1) у-спектрометр располагался под мишенью (рис. 1). Детектирующая часть спектрометра представляла собой Се(1л)-кристалл объёмом около 100 см3, помещённый в криостат специальной конфигурации. Расстояние от центра кристалла до мишени составляло 35.7 см. Для уменьшения гамма- и нейтронного фона, связанного с работой ускорителя, германиевый у-детектор был помещён внутрь 6-секционной №1(Т1) сборки, сигнал от которой включался на антисовпадение с сигналом от германиевого детектора, что подавляло непрерывную фоновую компоненту у-спектра в 20-30 раз. Кроме того, спектрометр был помещён в свинцовый кожух для защиты от внешнего фона. Эффективность гамма-спектрометра определялась как произведение
двух множителей: О^^Еу^Л^ЩУт^Еу),
где - эффективность Ое(Ы) у-детектора, которая учитывает вероятность попадания у-кванта в детектор и вероятность его потери за счёт вылета части электромагнитного ливня за пределы кристалла Се(1л); ^(Еу) отражает уменьшение эффективности за счёт ограничения разрешённого времени прихода сигнала с Се(Ы)-детектора.
Для энергии 200 кэВ Д^Еу) равна 2.3-10"4 и уменьшается до 0.77-10"4 при энергии 1000 кэВ й до 0.5 ЫО"4 при энергии 1800 кэВ.;
Отметим, что погрешность определения эффективности у-детектора является одним из главных, источников погрешности в измерении сечений. Причем, если эффективность Ое(1л)-детектора можно определить с точностью до
нескольких процентов, то величина т](Еу) известна менее точно. Это приводит к систематическим ошибкам, которые могут составлять ±10%.
Без искажений могут быть измерены интенсивности уровней с временем жизни меньше 10-г20 не; для более долгоживущих уровней следует вводить поправки на долю нерегистрируемых распадов. Нижняя граница регистрируемых времён жизни (100т-500 фс ) определяется искажением формы у-линий за счёт эффекта Доплера.
Третья глава посвящена методическим аспектам эксперимента по изучению реакций взаимодействия протонов с кремниевой мишенью (28Si-92.23%, 29Si-4.67%, ^Si—3.1%) при энергии 1.02±0.02 ГэВ. В ней также рассматривается вывод заряженного пучка на установку МАГ.
Мастерный сигнал на считывание информации в штатных измерениях ("набор") вырабатывался по схеме: SxS2S3S4SsS6GeNaJ. Периодически проводились также пучковые экспозиции (без мишени, сигнал на считывание информации: SlS2SJSA ), котировочные (с мишенью, сигнал на считывание информации: S1S2S3S4S6 ) и некоторые другие. В результате обработки экспозиций типа "набор" по программе MAGOFF для каждого однотрекового события формируется информация, включающая следующие величины: энергию гамма-кванта Еу,
координаты точки взаимодействия пучкового протона на мишени КГ и ZT, полярный и азимутальные углы вылета протонов из мишени 9 и ф, импульс вылетающего протона р , импульс пучка р0.
Суммарное число восстановленных однотрековых событий типа "набор" с треками, проведенными через весь спектрометр, составляет 903 601; с треками в передних камерах - 2 397 004.
Ширина пучка, попадающего на установку МАГ (FWHM) по координате У составляет 2.6 см, по Z - 2.0 см. Пучок отклонен в плоскости XY от оси спектрометра на угол -0.2°. Разброс направлений пучковых частиц в плоскости XZ почти в два раза больше, чем в плоскости ХУ. Включение в мастер антисчетчика Se подавляет их количество приблизительно в 5 раз. ¡ Рассмотрены основные источники фонов и временных просчётов. Из-за .флуктуации времён прихода сигналов с германиевого гамма-детектора, время Записи информации в ОЗУ с пропорциональных камер может не совпадать с "временем считывания информации из ОЗУ. Вследствие этого могут возникать просчёты в числе найдешшх треков заряженных частиц. Был вычислен коэффициент £t, учитывающий просчёты полезных событий (£^0.886).
Четвёртая глава посвящена анализу информации только с германиевого у-детеетора. Измерение сечений образования ядер проводится методом регист-
рации "мгновенного" у-излучения, возникающего при переходах возбуждённых ядер в состояние с меньшей энергией возбуждения или в основное состояние. При этом измеряются не полные выходы ядер, поскольку зарегистрировать все у-переходы практически невозможно, а парциальные сечения переходов. Так, если мы зарегистрировали переход ядра с первого возбуждённого состояния в основное и по площади соответствующего пика в спектре гамма-квантов измерили сечение у-перехода, то мы можем определить сечение возбуждения первого уровня ядра. Оно включает как сечение образования первого возбуждённого состояния ядра, так и сечения образования вышележащих состояний, снятие возбуждения которых происходят через первое.
Гамма-спектр, полученный на пучке протонов с мишенью из кремния, приведён на рис. 4. Непрерывная компонента спеюра (континуум) формируется главным образом у-квантами с неполностью зарегистрированной энергией (из-за вылета ливневых частиц за пределы детектора), комптоновским рассеянием и у-излучением фонового происхождения. Максимумы в спектре обусловлены у-переходами ядер.
<3
й10
ИЗ
Та8 И
"а8
ко „ я 8
О л
*-ч 5 Ю 4
Я3 О _
т
а4
"а з
Я,
о
I
-«Л—» ч^'
10 и
/У
- ¿.¡^ Ч\
«У
15
л
350 375 400 425 450 475 500 525 550
600
650
700
750
«тг I \2
ГУ......,_,_, , , "Т^ГУ
Ю £25 850 875,0 900 925 950 975 1000 1025 Ю50 1100 1150 1200 1250
875|9 900
у А
к
13 1
I
®4
О ^
1300 1325 1350 1375
Л
1400 1425 1450 1475
к
1500 1525 1550 2
1600 1в25 1650 1675 1700 1725 1750
I
1750
1950 "2000 2Ю0 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900
Энергия гамма-кванта, кэВ
Рис. 4. Спектр гамма-квантов, возникающих при взаимодействии протонов с энергией 1 ГэВ с ядрами кремния. Стрелками и числами отмечены переходы образующихся ядер, указанные в табл. 1.
В районе максимумов спектры аппроксимировались функцией / (распределением Гаусса/?^ ^c s^exp-[((x-Ey)/sf/2/, где с — нормировочный множитель, л -среднеквадратичное отклонение, или распределением
Дх) -с 5 -ехрЦх-ЕчУа-ехрЦх- Еу)/$)) аналогичным распределению экстремальных значений;1 где 5 - параметр формы), определяющей форму линии, и линейной функцией« экстраполирующей континуум. Для описания областей спектра, состоящих ¡из. нескольких у-линий, в аппроксимирующую функцию включалось несколько'функций/: :
Найденные значения положения пиков Еу служили для идентификации у-переходов ядер с помощью известных таблиц [2, 10]. Переход от числа событий ТУ, зарегистрированных в спектре фотонов при энергии Еу, к сечению производился по формуле:
где N - площадь под пиком, выраженная в числе событий;
А - 28 - атомный номер ядра-мишёни;
Л^а - число Авогадро;
х=^6.18 г/см2 - толщина мишени;
Пся — эффективность гамма-спектрометра, вьфаженная в стерадианах;
ку— коэффициент, учитывающий поглощение у-квантов в мишени и счётчике £5
(коэффициент вычисляется методом Монте-Карло и изменяется от 0.35 при
энергии 200 кэВ до 0.7 при энергии 2500 кэВ); ......
т~0.95 - поправка на мёртвое время гамма-детектора;
поправка на угловое распределение у-квантов в ядерных переходах (£=1.05 для периодов 2+(1)^0+(р) в ядре 28Б1 [11], для остальных переходов £=1.0); 5=0.922 - поправка на изотопный состав мишени; - ■
Мо=5.61-Ю10- количество частиц пучка, попавших на мишень за время измерений.
Идентификация переходов осложняется тем, что среди зарегистрированных наблюдаются максимумы, возникающие при взаимодействии нейтронного фона ускорителя х ядрами конструкционных материалов, находящихся вблизи детектора — ядрами алюминия, железа и свинца. Возможны реакции (л,у) и (<п,п) с возбуждением ядра. Наблюдается также фоновое у-излучение, возникающее при поглощении нейтронов в кристалле Се(Ы). Энергии фоновых у-линий известны, их наличие учитывалось при обработке спектров.
