Классическое и квазиклассическое описание процессов столкновений легкихионов при низких энергиях тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

I ЕТЕРБУРГСКИИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СЕМКИН Дмитрии Николаеоич

КЛАССИЧЕСКОЕ И КВАЗИКЛАССИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССОВ СТОЛКНОВЕНИЙ ЛЕГКИХ ИОНОВ ПРИ НИЗКИХ ЭНЕРГИЯХ

(01.04.16 — физика ядра и элементарных частиц)

На правах рукописи

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических паук

Санкт-Петербург 199 0

Работа выполнена в Чувашском государственном университете (г. Чебоксары).

Научным руководите-И) — доктор физико-математических наук,

профессор В. И. Загрсбасп

Официальные оппоненты: доктор физико-математических паук,

Ведущая организация — Лаборатория теоретической физики

Объединенного института ядерных исследовании (г. Дубна).

на заседании диссертационного Совета Д.063.57.14 по защите диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук в Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199034,

Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного упиверсшета.

профессор К. А. Гриднев (СПбГУ),

доктор физико-математических наук, профессор В. Е. Бунаков (Г1ИЯФ)

Защита состоится « /1 » ГсЛ/ге^Я 1996 г. в К

-Зс

часов

»

1996 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, кандидат физико-математических наук О. В. Чубинскнм-Надежднн

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Работа посвящена одному из интенсивно развивающихся направлении современной физики тяжелых понов - изучению ядерных реакций с участием сравнительно легких ядер ( Л < 20), в том числе, близких к границе ядерной стабильности. После появления мощных ускорителен тяжелых ионов и проведения значительного числа экспериментов с вторичными пучками легких радиоактивных ядер традиционный интерес к изучению свойств не очень тяжелых ионов и динамике ядерных столкновении с их участием в последнее десятилетие значительно вырос. Это связано, з частности, с накоплением новых интересных экспериментальных данных по ядерным реакциям с участием легких слабосвязалных нейтрононзбыточ-ных и протонопзбыточных ядер.

Многие десятилетия исследований столкновений легких лоноз оставляют непроясненным ряд важных деталей механизмов ядерных реакций с их участием. Важным и интересным представляется анализ нерегулярностеп волновых функций относительного движения легких понов в трехмерном пространстве, возникающих вблизи каустических поверхностей, образованных полем классических траекторий, проявление которых следует искать как в упругом рассеянии, так и в квазпуиругпх реакциях. Существует необходимость в подробном анализе угловых и энергетических распределении снарядоподобных и легких фрагментов, образующихся в ядерных реакциях при энергиях, близких к барьеру, когда механизмы ядерных процессов довольно многообразны. Сегодня представляет значительный интерес и проблема образования легких частиц в столкновениях тяжелых понов. В частности, многие свойства энергетических, массовых п угловых распределении испускаемых легких фрагментов оказались неожиданными и не всегда могут быть объяснены в рамках существующих моделей и подходов. Кроме того. Используемые теоретические подходы, как правило, обладают существенной неопределенностью в оценке абсолютных значений полных II дифференциальных сечений прямых процесс ов.

Динамические характеристики взаимодействия легких ядер также во многом остаются непроясненными. Например, мы имеем очень поверхностное представление о величине и характере дпссипатпвных сил, приводя-тих к переходу существенной части кинетической энергии во внутреннюю анергию возбуждения сталкивающихся яде]), и их роди в столкновениях с участием легких иопов. Большее внимание должно быть уделено исследованию динамики процессов слияния сравнительно легких ионов, полного представления о которой нет до спх пор. Представляется важным детальное изучение динамики фрагментации снарядов в области шпкпх и промежуточных энергии, в частности, анализ явлении, связанных с кластерными и коллективными степенями свободы. ■

Надежность и эффективность квазикласспческого описания столкновений с участием тяжелых ионов с большими зарядами и массами не вызывают в настоящее время сомнении, что связано с полуклассическим характером поведения тяжелых ионов (малостью соответствующей деброп-левской длины волны). В силу многочастичностп и многоканлльностн задача квантово-механического описания тяжелопонных столкновении представляется неразрешимой п в случае частиц сравнительно малых масс. По нашему мнению, применение квазпкласспчес.кого приближенна для описания процессов с участием сравнительно легких ионов также могло бы ш-только упростить количественные оценки, но и дать более глубокое и ясное понпмааие наблюдаемых экспериментальных закономерностей. Меньшее число возможных каналов, как и меньшее число нуклонов, составляющих рассматриваемые ядерные системы, могут способствовать более четкому выяснению механизмов Ядро-ядерных столкновений.

С другой стороны, многочисленные экспериментальные данные по реакциям с участием легких ядер с предполагаемым нейтронным гало {ЬН>' Ь;.

Вь,1- Вс.14 Бе а т.п.) и протонопзбыточных ядер (например. ,кБ) при рнз-ких и промежуточных энергиях требуют тщательного теоретического и: -иыслеккя. Полный теоретический анализ динамики большей части .пкеш-шшекталыш исследованных реакций с участием слаб о ев я по иных сна] »ядов {в частности, слияния, развала п уалонукдонных передач) фактически не

проводился. Прежде всего, это относится к ядрам с предполагаемыми одно-нейтронным п однопротонным гало. Представляется важным, например, анализ импульсных распределений снарядоиодобных фрагментов п причин отклонения нейтронов на большие углы в канале развала таких ядер, роли волнозой функшш основного состояния снаряда и его взаимодействия с .мишенью в угловых п энергетических распределениях фрагментов снаряда и т.д. В свою очередь инклюзивный характер значительной части экспериментальных данных препятствует четкому выявлению роли различных механизмов реакций. Существующие теоретические модели не позволяют достичь наглядности и относительной простоты описания таких процессов. На наш взгляд существует необходимость в развитии новых теоретических моделей, способных принять во внимание особенности свойств слабосвязанных ядерных систем п достаточно адекватно учесть многоканальную динамику столкновения и дать, наглядное объяснение имеющимся экспериментальным данным.

Целью работы является развитие квазиклассзгсеского подхода к описанию упругого рассеяния легких ионов п малочасппноп е^хлт^мгшз дели "молекулярной динамики" ядро-ядерных столкновений с участием сра-" внительно легких ядер (в том числе, слабосвязанных), предлагаемой для описания процессов фрагментации, передач и слияния црл ниакях и яро-межуточных энергиях.. Одной из главных задач работы являлась также понимание и объяснение основных наблюдаемых экспериментальных закономерностей ядерных реакций с участием слабосвязанных ядер в области низких энергий (от кулоновского барьера до нескольких десятков МэВ/нукпон).

Новизна и практическая ценность работы

В работе предложено проводить "неполный"' квазпкласеическпй анализ упругого рассеяния легких частиц, который при значительно меньшей трудоемкости вычислений по сравнению с "полным'' квазпкласспческнм анализом сохраняет "траекторную" наглядность и позволяет описывать основные закономерности угловых распределений даже в случае самых легких Чн'стйц (включая нуклоны), когда основной-вклад в сечение вносят всего

несколько парциальных волн. •

Одним на самых трудоемких этапов квазпклассического анализа с помощью комплексных траекторий является вычисление комплексных точек поворота. Построенная параметризация главной и внешней комплексных точек поворота дает возможность ускорить процесс вычислении по сравнению с точным квантовым расчетом.

Обнаружены новые каустические особенности волновой функции относительного движения легких ионов, возникающие за счет траектории, огибающих ядро и проходящих через него (в дополнение к известным особенностям, связанным с ''кулоновской" каустикой и "кулонов« ким" клювом). Исследована эволюция каустик в зависимости от энергии и параметров потенциала. Предложена классификация каустических особенностей, возникающих в ядро-ядерных столкновениях. Построено квазнклассическое приближение для волновой функции относительного движения легких ионов непосредственно в трехмерном пространстве с учетом возникающих каустик.