• В* табл.' ' 1? ЬрйвёДень! результаты измерений сечений у-переходов, возникающих при взаимодействии протонов с энергией 1 ГэВ с ядрами кремния. Данные расположены в порядке убывания заряда и массового числа ядра-продукта, образующегося в реакции. При ведены; полученное в эксперименте значение энергии перехода; его табличное, значение, взятое из базы данных' ЫКЕ)С[2]; ядро-продукт; вылетающие частицы (кроме протона); квантовые числа и сечение у-перехода;. В последнем столбце дана оценка сечения образования конёчного ядра. Для двух пар ядер: (25А1 и 23Mg) и (24Ие и ,80) - даны
суммарные сечения для каждой пары, так как не удаётся разделить вклад отдельных компонент. Приведённые ошибки сечений являются статистическими и определяются ошибками параметров, полученными при фитировании пиков.
Таблица 1. Сечения гамма-переходов и образования ядер для реакции расщеплении ядра 28Б1 протонами с энергией 1 ГэВ
№ Энергия эксп., кэВ Энергия NNDC, кэВ Ядро-продукт Вылетающие частицы Переход Сечение перехода, мбн Сечение образования ядра, мбн
1 1780.3±0.2 2833.7+2.7 1779.0 2838.7 0 2Ojgs) 35.9+1.8 5.3±0.6 35.9±1.8
2 782.7 +0.3 960.3+0.7 780.8 957.3 2781 п 1/2+(1)~» 5/2+(дв) 3/2+(2)—> 5/2*(да) 5.0+0.9 2.5±0.8 7.5±1.2
3 1796.0+0.9 1795.8 2п 2+(i)-> 0+(os) 1.4±0.9 1.4+0.9
4 841.5±1.0 1015.0±0.4 2214.1±2.0 843.7 1014.4 2211.0 27А1 Р 5/2+(д3) 3/2+(2)—> 5/2^ggj 7/2.+(э\—> 5/2+<osi <11.3±1.5 <18.8+0.6 <6.7±1.4 <36.8
5 418.2+0.1 831.6+0.8 416.8 829.4 2бА1 рп 3+(2)~> 5+(gS) Г<з)~» 0+(1, 19.7±0.9 4.6±1.5 >24.3-
6 451.5+0.4 451.5 450.7 25 А1 2Ъмё р2п 2рЗп 1/2+(1)~> 5/2+(д8) 5/2+(1)~> 3/2+(да) 4.3±1.1 4.3±1.1
7 1810.3±0.4 1129.8±0.6 1808.7 1129.7 2р 2+(1)-> 0+(gs) 2+(2>-> 2+(1> 10.9+1.1 5.4±0.8 10.9±1.1
8 585.8±0.2 978.1 ±0.6 390.6±1.0 585.0 974.7 389.7 25Мё 2рп 1/2^(1)—» 5/2*(gs) 3/2+(2)^ 5/2+(gs) 3/2*1/2+(1> 8.2+1.2 2.2+1.0 2.2±1.0 10.4+1.7
9 1369.8+0.3 1368.6 2р2п 2+(i)—> 0+(flS) 29.0+1.6 29.0+1.6
10 441.2+0.1 440.0 Зр2л 5/2^ 3/2+(да) 27.5±1.5 27.5+1.5
11 892.1 ±0.7 1530.8+1.4 890.9 1528.0 ЗрЗп 3jgs) 3+(oS) 4.0±1.5 2.7±1.0 >6.7
12 1276.0+0.3 1274.5 4р2п 0+(as) 6.9+1.3 6.9+1.3
13 351.7+0.2 1396.3+0.4 . 35Q.7 1396Í0 4рЗп 5/2+(1)-> 3/2+(gS) 7/2+,2>-> 5/2+(D 10.6±1.1 4.8±0.4 10.6±1.1
14 1634.9±0.4 1633.7 '^е 4р4п 2+m-> 0+(os) 14.4+1.9 14.4±1.9
15 659.2±0.6 656.0 ■20р 5рЗп 2*(as) 4.1+0.9 >4.1 .
16 936.7+1.2 1044.2±2.2 937.2 1041.0 5р5п 0+(2>-^ 1+ÍQS) 3.5±1.0 2.5+1.0 6.0±1.4
17 1986,0+0.5 1982:0 1981.5 18о 24Ке 6р4п 4Р 21{1)_> °I(8S) 2+m-> 0+ías) 2.1±0.4 2.1+0.4 ;
18 870.4±0.8 '870.7 ■ - 6р5п 1/2+(1)-> 5/2+(qs> 3.1+0.4 3.1 ±0.4
19 718.3+0.3 718.3 9р9п 1+(1)-> 3+(qs) 10.0±0.6 10.0±0.6
Кроме того, существуют ошибки, связанные со способом фитирования и учётом близлежащих пиков. Неточность, связанную с этими ошибками, можно оценить как 2% для интенсивных пиков (например, 1780.3, 418.2, 1369.8, 441.2, 1276.0 кэВ) и 5% для остальных пиков. Идентифицированные у-переходы ядер, соответствующие табл. 1, даны на рис. 4.
Известно [10], что в случае чётно-чётных ядер более 90% каскадных переходов на последнем этапе проходит через первый возбуждённый уровень. В этом случае можно считать, что сечение образования ядра близко к сечению у-перехода с первого уровня в основное состояние. В нашем эксперименте к таким конечным ядрам относятся 265ь 24Mg, и 20Ке. Для некоторых из этих ядер, например и 26Мё, наблюдаются переходы со второго возбуждённого состояния в первое возбуждённое состояние со значительно меньшим сечением.
Для ядер 23Иа, 21Ие? 20Р, 170 и 10В наблюдается у-переход в основное состояние только с первого. В ядрах 2^а, 21Ие, пО и 10В у-переходы с более высоких возбуждённых уровней в основное состояние проходят через первый возбуждённый уровень,^ поэтому сечение образования ядра близко к сечению образования первого возбуждённого состояния. Для ядра
20р
сечение у-перехода в
основное состояние с первого возбуждённого уровня можно считать нижней границей сечения образования ядра.
Для ядер 26А1 и 22Ыа можно оценить только нижнюю границу сечения образования. В у-переходы ядра 27А1 могут давать вклад фоновые процессы, поэтому для него приводится только верхняя граница сечения.
Таким образом, мы зарегистрировали все наиболее вероятные реакции расщепления при взаимодействии протонов с кремнием. Если просуммировать сечения наблюдаемых каналов реакции, то получим асуммы каналов=251.9 мбн. Это составляет больше 50% от неупругого сечения взаимодействия протонов с энергией 1 ГэВ с ядрами кремния.
Еыло проведено сравнение полученных результатов с известными экспериментальными данными и некоторыми теоретическими расчетами. Сечение образования ^Ые, полученное на масс-спектрометре [12], в пределах ошибок совпадает с нашим результатом. Для образования ядер 26А1, 22Ыа, "Ие, 21Ые и 20Ые имеются результаты, полученные методом накопления [12]. В этом методе в сечениях не исключён вклад радиоактивных предшественников, что приводит к завышению сечений. Сечения образования 14 ядер-продуктов измерены нами впервые. Данные в целом неплохо описываются полуэмпирической формулой БПЬегЬе^ и Твао [13] и хуже каскадными расчетами.
В пятой главе приводится обзор совместной информации, полученной с пропорциональных камер и у-детектора. При анализе событий с одной зарегистрированной частицей будем использовать величину переданной энергия со:
со~Е0-Ер=Т0+ Мр - Мр +р2 , где Мр - масса протона.
На рис. 5 показано распределение по углу рассеяния протона в (рис. 5а) и по величине о) (рис. 56) для трёх групп событий: 1) пучковые - гистограмма; 2) котировочные - пунктир; 3) "набор" - точки. Счётчик 5б перекрывает угол в 0.5°, поэтому распределение 2) нормировано на число событий во втором канале гистограммы 1) по углу (рис. 5а). Т.к. гистограмма 2) включает в себя все неупругие события, в том числе и сопровождающиеся излучением фотона, и фон от взаимодействий в сцинтилляторах и воздухе, распределение 3) нормировано так, чтобы при больших углах рассеяния протона сумма чисел событий в гистограммах 3) и 1) была приблизительно равна числу событий в гистограмме 2).
Угол 0, градусы о>, ГэВ
Рис. 5. Распределение событий по углу 0 рассеяния протона (а) и по величине со (б) для пучковых экспозиций (1), юстировочных экспозиций (2.) и экспозиций "набор" (3).