Развита классическая малочастпчная модель "молекулярной динамики" для описания процессов фрагментации и передач в ядро-ядерных столкновениях. Продемонстрированы широкие возможности модели. Детально исследованы реакции с участием нейтроноизбыточных и протоноизбыточных ядер, в частности, 1\Ве Тг.8 Б 4-12 С. при энергиях до 50 МэВ/нуклон Рассчитаны угловые, энергетические и импульсные распределения коров (тяжелых ядер-остатков снаряда) и нуклонов, образующихся I! реакциях развала. Достигнуто хорошее согласие с экспериментальными данными и дано наглядное объяснение экспериментально наблюдаемым закономерностям. Исследована роль различных взаимодействии (кор-мпшень. нуклон-кор. нуклоы-мишень) в образовании предравновесных частиц. Выяснен вклад различных прицельных параметров, роль центробежного и кулоновского барьеров и энергии связи в динамике ядерных реакций с участием слабосвязанных ядер. Вычислены абсолютные значения сечении основных ка палов реакции. Исслсдовады механизмы ядерных реакций с участием слабосвязанных ядер при низких энергиях вблизи кулоновского барьера (< 10

МэВ/нуклоп). Вычислены функции возбуждения в каналах полного и неполного слияния, развала снаряда, срыва нейтрона. Проанализирована роль . дпесипатпвных сил в динамике ядро-ядерных столкновений при низких энергиях.

Апробация

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на 41, 43. 44. 43 Международном Совещании по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра (1991, 1993 - 1995 гг.), на Европейской физической конференции по ядерной динамике при низких энергиях (ЬЕ?Ш-95, Санкт-Петербург, апрель 1995). Вошедшие в диссертацию результаты обсуждались на семинарах ЛТФ ОИЯИ, кафедры ядерной физики СПбГУ и кафедры теоретической физики ЧГУ. Основные результаты представлены з работах, список которых приведен в конце автореферата.

Струхтура диссертации

Настоящая диссертация состоит из Введения, четырех глав и Заключения. Общий объем диссертации 126 страниц, включая 53 рисунка. 2 таблицы п список литературы пз 147 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во Введении отмечена актуальность исследуемого направления ядерной фпзпкп, указаны некоторые проблемы, возникающие при описании ядерных реакции с участием тяжелых ионов. Упомянуты сущестйуюшие подходы к их решению, трудности и недостатки этпх подходов. В этой связи представлены достоинства квазпкласеического и классического описания столкновений не очень тяжелых ионов, сформулирована цель работы и выделены основные полученные результаты.

В первой главе рассмотрены основные классические и квантовые закономерности, проявляющиеся в ядерных реакциях с участием тяжелых попов при низких энергиях. В первом параграфе этой гл;изы подчеркнуто многообразие механизмов ядерных реакций с участием тяжелых ионов, отмечены основные особенности прямых процессов, реакций, идущих образованием компаунд-ядра, и глубоконеупругих столкновений. Приведена

классификация столкновений, характеризуемых различными меганит мам п. по прицельным параметрам. Описаны основные классические эффекты, наблюдаемые прп упругом рассеянии тяжелых ионов п в неупругпх процессах. Проиллюстрированы диссппатшзные явления в ядро-ядерных столкновениях. которые обуславливают введение в рассмотрение вязкости ядерного вещества.

Во втором параграфе сделан о опор основных классических и квази-.классических подходов к описанию ядро-ядерных столкновении прп низких и промежуточных энергиях. Сформулированы основные понятия и величины классического описания упругого рассеяния тяжелых ионов. Пред- . ставлены типичные функции угла отклонения при упругом рассеянии ионов. Разъяснен смысл каустических поверхностен, образуемых полем траектории классических частиц при упругом рассеянии. Укапаны пути введения в рассмотрение сил трения ядерного вещества. Рассмотрены особенности кваопкласспческого описания упругого рассеяния. Раскрыт физический смысл комплексных траектории в "комплексном" квазпкласеическом приближении. Описано построение квазикласеического приближения для парциальных волновых функции и фаз рассеяния. Изложены основные квазиклассические подходы к анализу прямых ядерных реакции. Значительное внимание уделено оппсанию стандартных методов "молекулярной динамики" прп исследовании ядро-ядерных столкновении. Рассмотрены наиболее удачные классические модели гяжелопонных столкновении.

Вторая глава посвящена развитию квазиклагспческог о опиедгшя упругого рассеяния сравнительно легких ионов. В зтом случае относительно слабое поглощение И'"(г) (по сравнению с тяжелыми ионами ) приводит к тому, что вклад траекторий, огибающих ядро и прошедших через него, ке ослабляется настолько, чтобы пм можно оьпо пренебречь. Кроме того, ras указано в нервом параграфе второй главы, применение квазиклассического анализа усложнено и вторым фактором: учет лишь реальных í лассичесыгх траекторий при построении волновой функции п <шплиг}'ды pácceúSffiá оказывается недостаточным - требуется введение комплексны:; Tp¿es¿oJ>iííí; обусловленных надбарьерпым отражением. полб.арьеряьш дви-

жением п наличием поглощающего потенциала. Таким образом, однотра-екторное приближение при построении волновой функции относительного движения легких ионов в трехмерном пространстве окапывается

недостаточным, т.е. необходимо учитывать все траектории, проходящие через данную точку трехмерного пространства г. В итоге так называемый полный квазиклассйческий анализ становится не только трудно достижимым, но и не обеспечивает требуемой от квазикласспкп наглядности.

В первом параграфе рассматривается применение""неполного" квазиклассического анализа к описанию упругого рассеяния легких ионов и нуклонов. В таком подходе в квазикласснческом приближении вычисляются лишь парциальные фазы рассеяния

оо

6{Ъ) = кЪ| - кг0(Ь) + т]1п(2кга) + /(ЦЬ,г) - к + ^)<1г

го

(здесь к(Ь,г) = ¿(1 - У(г)/Е-62/г2)1/2, Ь - прицельный параметр (кЬ = /4-1/2), 7- кулоновский параметр, г0(Ь) - точка поворота), а суммирование по парциальным волнам выполняется в явном виде без использования метода перевала. Аккуратное вычисление всех комплексных точек поворота позволяет учесть вклад различных траекторий, включая дифракционные и соответствующие волнам, прошедшим иод барьером и отраженным от внутренних точек поворота. Явное суммирование по парциальным волнам' дает возможность получать вполне удовлетворительные результаты даже в случае рассеяния очень легких частиц, когда.заметный вклад в сечение вносят всего несколько парциальных волн и сведение суммы по / к интегралу по прицельному параметру становится малооправданным.

Во втором параграфе предложена параметризация комплексных точек поворота при квазпклассцческом описании упругого рассеяния, позволяющая ускорить процесс вычисления сечений рассеяния по сравнению с квантовым расчетом. В общем случае существует несколько семейств точек поворота являющихся комплексными решениями уравнения:

Уг{(,%1) -I- НУ ( г ) = Е, где - реальная часть эффективного потен-

циала взаимодействия. Однако, вообще говор?, не все пти семейства вносит значительный вклад в рассеяние, V гого. учет всех вклодог де-

лает квазиклассическии анализ слишком трудоемким. Предложена следующая параметризация для главной точки поворота, вносящей основной вклад в рассеяние при достаточно высоких энергиях:

гРЦ1) = ге(1) + ъ(1) + Ы1).