Распределения 1) и 2) рис. 5 по форме очень похожи, в них трудно выделить эффект мишени. И только включение в сигнал на считывание информации
сигнала от у-детектора позволяет надёжно выделить реакции расщепления при взаимодействие пучковых протонов с мишенью, сопровождающиеся вылетом у-кванта [14]. Таким образом, зарегистрированный фотон является эффектив-нымтриггером, отбирающим взаимодействия протонов с ядрами мишени: с одной стороны, если фотон зарегистрирован, то взаимодействие имело место; с другой - подавляющая часть неупругих взаимодействий сопровождается излучением фотона и срабатыванием триггера. Не удовлетворяют этому условию только когерентные рассеяния протонов на ядрах и неупругие взаимодействия, включая расщепления ядер, с образованием ядер-продуктов в основном состоянии.
.. Для -большинства энергий гамма-квантов распределения протонов по полярному углу вылета протона из мишени в имеют схожий характер с широким максимумом при в-10°. Исключение составляет случай квазикогерентного взаимодействия с максимумом при 9 ~ 5°. Квазикогерентными будем называть такие реакции ^Sifop'^Si*, в которых после взаимодействия с протоном ядро кремния не изменяет своего нуклонного состава, а лишь переходит в одно из возбуждённых состояний, из которого, излучая фотон, возвращается в основное состояние. Квазикогерентные реакции отбирались по энергии у-кванта в интервале 1763<£т<1792 кэВ, соответствующем переходу ядра 28Si с первого состояния (2+) в основное (0+) при энергии 1779.0 кэВ. Распределение по азимутальному углу вылета протонов ф для событий квазикогерентного взаимодействия также заметно отличается от распределений событий из других интервалов к\.
Рассмотрим распределение по ф для событий с углом 9 в области 1.5О<0<12°, где эффективность передних камер Емко максимальна. На рис. 6 представлено распределение по углу ф для событий квазикогерентного взаимодействия, зарегистрированных в передних камерах. Максимумы соответствуют азимутальным углам ф = -135°, - 45°, 45°, 135°. Распределение хорошо описывается зависимостью вида da/dtp -a- b cos(4<p). В других энергетических диапазонах у-кванта зависимость от угла ф не видна.
Оценка сечения квазикогерентного рассеяния в области углов 9 <27° даёт (1=23.8 ± 1.2(стат.) ± 3.6(сист.) мбн. Дифференциальные сечения, полученные по данным только с передних камер и по данным всех камер в области углов 9 <15°, совпадают с хорошей точностью. Отбор Сй<0.05ГэВ приводит к уменьшению числа событий с большими углами 9 и к удовлетворительному согласию с сечениями, полученными в ЛИЯФ [15].
Получена оценка дифференциального сечения образования ядра 28Si в первом возбуждённом состоянии. Соответствующее интегральное сечение равно: a(28Si 2+(i)> = [7.8±1.1(стат.)±1.2(сист.)] мбн. .
400
>5
¡300
ю
8 О
5200
Т
100
о
Рис. 6. Распределение по углу ф для событий квазикогерентного взаимодействия зарегистрированных в передних камерах при отборе 1.5"< в <12°.
В шестой главе исследуется реакция ^БКрф'Х)24!^*, (1)
Реакция выделяется по наличию фотона, сопровождающего переход ядра 24М^ с первого возбуждённого состояния в основное, соответствующего интервалу энергий гамма-квантов 1350<£'7<1380 кэВ. Вначале рассматривается область углов 3°<8<6.5°, где можно пренебречь как случайными совпадениями (существенны для малых углов 0), так и потерями событий за счёт ограниченных размеров трековых детекторов (проявляется при больших углах рассеяния протонов). При данных отборах имеется 1965 событий; из них линейный фон составляет 1220±460 событий, число событий реакции (1) равно 745±73. На рис. 7 представлено распределение событий реакции (1) по энергии со. Чтобы установить, какие процессы имеют место в реакции (1), в диапазоне охО.12 ГэВ было выполнено моделирование следующих процессов:
1) рассеяние протона на внутриядерном а-кластере с вылетанием кластера из ядра (р+2831 —> р+а+241^*);
2) выбивание 4-х нуклонов с суммарным зарядом 2=2 в результате столкновения протона с внутриядерным нуклоном (р+2851 —> р+2р+2п+24М§*).
Угол вылета протонов ф, град.
Эти два процесса отличаются по энергии реакции. Так, энергия реакции для процесса 1) составляет -9.98 МэВ, а для процесса 2) равна -38.28 МэВ.
Распределения событий по О) и другим кинематическим параметрам для этих процессов рассчитывались по специально созданной программе методом Монте-Карло с помощью кода СЕА1ЧТ-3.21. В программе моделирования воспроизводились условия регистрации частиц в магнитном спектрометре и отбора событий по углу рассеяния протона - решалась задача определения вектора импульса единственной лидирующей частицы. Оценка вкладов указанных процессов в событиях, оставшихся после вычитания фона, была получена в результате подгонки методом наименьших квадратов к экспериментальному распределению по со расчётной функции, которая состояла из суммы модельных распределений процессов 1) и 2). Параметрами процедуры фитирования являлись числа событий указанных процессов. Результаты представлены на рис. 7, где моделированные распределения помечены цифрами, соответствующими процессам.
СО о
о
80 -
70 60
^ 50
^ 20 Ю Ё
'ТТ.'ТГТ
-СМ О ОИ 0.2 0,3 0,4 0.5 О.б 0,7 Переданная энергия ш, ГэВ
Рис.„7. . Распределения по переданной энергии со для событий в области углов 3°<0<б.5° . Плавные линии - результаты фитирования реакции (1) процессами 1) и 2). Суммарное модельное распределение показано сплошной линией.
Учёт эффективности ПК даёт возможность рассмотреть распределения в более широкой области по углам вылета протона. Всего в интервале энергий у-квантов 1350<£у<1380 кэВ в области углов 0 < 15° имеется Wi = 20 851 событий (W - число событий с учётом веса, W=N/enK )• Имеющиеся фоны приведены в табл. 2.
Таблица 2. Составляющие фона
Линейный фон, 12748±600
у-переходы других ядер в интервале 1350<ЕГ<1380 кэВ , 1241+250
Фон случайных совпадений от протонов пучка, >Уфз 825±125
Фон от вторичных процессов, происходящих в мишени, \Уф4 697±154
После вычитания всех составляющих фона остаётся №(п=5340±450 событий реакции (1), в которых протон после взаимодействия с мишенью отклонился на угол 0<15°. Основываясь на И/(1), можно вычислить сечение реакции (1) в области углов рассеяния протона 0<15°. В формуле, по которой вычислялись сечения реакций, 4т41У
а — (1)
NAxQeirk7mÇôK[r£TgN0 (2)
по равнению с формулой (1) изменена статистика (No - 2.36-1011), введены поправочные коэффициенты, компенсирующие потери событий, связанные с алгоритмом восстановления траекторий частиц в спектрометре (Л"сг), флуктуа-циями времени прихода мастеров с германиевого гамма-детектора (еО; а также введена поправка g=0.979, связанная с обрезанием краёв распределения отбором 1350<£у<1380 кэВ. Подставив поправочные коэффициенты в формулу (2), получим в области углов 0<15° для реакции (1) сечение: С7(1)=(10Л±0.9±1.5) мбн. Аналогичным образом было вычислено дифференциальное поперечное сечение da/dil изучаемой реакции (1). Оно представлено на рис. 8 пунктирной гистограммой, помеченной точками. Сплошной гистограммой показано распределение, вычисленное при отборе однотрековых событий по передним камерам после применения процедуры вычитания фона, описанной выше.
Совпадение двух распределений в пределах статистических погрешностей ()С"/иг=32.6/27, где пс - число степеней свободы) свидетельствует о правильности учёта фона, поправочных коэффициентов и эффективностей. Число событий реакции (1) в области углов 8<27° составило W(do=8903, величина сечения Оцуо =(14.7 ± 0.8 ± 2.2) мбн.
I
а
"О
"в
80 70 60 50 40
30
20
10 9 8 7 6 5 4
О 5 10 15 20 25
Угол 9, град
Рис. 8. Дифференциальное сечение реакции ^БКр^'Х^Мд*. Гистограмма (1) - события, зарегистрированные в блоках передних камер ПК1 и ПК2. Штриховая гистограмма (2) - события, зарегистрированные во всех блоках камер спектрометра.