Здесь гс{1) - кулоновская точка поворота. '¡\{1) определяется преломляющей частью потенциала (1о,йу,ау - глубина, ])адиус и дпффузность ядерного потенциала), 7г(0 обусловлена мнимой частью потенциала. Параметризация внешней комплексной точки поворота, описывающей надбарьерное отражение при рассеянии частиц низких энергий (когда имеет место орбитирова-ние), выбрана в виде:

' - 9 и~и(/) + гу2(/),/</«,„*

где 72(0 так же обусловлена поглощением. .1{1) учитывает пгкажаюшин

потенциал и приобретает мнимую часть при I < /„,,6-

Получены аналитические выражения для всех величин (';)(/). ":>(/). ДО)-

Б третьем параграфе построено квазпклаесическое приближение для волновой функции упругого рассеяния легких ионов в трехмерном пространстве. Изучаются новые каустические особенности волновой функшш упрут ого канала, связанные с траекториями, огибающими ядро и проходящими через него. Исследуется зависимость характера каустик от энергии и параметров ядерного потенциала. Кроме уже известных каустических поверхностен- "кулоновской" каустикии "кулоновского" каустичеекого клюва, для легких частиц при сравнительно слабом поглощении в области "за ядром" на оси пучка проявляются новые каустические поверхности ("я;;^-ныи" клюв пли три ,;гдерЕьгх'? клюва), связанные с фокусировкой частил средним полем ядра, вблизи которых амплитуда волновой функции также резко увеличивается. Покатило,, что вблизи "ядерного" клюва:

гу/к(Ь = 0,г) ¡5 к=о он |4=!1

З-^сь- = С(Ь,г) - 2С(Ь,го) + кЬ- - /(М)'. С(Ь, гЗ * кг -фС2кг) -

) [k( b.r ) - к -f Щ(1г. В(кЬв) и f{kb8) - гладкие, непрерывные функции. выбранные так, что при в < | Pii-coaB) ^ -icitbx J0{kb9) = -гр'шВ(Ш)со<; }{Ш).

В приближении трапецеидального потенциала положение каустического клюва на оси пучка при Е > ¡V^j и ау <с В у определяется как r'j¡Ufl, -ERy/ ц|. Показано, что в случае. когда днффупность значительно меньше радиуса потенциала, за ядром-мишенью возникают три каустических клюва. ' С увеличением av/Rv они сближаются. Для заданных величин E.V0.Bv сушествует единственная комбинация ау и Ry, при которой клювы сливаются на осп, образуя каустическую особенность более высокого ранга, чем рассмотренные выше (так называемую катастрофу типа "бабочка'' или

АО-

Показано, что в случае рассеяния в поле объемного потенциала В удел-С'аксона не может наблюдаться катастрофа более высокого ранга, чем "бабочка" (слияние трех клювов). Предложена классификация каустических ос обенностей, возникающих в ядро-ядерных столкновениях.

В третьей главе описывается малочастичная классическая модель "молекулярной динамики" ядро-ядерцых столкновений при низких и промежуточных энергиях. В первом параграфе отмечается актуальность модели в связи с изучением ядерных реакций с участием слабо связанных снарядов. Преимущества классического подхода (в первую очередь, наглядность, а также одновременное и однозначное вычисление дифференциальных сечений во всех каналах, включая их абсолютные значения) наряду с возможностью его улучшения па счет использования соответствующих волновых пакетов, описывающих движение легких частиц, позволяют надеяться на извлечение достаточно надежной и очень полезной информации относительно динамики ядро-ядерных столкновений.