Для лучшего описания распределений сделаем предположения о процессах происходящих при больших переданных импульсах. К имеющимся процессам 1) и 2) добавим следующие:
3) пик с аппаратурным разрешением при со равной массе л- мезона;
4) широкий максимум при со=294 МэВ (положение максимума соответствует разности масс Д-изобары и протона, ширина порядка 120 МэВ);
5) образования Д-изобары при взаимодействие пучкового протона с внутриядерным нуклоном.
Результаты оценки вкладов пяти указанных процессов в событиях И^) представлены на рис. 9, где моделированные распределения помечены цифрами, соответствующими процессам. Значение х2, полученное в результате фитирова-ния, равно 98.9 при пс-83. Численные результаты минимизации приведены табл. 3. Комментируя результаты анализа экспериментальных данных в широкой области углов 0<15°, отметим увеличение (по сравнению с углами 3°<0<6.5°) вклада реакций с внутриядерными нуклонами (процессы 2 и 5 ) по
отношению к реакциям взаимодействия налетающих протонов с атомным ядром как целым и с внутриядерными а-кластерами.
Таблица 3. Вклады процессов 1 - 5 по результатам фитирования при отборе по углу 8<15° (указаны статистические ошибки; систематические ошибки равны 15%)
Процессы 1 2 3 4 5
УУ 1259±214 1652±247 117±58 763±162 1324±215
а, мбн 2.410.3 ЗД±0.5 0.22+0.11 1.4±0.2 2.5+0.3
0.2 0,4 0.6 0.8 Переданная энергия со, ГэВ
Рис. 9. Распределения по переданной энергии га для событий с учётом веса в области углов е<15°. Плавные линии - результаты фитирования реакции (1) процессами 1-5. Суммарное модельное распределение показано сплошной линией.
Процессы 1 и 2 происходят, в основном, при малых значениях переданных энергий 0x0.12 ГэВ, не достаточных для образования мезонов. В отличие от других экспериментов, в которых вылетающий кластер регистрировался под
определенным углом вА, применённый в данной работе метод позволил измерить сечение для любых вА. Также отметим, что кинематические характеристики процесса 2 расщепления ядра 28Б1 с вылетанием четырёх нуклонов ранее не измерялись.
При кинематическом анализе удалось разделить квазисвободный процесс образования А-изобары на одном из нуклонов ядра (процесс 5) и коллективный механизм образования изоядра Д81 (процесс 4). Процесс 3 может быть интерпретирован как образование глубокосвязанных к -мезонных атомов ~ Р. Другим его возможным объяснением может быть образование глубокосвязанного состояния 7С-мезонного атома 24М§ после выбивания а-частицы [9].
В заключении кратко изложены основные результаты работы:
1. Проанализированы факторы, влияющих на работу пропорциональных камер в условиях реального эксперимента, и проведена их оптимизация. Координатное разрешение ортогональных камер составило 1.5 мм, импульсное -1.4%.
2. Получена зависимость эффективности магнитного спектрометра еще от полярного в и азимутального ф углов вылета заряженной частицы из мишени, а также от её импульса р.
3. Определён коэффициент программного восстановления траекторий заряженных частиц АГ1Г. Найден коэффициент £х, учитывающий просчёты событий, вызванные разбросом врёмен прихода сигнала от германиевого детектора. Учёт эффективностей и поправок даёт возможность определять сечения реакций с систематической ошибкой 10% по данным только у-спектрометра и 15% при использовании данных у-спектрометра и ПК.
4. Задача измерения сечений реакций расщепления в данной работе решена методом регистрации "мгновенного" у-излучения, возникающего при переходах возбуждённых ядер в состояние с меньшей энергией возбуждения
г' Илй в основное состояние. При чувствительности определения сечений, равной Гмбн, в эксперименте по взаимодействию протонов энергии 1 ГэВ с ядрами кремния получены величины сечений для 28 у-переходов 19-ти ядер-продуктов, причём 14 ядер измерены впервые.
5. * Шоказанё, что зарегистрированный фотон является эффективным тригге-
ром, отбирающим .взаимодействия протонов с ядрами мишени. Для квази- ; когерентного взаимодействия протонов с ядром 2831 угловая зависимость ; - сечения имеет вид с1о/с1(р - а -Ь соз(4(р).
ПО / ^ 1 *А <
6. Реакция ~ БКр,р X)" была идентифицирована по переходу ядра " с 'первого возбуждённого состояния (24) в основное (0+) при энергии
'1368.6 кэВ.' Вылетание а-кластера надёжно устанавливается фиксацией яд-
ра-остатка 24Mg и измерением переданной энергии, средняя величина которой равна энергии отделения a-частицы. В реакции 28Si(p,p/X)24Mg* для диапазона со, где ещё не рождаются я-мезоны, оценены вклады следующих процессов:
1) рассеяние протона на внутриядерном а-кластере с вылетанием кластера из ядра;
2) выбивание 4-х нуклонов с суммарным зарядом Z= 2 в результате столкновения протона с внутриядерным нуклоном.
Для угла вылета протона 8<15° сечения процессов равны
2.4±0.3(стат.)±0.4(сист.) мбн и 3.1±0.5(стат.)±0.5(сист.) мбн соответственно.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
[1] B.C. Барашенков, В.Д. Тонеев, Взаимодействие высокоэнергетических частиц и атомных ядер с ядрами. М., Атомиздат, 1972.
[2] Brookhaven National Laboratory, Nuclear Data Center (Online Computer Data Service), http://www.nndc.bnl.gov/nndc/nndcnsdd.html,
[3] D. Filges, F. Goldenbaum, Meson 2002:7th International Workshop on Meson Production, Properties and Interaction, Cracow, Poland, 24-28 May 2002. Published in Krakow 2002, Production, properties and interaction of mesons 269-280, 2002.
[4] М.П. Безуглов, E.T. Богданов, E.B. Быстрицкая ... А.Ю. Соколов др., ПТЭ 45, 13,2002.
[5] М.П. Безуглов, Б.М. Бобченко Е.Т. Богданов, ... А.Ю. Соколов и др. Научная сессия МИФИ-2000, Сборник научных трудов. Том 7, стр.238, М., 2000.
[6] A.A. Васенко, Н.Д. Галанина, К.Е. Гусев.....А.Ю. Соколов и др., ЯФ 67,
1529, 2004.
[7] A.A. Васенко, Н.Д. Галанина, К.Е. Гусев ... А.Ю. Соколов и др., Научная сессия МИФИ-2000, Сборник научных трудов. Том 7, стр.240 , М., 2000.
[8] A.A. Васенко, Н.Д. Галанина, К.Е. Гусев, .... А.Ю. Соколов и др., Третья Всероссийская конференция. Университеты России - фундаментальные исследования. Физика элементарных частиц и атомного ядра, Сборник научных трудов, с. 55., М., 2002.
[9] A.A. Васенко, Н.Д. Галанина, К.Е. Гусев ... А.Ю. Соколов и др., Письма в ЖЭТФ 83, 504, 2006.
[10] R.M. Endt, Nucí. Phys. А 521, 1, 1990.
[11] И.В. Кирпичников, В.А. Кузнецов, И.И. Левинтов и A.C. Старостин, ЯФ 41, 21, 1985.
[12] R. Michel, M. Gloris, H.-J. Lange, et al., NIM В 103, 183, 1995.
[13] R. Silberberg and C.H. Tsao, Ар. J. Suppl. 58, 873, 1985.
[14] В. С. Демидов, Материалы XXXV Зимней школы ПИЯФ, 19-25 февраля 2001, Сан кг- Петербург, 2001, стр. 30.
[15] Г.Д. Алхазов С.Л. Белостоцкий, A.A. Воробьев и др., ЯФ 22, 902, 1975.
Подписано к печати 09.10.06. Формат 60 х 90 Усл. печ. л. 1,5 Уч.-изд. л. 1,1 Тираж 100 экз.
1/16 Заказ 526
Отпечатано в ИТЭФ, 117218, Москва, Б. Черемушкинская, 25
Введение.
Глава 1 Обзор литературы.
1.1 Метод адрон-гамма совпадений.
1.2 Реакции расщепления.
1.3 а-кластеры.
Глава 2 Спектрометр МАГ.
2.1 Трековая часть спектрометра (конструкция, режимы работы, анализ работы).
2.1.1 Спектрометрический магнит.
2.1.2 Конструкция пропорциональных камер спектрометра МАГ.
2.1.3 Влияние состава газовой смеси на регистрацию сигнала с пропорциональных камер
2.1.4 Кластеры.
2.1.5 Проведение треков.
2.1.6 Импульсное разрешение и аппаратурная функция.
2.2 Эффективность камер и магнитного спектрометра.