Во втором параграфе отмечено, что в предлагаемой модели в отлпчпе от стандартной "молекулярной динамики" используются реалистические . ядро-ядерные и нуклон-ядерные силы, включая и дисслпативные, если это необходимо, а разнородные фрагменты считаются уже "приготовленными" ' в исходных ядрах. В этом отнощешш такой подход близок к «-кластерной динамике. Однако мы не ограничиваемся рассмотрением лишь а-Е.тастсров,

а учитываем в явном виде степени свободы тех фрагментов (в том числе и отдельных нуклонов), которые регистрируются в данном эксперименте, т.е. мы можем анализировать в рамках нашего подхода такие столкновения как пВе(=10Ве+п)+А, °В(=7 Ве+р)+Л, пLi(=* Li + n + n)+A,9Be(= п + « + «)-Н4 и т.д. Все выделенные фрагменты (в том числе и нуклоны) движутся в соответствии с классическими уравнениями Гамильтона. Гамильтониан всей системы представляется в виде:

■ я = ér + È€- + ÈВд--r"o) + £ -<V).

где r0(t) - координата ядра-мишени, a r\(t) - координаты фрагментов снаряда, Vio n Vij - соответствующие потенциалы взаимодействия, выбираемые в виде суммы кулоновскпх и ядерных сил. Для определения выходного канала реакции для каждой пары частиц, включая мишень, проверяются условия

¡T^ + V^kVV

1гУ < гу> «,J = 0,1.....лг

где Tij и Vfj - кинетическая энергия относительного движения и потенциальная энергия частиц i п j, г? и V^ - положение и высота барьера их эффективного (с учетом углового момента /¡j ) взаимодействия. При выполнении этого условия частицы г и j считаются связанными в единый кластер.

В третьем параграфе третьей главы показано, как вычисляются асимптотические значения импульсов частиц в выходных каналах реакции, позволяющие определить значения энергий п углов вылета фрагментов, необходимые для извлечения всей основной информации: угловых, импульсных и энергетических распределений. В четвёртом параграфе изложена процедура выбора начальных конфигураций снаряда в рамках классического описания динамики столкновения. В пятом параграфе описано вычисление двойных дифференциальных сечений выхода фрагментов. Отмечено, что одним из достоинств модели является достаточно простое и однозначное вычисление абсолютных значений как полных, так и дифференциальных сечений выхода фрагментов во всех рассматриваемых каналах одновременно, а также любых корреляций чапттц (в канале фрагментации).

Четвертая глава посвящена применению развитой модели для исследования механизмов ядерных реакции с. участием слабосвязанных ионов при низких и промежуточных энергиях. В частности, детально исследована динамика реакции иВр+4кТ7 и *В+иС при энергиях до 5(1 МэВ/нуклон. Получены угловые, импульсные и энергетпческпе распределения коров снаряда п нуклонов в канале развала. В первом параграфе проведен анализ процессов фрагментации п передач в реакциях пВе+4ЯТг и ''■О+'^С при фер-мпевсЕих энергиях. Проанализирована роль различных взаимодействии, разных прицельных параметров, центробежного и кулоновского барьеров, энергии связп снарядов. В частности, было показано, что именно взаимодействие нейтрон-мишень ответственно за выход нейтронов на больших углах (9 > 40°) в канале развала снаряда (пВе -»10 Ве + тг) при Е = 41 МэВ/нуклон. Было обнаружено, что прп низких энергиях ( < 10 МэВ/нуклон) вклады "ближней" (9и > 0°) и "дальней" (6п < 0°) компонент углового распределения нейтронов в канале развала снаряда приблизительно равны, что вызывается двумя факторами: 1) сильным поглощением нейтронов, отклоняющихся на большие отрицательные углы; 2) относительно большой величиной ближней компоненты, связанной с кулоновской-диссоциацией снаряда, отклоненного на положительные углы. Прп более высоких энергиях (> 20 МэВ/нуклон) "дальняя'' компонента доминирует во всем диапазоне углов.