2.2.1 Факторы, влияющие на эффективность камер.
2.2.2 Эффект старения пропорциональных камер.
2.2.3 Эффективность магнитного спектрометра бпк.
2.2.4 Коэффициент программного восстановления траекторий заряженных частиц К^
2.3 Гамма-спектрометр.
2.3.1 Конструкция гамма-спектрометра.
2.3.2 Эффективность гамма-спектрометра.
2.3.3 Энергетическая калибровка гамма-спектрометра.
2.4 Электронные системы спектрометра МАГ.
2.4.1 Электроника магнитного спектрометра.
2.4.2 Электроника у-спектрометра и формирования мастера.
2.4.3 Аппаратное и программное обеспечение.
Глава 3 Методические аспекты эксперимента по изучению реакций взаимодействия протонов с ядрами кремния при энергии 1 ГэВ.
3.1 Магнитный тракт. Настройка пучка.
3.2 Проведение эксперимента, характеристика полученных данных.
3.3 Характеристики частиц, попадающих на мишень.
3.4 Случайные срабатывания и просчёты.
Глава 4 Измерение сечений у-переходов и образования ядер.
4.1 Вычисление сечений.
4.2 Идентификация уровней.
4.3 Сравнение полученных сечений с экспериментами и теоретическими расчетами.
Глава 5 Анализ совместной информации с пропорциональных камер и гамма-детектора.
5.1 Спектр у-квантов при различных отборах.
5.2 Распределения протонов по углам вылета 9 и ф и переданной энергии ш.
5.3 Угловые распределения протонов по данным с передних камер.
5.4 Оценка сечения квазикогерентного взаимодействия по данным с передних камер.
Глава б Реакция ^Sifop'xfMg*.
6.1 Анализ данных в области 3° < 9 < 6.5°.
6.2 Основные источники фона.
6.3 Определение сечения реакции.
6.4 Измерение парциальных сечений.
6.5 Обсуждение результатов.
Диссертация посвящена экспериментальному исследованию реакции расщепления ядер кремния протонами при энергии 1 ГэВ. Работа выполнена методом адрон-гамма совпадений на магнитно-германиевом спектрометре МАГ ИТЭФ, состоящем из магнитного спектрометра на основе пропорциональных камер и Ge(Li)-NaI(Tl) гамма-спектрометра.
Актуальность проблемы
Измерение сечений выхода ядер-продуктов, образующихся в реакциях расщепления атомных ядер при энергии протонов в несколько ГэВ, необходимо как для проверки различных теоретических моделей ядерных реакций, так и для решения прикладных задач, связанных с проблемой переработки отходов ядерных реакторов.
Такие измерения проводились в различных лабораториях мира в течение многих лет, их результаты вошли как в монографии [1], так и в современные базы данных (см., например, [2]). В последнее время интерес к исследованию реакций расщепления возобновлен с новой силой, так как они являются основой в создании мощных источников нейтронов (проекты ESS [3] и другие).
В подавляющем большинстве экспериментов в этом диапазоне энергий используется метод накопления продуктов расщепления ядер в процессе облучения образцов-мишеней в пучках протонов. Для выделения некоторых стабильных изотопов благородных газов, например, гелия и неона, используются масс-спектрометры.
Такими методами в реакциях расщепления не удаётся измерить выходы стабильных ядер, не относящихся к благородным газам, и радиоактивных ядер с малым периодом полураспада, что составляет заметную часть всех реакций расщепления. Задача измерения сечений реакций с образованием таких ядер может быть решена методом регистрации "мгновенного" у-излучения, возникающего при переходах возбуждённых ядер в состояние с меньшей энергией возбуждения или в основное состояние. Особенностью этого метода является то, что измеряются не полные выходы ядер, поскольку зарегистрировать все гамма-переходы практически невозможно, а парциальные сечения переходов, в основном, с первого возбуждённого состояния в основное.
Изучение механизмов расщепления ядер при столкновении с ними других частиц, требует анализ кинематики ядерных реакций с определением конечного состояния ядра. В большинстве экспериментов конечное состояние ядра определяется по недостающей массе, что можно сделать только для событий, в которых зарегистрированы и идентифицированы все продукты ядерной реакции и, кроме того, с высокой точностью измерены их импульсы. Эта сложная экспериментальная задача до сих пор решена лишь в узком диапазоне малых передаваемых ядру энергий, ограниченной энергией отделения нуклона.
При использовании метода адрон-гамма совпадений на спектрометре МАГ мгновенное у-излучение служит триггером, фиксирующим конечное ядро-продукт и, таким образом, выделяющим конкретную ядерную реакцию, кинематика которой анализируется магнитным спектрометром. Кроме возможности одновременно исследовать несколько различных процессов, другое преимущество спектрометра МАГ состоит в том, что в одном эксперименте кинематические характеристики анализируются в широком диапазоне передач энергии ядру от 0 и до 0.8 Т0 при переданных импульсах до (0.3-0.5)/>0 (То, ро- кинетическая энергия и импульс налетающих частиц).
Надо отметить, что в последние годы в других лабораториях мира появляются установки, использующие метод адрон-гамма совпадений (например [4]). Однако они не могут быть нашими конкурентами, т.к. работают над другими физическими проблемами.
Исследование образования 24Mg* при взаимодействии протонов с ядрами 28Si представляет несомненный интерес, поскольку процесс может трактоваться в рамках а-кластерной модели. Хотя в методе адрон-гамма совпадений а-кластеры не регистрируются, факт их вылетания надёжно устанавливается фиксацией ядра-остатка 24Mg (по у-линии) и измерением переданной энергии, средняя величина которой равна энергии отделения ос-частицы. Это позволяет измерять сечения независимо от угла вылета а-кластера.
Цели и задачи исследования
1. Анализ работы пропорциональных камер магнитного спектрометра МАГ.
2. Выбор оптимальных условий проведения эксперимента по взаимодействию протонов с кремниевой мишенью.
3. Измерение сечений реакций расщепления при взаимодействии- протонов с энергией 1ГэВ с ядрами 28Si.
4. Анализ совместной информации с пропорциональных камер и гамма-детектора.
5. Изучение механизма реакции 28Si(p,p/X)24Mg* в диапазоне, где ещё не рождаются %-мезоны.
Научная новизна и значимость работы
В работе получены следующие новые методические и научные результаты:
• Проведён анализ факторов, влияющих на работу пропорциональных камер, и проведена их оптимизация. Определены эффективности магнитного спектрометра и у-детектора.
• Впервые путём регистрации мгновенного у-излучения, возникающего при взаимодействии протонов с энергией 1 ГэВ с ядрами 28Si измерены сечения 28 у-переходов 19-ти ядер-продуктов.
• В реакции 28Si(p,p/X)24Mg* в диапазоне малых переданных энергий получены сечения следующих процессов:
1) рассеяние протона на внутриядерном а-кластере с вылетанием кластера из ядра;
2) выбивание 4-х нуклонов с суммарным зарядом, равным 2, в результате столкновения протона с внутриядерным нуклоном.
Причём процесс 1) для всех углов вылета а-кластера, и кинематические характеристики процесса 2) измерены впервые.
На защиту выносятся следующие положения
Анализ работы пропорциональных камер спектрометра МАГ.
Определение эффективности и просчётов магнитного спектрометра, а также учёт фонов в опыте взаимодействия протонов с кремниевой мишенью.
Идентификация уровней и определение сечений реакций расщепления при взаимодействии протонов с кремниевой мишенью.
Обзор информации, получаемой методом адрон-гамма совпадений на спектрометре МАГ.
Анализ процессов, происходящих в реакции 28Si(p,p/X)24Mg* в диапазоне, где ещё не рождаются я-мезоны.
Личный вклад диссертанта
Диссертант принимал активное участие в сеансах измерения, выполнял работы по ремонту, изучению и оптимизации работы пропорциональных камер спектрометра МАГ. Автором были определены эффективности и коэффициенты просчетов ПК. Были идентифицированы уровни и определены сечения реакций расщепления при взаимодействии протонов с кремниевой мишенью. Проведен физический анализ вкладов различных процессов в реакцию 28Si(p,p'X)24Mg*
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения. Диссертация содержит 134 страницы, 72 рисунка, 10 таблиц и библиографию, включающую 144 наименований.
Заключение
Работа выполнена на магнитно-германиевом спектрометре МАГ ИТЭФ, состоящем из магнитного спектрометра на основе пропорциональных камер и Ge(Li)-NaI(Tl) гамма-спектрометра. Особенностью данной работы является применение метода адрон-гамма совпадений. Суть этого метода заключается в одновременной регистрации заряженных адронов - продуктов ядерной реакции и мгновенных у-квантов, основным источником которых являются переходы возбуждённых атомных ядер в состояние с меньшей энергией возбуждения или в основное состояние.
1. За период работы над диссертацией были выполнены методические работы, направленные на улучшение работы установки МАГ. Более точно было измерено магнитное поле, что привело к улучшению точности восстановления треков. Была изучена работа системы многопроволочных камер спектрометра МАГ в условиях реального эксперимента. Показано, что наиболее вероятно срабатывание одной проволочки, число многокластерных событий зависит от режима работы камер и логики сигнала на считывание информации. Координатное разрешение камер составило 1.5 мм при расстоянии между проволочками 0.25 мм. Исследовалась зависимость эффективности отдельных камер от подаваемого напряжения. Изучение влияние различных факторов на работу камер и их оптимизация позволили увеличить эффективность ПК. Получена зависимость эффективности магнитного спектрометра £пк от полярного 9 и азимутального (р углов вылета заряженной частицы из мишени, а также от её импульса р. Была показана необходимость учёта и приведено определение коэффициента программного восстановления траекторий заряженных частиц. Разработана методика и произведён учёт просчётов полезных событий, вызванных временными согласованиями сигналов. Проанализированы вывод протонного пучка ускорителя ИТЭФ на установку МАГ и основные его свойства, такие как распределения по координатам, импульсам, а также по направлению при разных схемах сигналов на считывание информации. Ширина импульсного распределения составила 1.44%.
Учёт эффективностей и поправок даёт возможность определения сечения реакций с систематической ошибкой 10% по данным только у-спектрометра и 15% при использовании данных у-спектрометра и ПК.
2. Задача измерения сечений реакций расщепления в данной работе решена методом регистрации "мгновенного" у-излучения, возникающего при переходах возбуждённых ядер в состояние с меньшей энергией возбуждения или в основное состояние. Особенностью этого метода является то, что измеряются не полные выходы ядер, поскольку зарегистрировать все гамма-переходы практически невозможно, а парциальные сечения переходов, в основном, с первого возбуждённого уровня в основное состояние. При анализе гамма-спектра были получены величины сечений для 28 у-переходов. При этом чувствительность определения сечений составила 1 мбн. В результате были определены сечения образования 19 ядер-продуктов при взаимодействии протонов 1 ГэВ с ядрами кремния. Они представлены в таблице.
Ядро- продукт Вылетающие частицы Сечение образования возбуждённого ядра, мбн
1 iySi 0 35.9+1.8
2 "Si n 7.5+1.2
3 26Si 2n 1.4+0.9
4 27А1 P <36.8
5 zt5Al pn >24.3
6 2ЭА1 23Mg p2n 2p3n 4.3+1.1
7 26Mg 2p 10.9+1.1
8 2pn 10.4+1.7
9 Z4Mg 2p2n 29.0+1.6
10 3p2n 27.5+1.5
И 22Na 3p3n >6.7
12 22Ne 4p2n 6.9+1.3
13 zlNe 4p3n 10.6+1.1
14 2UNe 4p4n 14.4+1.9
15 2Up 5p3n >4.1
16 18-p 5p5n 6.0+1.4
17 ls0 24Ne 6p4n 4p 2.1+0.4
18 170 6p5n 3.1+0.4
19 шв 9p9n 10.0+0.6
Наши результаты существенно дополняют имеющиеся данные по взаимодействию протонов 1 ГэВ с ядрами кремния. Если просуммировать сечения, то получится величина 251.9 мбн, что составляет более 50% всего неупругого сечения.
3. Проведён анализ совместной информации у-спектрометра и магнитного спектрометра. Показано, что зарегистрированный фотон является эффективным триггером, отбирающим взаимодействия протонов с ядрами мишени: с одной стороны, если фотон зарегистрирован, то взаимодействие имело место, с другой - подавляющая
часть неупругих взаимодействий сопровождается излучением фотона и регистрируется триггером.
Отбирая события с гамма-квантом, соответствующим переходу ядра 28Si с первого возбуждённого уровня в основное состояние и протоном, рассеянным вперёд и зарегистрированный в передних камерах, мы выделили квазикогерентное рассеяния протонов на кремнии (28Si(p,p; )28Si*). Было показано, что сечение этой реакции зависит от азимутального угла вылета протонов из мишени : do/d(p ~а -b-cos(4(p).
4. Фиксация состояния остаточного ядра даёт возможность эффективно выделять определённые каналы реакции. Исследование образования 24Mg на установке МАГ представляет несомненный интерес, поскольку процесс может трактоваться в рамках а-кластернои модели ядра. Реакция 28Si(p,p' X)24Mg* была идентифицирована по переходу ядра 24Mg с первого возбуждённого состояния (2+) в основное (0+) при энергии 1368.6 кэВ. Хотя в установке МАГ сами а-частицы не регистрируются, факт их вылетания надёжно устанавливается фиксацией ядра-остатка 24Mg и измерением переданной энергии, средняя величина которой равна энергии отделения а-частицы. В отличие от других экспериментов, в которых вылетающий кластер фиксируется под определенным углом 8д, примененный в данной работе метод позволил измерить сечение для любых 9а. Кроме того, в диапазоне переданных энергий «КО. 12 ГэВ, благодаря инклюзивной по адронам постановке эксперимента, впервые удалось выделить и провести кинематический анализ процесса выбивания 4-х нуклонов с суммарным зарядом равным 2 в результате столкновения протона с внутриядерным нуклоном. Найденные сечения процессов приведены в таблице. s. Процесс сечение для отборов рассеяние протона на внутриядерном а-кластере с вылетанием кластера из ядра 28Si(p,p/a)24Mg* выбивание 4-х нуклонов с суммарным зарядом равным 2 в результате столкновения протона с внутриядерным нуклоном 2 Si(p,p' 2p2n)24Mg* о (3°<0<6.5°), мбн 1 1.00±0.12(стат.)±0.15(сист.) 0.40±0.11 (стат.)±0.06(сист.) о (9<15°), мбн 2.4±0.3(стат.)±0.4(сист.) 3.1±0.5(стат.)±0.5(сист.)
Отметим, что в более узкой области углов 9 (3°<9<6.5°) уменьшены вклады реакций, происходящие с внутриядерными нуклонами, по сравнению с реакциями взаимодействия налетающих протонов с внутриядерным а-кластером.
Список работ по теме диссертации приведён в приложении 9.
В заключение мне хочется выразить свою искреннюю благодарность своему научному руководителю B.C. Демидову за постановку задачи и постоянное внимание ко всем этапам работы. Я также хочу выразить признательность Н.А. Халдеевой за постоянный интерес к работе и множество ценных замечаний в процессе работы над диссертацией. Я также благодарю сотрудников лабораторий 305 и 308 ГНЦ РФ ИТЭФ А. А. Васенко. Н.Д. Галанину, К.Е. Гусева, Е.В. Демидову, И.В. Кирпичникова, В.Н. Маркизова, Б.Н. Павлова, и А. С. Старостина, принявших участие в создании, эксплуатации и обработке экспериментального материала с установки МАГ.
1. B.C. Барашенков, В.Д. Тонеев, Взаимодействие высокоэнергетических частиц и атомных ядер с ядрами. М., Атомиздат, 1972.
2. Brookhaven National Laboratory, Nuclear Data Center (Online Computer Data Service). http://www.nndc.bnl.gov/nndc/nndcnsdd.html.
3. D. Filges, F. Goldenbaum, Meson 2002: 7th International Workshop on Meson Production, Properties and Interaction, Cracow, Poland, 24-28 May 2002. Published in Krakow 2002, Production, properties and interaction of mesons, 269-280,2002.
4. H.Tamura, Proc. Sendai Int. Workshop on Spectroscopy and Hypernuclei, 8-10 Junuary 1998, Tohoku, Japan, 1998.
5. М.ПБезуглов, Е.Т.Богданов, Е.В.Быстрицкая . А.Ю. Соколов и др., ПТЭ 45,13,2002.
6. М.П.Безуглов, Б.М. Бобченко Е.Т.Богданов,. А.Ю. Соколов и др., Научная сессия МИФИ-2000, Сборник научных трудов. Том 7, с. 238, М. 2000.
7. А.А.Васенко, Н.Д.Галанина, К.Е.Гусев.А.Ю. Соколов и др., ЯФ 67, 1529,2004.