Оказалось, что очень широкий диаларон прппельных параметров (о фм < Ь < 13 фм) вносит вклад в полное сечение развала ядра иВе. Это приводит к большой величине сечения развала слабосвязанного ядра, а вместе с ним - и к большой величине сеченпя реакции (пол.ученная нами величина -(тг ~ 2200 мбарн). Вычисленная величина полного сечения развала иВе на 1рТ/ - аьи ~ 500 мбарн - хорошо согласуется с экспериментальным значением - 550x110 мбарн. Развал снаряду при периферических столкновениях <• Ь > 9 фм вызывается исключительно кулоновскпм взаимодействием кор-мпшень и призодпт к очень узком}- угловому и энергетическому распределению нейтронов. Широкое угловое распределение нейтронов ( от 0„'= до 60") и их широкий энергетический спектр (от Еп =10 МэВ и до Еп = 70

МэВ) определяются полностью касательными столкновениями с 5 фм < Ь < 9 фм. Максимум энергетического спектра нейтронов расположен при энергии, соответствующей скорости пучка (41 МэВ/нуклон). Показано, что распределение по поперечным импульсам тяжелых коров снаряда в канале развала существенно изменяется с увеличением энергии Пучка. При низких энергиях пик такого распределения находится при ^ 0 вследствие влияния сил кор-мншень, которые отклоняют коры преимущественно на ненулевые углы. С увеличением энергии роль кулоновского взаимодействия кор-мишень становится все менее значительной, и пик распределения по поперечным импульсам смещается к нулевой величине С другой стороны, все более отчетливо проявляется ядерное взаимодействие кор-мишень, что приводит к появлению второго максимума в импульсном распределении. Важно отметить, что даже прп энергии порядка 41 МэВ/нуклон распределение по поперечным импульсам тяжелых коров (и нейтронов) в канале развала отражает не только особенности волновой функции основного состояния снаряда (как это обычно предполагается), но также и преломляющие свойства взалмодействий кор-мишень (нейтрон-мишень).

Как было обнаружено, наличие центробежного барьера взаимодействия кор-нейтрон уменьшает вклад кулоновской диссоциации 11В с: полное сечение развала 11Ве на 48Гг при энергии пучка 41 МэВ/нуклон уменьшается примерно в 2 раза (с ~ 500 мбарн до ~ 250 мбарн) в предположении, что основное состояние пВс - 1 р (вместо известного 2з) прп той же энергии связи — -0.5 МэВ. Роль кулоновского барьера взаимодействия кор-нуклон продемонстирована на примере реакции развала НВ на мишени 12С при энергии 40 МэВ/Ъуклон: сечение развала оказывается много меньше, чем для 11Вс, несмотря, на чрезвычайно-малую энергию отделения протона ( ~ 0.14 МэВ). Вычисленная величина полного сечения развала ак„{8В) ~ 100 мбарн хорошо согласуется с экспериментальным значением - 80 ± 15 мбарн. Такое малое значение сечения объясняется невозможностью развала прп больших прицельных параметрам из-за кулоновского и центробежного барьеров взаимодействии между кором II слаоосвгзанньш нуклоном. Исследована зависимость сечения развала я£? и

инклюзивного выхода коров ~Ве в реакции 85 +!2 С от предполагаемого значения энергии связи протон-кор.

Во втором параграфе четвертой главы приведены результаты исследования ядерных реакции с участием слабосвязанных нейтроноизбыточ-ных яде]) при энергиях, близких к кулоновскому барьеру во входном канале. На примере реакции 77 изучены функции возбуждения каналов полного слияния, неполного слияния (срыва кора снаряда на мпшен--) однонейтронной передачи и развала, а также характер угловых и энергетических распределении нейтронов и коров юВс. вклады различных прицельных параметров и ¡золь различных взаимодействий при энергиях пучка 1.3 МэВ/нуклон < Е < 10 МэВ/нуклон. Обнаружено, что угловое распределение нейтронов в канале развала приобретает направленность вперед при Е > 3 МэВ/нуклон и при дальнейшем увеличении энергии его характер практически не меняется. Д.Тя низких энергий в угловом распределении коров наблюдается лишь один максимум при ненулевых углах, полностью обусловленный кулоновским отталкиванием. С ростом энергии появляется второй максимум при в = 0". связанный с фокусирующим действием ядерных сил. При дальнейшем увеличении энергии эти максимумы движутся навстречу друг к друг}' и сливаются. Показано также, что даже в случае не очень тяжелых мишеней (таких, как 4Н77) кулоновекое взаимодействие кора (10Вс) л мишени вносит определяющий вклад в ¡зазвал слабосвязанного с наряда, а не большой градиент ядерных сил и поглощение (дифракционное расщепление). как обычно предполагается.