8. А.А.Васенко, Н.Д.Галанина, К.Е.Гусев . А.Ю. Соколов и др., Научная сессия МИФИ-2000, Сборник научных трудов. Том 7, с. 240, М. 2000.
9. А.А.Васенко, Н.Д.Галанина, К.Е.Гусев, . А.Ю.Соколов и др., Третья Всероссийская конференция. Университеты России -фундаментальные исследования. Физика элементарных частиц и атомного ядра, Сборник научных трудов., с. 55., М. 2002.
10. К.Е. Гусев, А.Ю. Соколов, Препринт ИТЭФ 20-03, М. 2003.
11. А.А.Васенко, Н.Д.Галанина, К.Е.Гусев . А.Ю. Соколов и др. Письма в ЖЭТФ 83, 504, 2006 (A. A. Vasenko, N. D. Galanina, К. Е. Gusev et. al., e-Print Archive: nucl-ex/0609001).
12. M. Ross., andL. Stodolsky, Phys. Rev. 149,1172,1966.
13. A.B. Clegg High-energy nuclear reactions, Clarendon Press, Oxford, 1965.
14. B.JI. Коротких Дифракционное взаимодействие адронов с ядрами. Сборник научных трудов, Киев, Наукова думка, 210, 1987.
15. L. Stodolsky, Phys. Rev. 144,1145,1966.
16. Ю.А. Симонов Дифракционное взаимодействие адронов с ядрами. Сборник научных трудов, Киев, Наукова думка, с 284, 1987.
17. В.С.Демидов, Физика атомного ядра и элементарных частиц, Материалы XXXV зимней школы ПИЯФ, Санкт-Петербург, 2001, с 30.
18. Дж. Блатг, Вайскопф. Теоретическая ядерная физика. Издательство иностранной литературы, М. 1954.
19. D. Scipione, W. Mehlhop, R. Garland, et al., Phys. Lett. В 42,489,1972.
20. W. Mehlhop, D. Scipione, O. Piccini et al, University of California at San Diego PRINT-75-0070 (UC,SAN-DIEGO), 1975.
21. В.С.Демидов, Физика атомного ядра и элементарных частиц, Материалы XXXVI зимней школы ПИЯФ, Санкт-Петербург, 2002, с 410.
22. И.В. Кирпичников, В.А. Кузнецов, А.С. Старостин, ЯФ 41,18,1985.
23. I.V. Kirpichnikov, V.A. Kuznetsov, A.S. Starostin et al., Nuc. Phys. A 392,352,1983.
24. И.В. Кирпичников, В.А. Кузнецов, И.И. Левинтов и А.С. Старостин, ЯФ 41, 21,1985.
25. И.В. Кирпичников, В.А. Кузнецов, А.С. Старостин, Препринт ИТЭФ 84-94, М. 1984.
26. С.И. Манаенков, Письма в ЖЭТФ, 18, 535,1973.
27. С.И. Манаенков, ЯФ 20, 677,1974.
28. В. Л. Коротких, Возбуждение ядерных и адронных степеней свободы в адрон-ядерных взаимодействиях. Докторская диссертация, М. 1989.
29. М.П.Безуглов, Е.Т.Богданов, Е.В.Быстрицкая.А.Ю. Соколов и др., Препринт ИТЭФ7.01, М. 2001.
30. А. А. Васенко, Н.Д. Галанина, К.Е. Гусев . А.Ю. Соколов и др., Препринт ИТЭФ 12-03, М. 2003.
31. М.П. Безуглов, Б.М. Бобченко, Е.В. Быстрицкая. А.Ю. Соколов и др., Препринт ИТЭФ 30-99, М. 1999.
32. M.P.Besuglov, B.M.Bobchenko, E.V.Bustritskaya et. al., e-Print Archive: hep-ex/0009031.
33. G. Bellini, М. Di Corato, P.F. Manfredi et al., MM 107, 85,1973.
34. E.H. Вольнин, В Т. Грачёв, И.И. Грачёва и др., Письма в ЖЭТФ 28,45,1978.
35. Н. Tamura, S. Ajimura, Н. Akikawa et al., Nucl. Phys. A 754 58, 2005.
36. M. Rejmimd, К. H. Maier, R. Broda, et al, Eur. Phys. J A1,261,1998.
37. H.C. Зеленская, И.Б. Теплов, Характеристики возбужденных состояний ядер и угловые корреляции в ядерных реакциях. М. Энергоатомиздат, 1995.
38. L.C. Bidenharn, М.Е. Rose, Rev. Mod. Phys. 92, 943,1953.
39. N. Baron, R.F. Leonard, W.M. Sweward, Phys. Rev. С 4,1159,1971.
40. C.A. Levinson, M.K. Banerjee, Ann. Phys. 118,1566,1960.
41. A.B. Clegg, G.R. Satchler, Nucl. Phys. 27,4331,1961.
42. V.V. Karapetyan, V.N. Miileex and N.N. Titarenko, Nucl. Phys A 203,561,1973.
43. B.B. Балашов, B.K. Долинов, В.Л. Коротких, Вестник МГУ. Сер. Физ. Астроном. 27, 64, 1986.
44. R. Michel, M. Gloris, H.-J. Lange, et aL, NIM В 103,183,1995.
45. R. Michel, R. Bodemann, H. Busemann et al., NIM В 129,153,1997.
46. Yu.E. Titarenko, et al., LANL Report LA-UR-00-3599, Los Alamos, 2000.
47. Yu.E. Titarenko, O.V. Shvedov, M.M. Igumnov at al., NIM A 414,739,1998.
48. O.B. Шведов, и др., Препринт ИТЭФ 81-93. М. 1993.
49. R.M. Endt. Nucl. Phys. А 521,1,1990.
50. H.Vonach, APavlik, A. Wallner, et al., Phys. Rev. С 55,2458,1997.
51. О. Artun, Y. Cassagnou, R. Legrain, et al., Phys. Rev. Lett. 35,773,1975.
52. АА.Васенко M.O. Власова Н.Д. Галанина и др., Вопросы атомной науки и техники., сер. физика ядерных реакторов., (Материалы 11 Международного семинара по точным измерениям в ядерной спектроскопии 2-5 сент.1996, Саров) 115, 1997.
53. В .J. Dropesky, and Н.А. O'Brien, Los Alamos Scientific Laboratory Report No LA-5120-RN, 1972.
54. G.M. Raisbeck and F. Yiou, Phis. Rev. С12,915,1975.
55. G.M. Raisbeck and F. Yiou, Phis. Rev. С 9,1385,1974.
56. R. Michel, B. Dittrich, U. Herpers , Analyst 114, 287,1989.
57. G.M. Raisbeck andF. Yiou, 13thIntCosm. Ray Conf., Denver, 1,112,1973.
58. G.M. Raisbeck and F. Yiou, 14th Int Cosm. Ray Conf., Munich, 2,203,1977 Thesis, University Bordeaux 1979.
59. I. Leya, H. Busemann, H. Baur et al., NIM В 145,449,1998.
60. J.R. Walton, D. Heymann, A. Yaniv, et al., J. Geophys. Res. 81, 5689,1976.
61. F. Baros, S. Regnier, J. Physique et al., Radium 45, 855,1984.
62. U. Jahnke, C.-M. Herbach, D. Hilscher et al., NIM A 508,295,2003.
63. C.-M. Herbach, D. Hilscher, U. Jahnke et al., NIM A 508, 315,2003.
64. M. Enke, C.-M. Herbach, D. Hilscher et al., Nucl. Phys. A 657 317,1999.
65. PISA Coll., IKP/COSY Annual Report 2000, Jul-3852, ISSN0944-2952,172, 2000.
66. PISA Coll., IKP/COSY Annual Report 1999, Jul-374, ISSN0944-2952,175,1999.
67. S. Nagamiya, M.-C. Lemaire, E. Moeller et al., Phys Rev С 24, 971,1981.
68. G.D. Westfall, R.G. Sextro, A.M. Poskanzer et al., Phys. Rev. 17,1368,1978.
69. M.J. Lopez-Jimenez,, M. Belleguic, M. Stanoiu et al., GANIL-P-99-08,1999.
70. B. Fornal, Broda., K.H. Maier, et.al. Phys. Rev. С 67,034318,2003.
71. H. Tamura H., Ajumura S., Akikawa H. et al., Modern Physics Letters A, 18, 85,2003.
72. H. Scheit, О. Niedermaier, М. Pantea et al., Nucl. Phys. A, 746, 96, 2004.
73. J. Hubele, P. Kleutz, J.C. Adloff et al., Z Phys. A 340 263,1991.
74. S. C. Jeong, N. Herrmann, Z. G. Fan, Phys. Rev. Lett. 72, 3468, 1994.
75. G. F. Peaslee, M. B. Tsang, C. Schwarz et al., Phys. Rev. С 49 R2271,1994.
76. P. Desesquelles, A. J. Cole, A. Giorni et al., Phys. Rev С 48, 1828, 1993.
77. J. Pouthas, B. Borderie, R. Dayras, MM A, 357, 418, 1995.
78. V. Lips, R. Barth, H. Oeschler et al., Phys. Rev. Lett. 72, 1604, 1994.
79. A. Korejwo, M. Giller, T. Dzikowski et al., J Phys. G 28, 1199, 2002.
80. J. Cugnon, Spallation reaction, DAPNIA/SHhN-96-38. 1996.
81. J.P. Bondorf, A.S. Botvina A.S , Iljinnov et al., Phys. Rep., 257,133,1995.
82. A.M. Poskanzer, Gilbert W. Butler and Earl K. Hyde, Phys. Rev. С 3, 882, 1971.
83. С.Г. Кадменский, В.И. Фурман, Альфа-распад и родственные ядерные реакции, М. Энергоатомиздат, 1985.
84. В.И. Комаров Г.Е. Косарев О.В. Савченко, ЯФ И, 711, 1970.
85. А.П. Жданов, В.Н. Кузьмин и Р.М Яковлев, ЯФ 1, 625, 1965.
86. В.Н. Кузьмин и Р. М. Яковлев, Изв. АН СССР. Сер. физ. 29, 1237, 1965.
87. G. Landaud, A. Devaux, P. Delpierre et al., Phys. Rev. С 18, 1776, 1978.
88. A.N. James and H.G. Pugh, Nucl. Phys. 43, 441, 1963.
89. T.A. Carey, P.G. Roos, N.S. Chant et al., Phys. Rev. С 29, 1273,1984.
90. D. Bachelier et.al., Nucl. Phys. A 268, 488, 1976.
91. G. Igo, L.F. Hansen and T. J. Gooding, Phys. Rev. 131, 337, 1963.
92. Yu.M. Tchuvil'sky, W.W. Kurowsky, F.F. Sakharuk and V.G. Neudachin, Phys. Rev. С 51, 784, 1995.
93. A.A Sakharuk, V. Zelevinsky, Phys. Rev. С 55, 302,1997.
94. В.Г. Неудачин, A.A. Сахарук, B.B. Куровский и Ю.М. Чувильский, ЯФ 58, 1234, 1995.
95. С.Г. Кадменский, Ю.Л. Ратис,ЯФ, 38, 1325, 1983.
96. A. Boudard, J. Cugnon, S. Leray, et al., DAPNIA 04-157, 2004.
97. P.G. Roos, N.S. Chant, A.A. Cowley et al., Phys. Rev. С 15, 69, 1977.
98. C.W. Wang, P.G. Roos, N.S. Chant et al., Phys. Rev. С 31,1662,1985.
99. P. G. Roos, N. S. Chant, A. A. Cowley, et al., Phys. Rev. С 15, 57, 1977.
100. P. G. Roos, Clustering Aspects of Nuclear Structure (IV International Conf. On Clustering aspects in nuclear structure and nuclear reactions, Chester, 1984) p. 279, 1985.
101. P. Descouvemont, Nucl. Phys. A 709,275, 2002.
102. W, Bauhoff, H. Schultheis and R. Schulthis, Phys. Rev. С 29,1046,1984.
103. R.A. Battye, N.S. Manton and P.M. Sutcliffe, e-Print Archive: hep-th/0605284, 2006.
104. P.E. Hodgson, E. Betak, Phys. Rep. 374,1,2003.
105. Ю.А.Бережной, В.ПМихайлюк, В.В.Пилипенко, ЯФ 68, 978,2005.
106. А.Н. Алексеев, Е.Т.Богданов, М.Е.Вишневский и др., Препринт ИТЭФ 86-193, М. 1986.
107. G. Charpak, R. Bouclier, Т. Bressani et al., N1M 62, 235.1968.
108. M.De. Palma, C. Favuzzi, G. Maggi et al., NIM 217,135,1983.
109. Ю. Зломанчук, А. Наврот, В. А Никитин и др., ПТЭ 5, 53 ,1982.
110. F.Sauli, Principles of Operation of Multiwire Proportional and Drift Chambers, CERN 77-09, 1977.
111. G. Charpak, H.G. Fisher, C.R. Gruhn et al., NIM 99,279,1972.
112. К. Группен, Детекторы элементарных частиц. Сибирский Хронограф, Новосибирск, 1999. с43.
113. John A. Kadyk, Wire chamber aging, NIM A 300,436,1991.
114. CERN Program Library Long Writeup W5013, GEANT Detector Description and Simulation Tool, CERN Geneva, Switzerland.
115. И.Х. Лемберг, А. А. Пастернак, Современные методы ядерной спектроскопии, Наука, Ленинград, 1985. с. 39
116. В. Идье и др. Статистические методы в экспериментальной физике, перевод с английского под ред. А.А. Тяпкина, Атомиздат, М., 1976, с.73.
117. Е.Т. Богданов, Р.А. Меныциков, А.А. Недосекин и др., Препринт ИТЭФ 86-192, М. 1986.
118. Р.А. Меньшиков, А.А. Недосекин, А.Б. Рожков, Препринт ИТЭФ 87-178, М. 1987.
119. R.M. Endt, Nucl. Phys. А 521,1,1990.
120. W.R. Webber, J.C. Kich and Schrier, Phis. Rev. С 41,547,1990.
121. G. Rudstam, Z. Naturforch. A, 21, 1027, 1966.
122. R. Silberberg and C.H. Tsao, Ap. J. SuppL 58, 873,1985.
123. R. Silberberg and C.H. Tsao, Astrophys. J. Suppl. Ser. 220,315 and 335,1973.
124. M. Foshina, J.B. Martins, O.A.P, Tavares and V. di Napoli, CBPF-NF-035/87,1987.
125. T.A. Gabriel, S.G. Mashnik, Препринт ОИЯИ 4-96-43, Дубна, 1996.
126. Stepan G. Mashnik, Richard E. Prael, Arnold J. Sierk et al., LA-UR-01-5391,2002. е-Print Archive: nucl-th/0208075 .
127. В.Ф. Батяев Анализ точности моделирования параметров электроядерных установок. Диссертация, Дубна, 1999.
128. A.J. Cole Statistical models for Nuclear decay, Institute of Physics Publishing Bristol and Philadelphia, 2000.
129. Г.А. Лобов, А.А. Сибирцев, H.B. Степанов и Ю.В. Требуховский, Препринт ИТЭФ 9183, М. 1983.
130. А.А. Сибирцев, Н.В. Степанов и Ю.В. Требуховский, Препринт ИТЭФ 129-85, М. 1985,
131. Н.С. Fesefeldt. Simulation ofhadronic showers, physics and applications. Technical Report PITHA 85-02,1П Physikalisches, Institut, RWTH Aachen Physikzentrum, 5100 Aachen, Germany, September 1985.
132. P.A. Aarnio et. al., Fluka user's guide. Technical Report TIS-RP-190, CERN, 1987,1990.
133. Т.Д. Алхазов, С.Л. Белостоцкий, А.А. Воробьев и др., Препринт ЛИЯФ 531, 1979.
134. ГД Алхазов С.Л. Белостоцкий, А.А. Воробьев и др., ЯФ 22, 902,1975.
135. А.А. Васенко, Н.Д. Галанина, К.Е. Гусев . А.Ю. Соколов и др., Препринт ИТЭФ 01-06 М. 2006.
136. Т. Yamazaki, Н. Gilg, A. Giffitzer et aL, Z. Phys. A 355,219,1996.140. http://wwwndc.tokai.jaeri.go.jp/cgi-bin/nuclinfo2004714,28 .
137. В.А. Карманов, ЯФ 35, 848,1982.
138. О.Ф. Немец, В.Г. Неудачин, А. Т. Рудчик и др., Нуклонные ассоциации в атомных ядрах и ядерные реакции многонуклонных передач. Киев: Наукова думка, 1988.
139. Ф.А. Гареев, У.Ф. Строковский и Ю.Л. Ратис, ЭЧАЯ 25, 855,1994.
140. Н. Palevsky, J.I. Friedes, R.J. Satter et al., Phys. Rev. Lett. 18, 1200,1967.