Проанализирована роль диссппативных спл и слабосвязанного нейтрона в динамике процессов слияния. Обнаружена высокая чувствительность се-ченип полного и неполного слияния, ¡зазвала снаряда к коэффициенту трения 0 в области значении 0.2-1 -Ю"22 Мзв с фм~2 при Е = 5 МэВ/нуклон. Как было показано, наличие слабосвязанного нейтрона приводит к важным отличиям в зцнампке процесса слияния: во-первых, существенный вклад в сечение слияния вносит механизм неполного слияния (слабосвя-.заннып нейтрон не сливается' с мищецыо), который особенно значителен при Ь ~ 1?ц, -г /?7,: во-вторых, дополнительная нейтронная степень сво-

боны приводит к "размыванию" границы области прицельных параметров Ь (угловых моментов), приводящих к каналу слияния (в отличие от резкой границы при Ь — Ь} в двухте.тьноп моделй, соответствующей " плотному" снаряду), т.е. к увеличению среднего значения спина конечного ядра.

Таким образом, продемонстрированы довольно широкие возможности классической малочастпчнои "молекулярной динамики" при описании ядерных реакции с участием сравнительно легких слабосвязанных понов и обнаружены классические закономерности, проявляющиеся в динамике ядерных реакции.

В Заключении диссертации собраны основные результаты п выводы.

На защиту выносятся следующие основные результаты:

1. Проведение квазпкяассического анализа упругого рассеяния легких понов и нуклонов. Дано наглядное объяснение форме соответствующих угловых распределении. Предложена простая параметризация комплексных точек поворота (главной ц внешней) и соответствующих им парциальных

фаз при квазиклассическом описании упругого рассеяния.

»

2. Обнаружение новых каустических особенностей волновой функции упругого рассеяния легких понов, связанных с траекториями, огпбаюцшмп ядро и проходящими через него. Сделан вывод о максимальном'ранге катастрофы, возникающей в реалистическом случае упругого рассеяния в поле объемного ядерного потенциала Вудса-Саксона. Исследована зависимость характера каустических особенностей от энергии и параметров потенциала. Проведена классификация волновых катастроф, возникающих в ядро-ядерных столкновениях.

3. Построение квазпклассического приближения для волновой функции упругого рассеяния легких ионов в трехмерном пространстве в области малых углов (за ядром) с учетом возникающих каустических особенностей.

4. Развитие точно решаемой малочастпчной классической модели ядро-ядерных столкновений с образованием нескольких разнородных фрагментов в выходном канале. Продемонстрированы широкие возможности данной модели.

5. Расчет угловых, энергетических ц импульсных распределений коров и

нуклонов, образующихся в реакциях развала и передач. Обнаружены классические закономерности в дпнампке реакций. Определена роль различных взаимодействий (в том числе, дпссипатпвных), различных прицельных параметров. центробежного п кулоновского барьеров, энергии связи в динамике ядерных реакций с участием слабосвязанных ядер. Вычислены абсолютные значения сечений основных каналов реакции. Достигнуто хорошее согласие с экспериментальными данными п дано наглядное объяснение наблюдаемым экспериментальным энергетическим,- импульсным и угловым

распределениям.

6. Исследование механизмов ядерных реакций с участием слабосвязанных ядер при нпзких энергиях (< 10 МэВ/нуклон), в частности, реакции 11 Вс 4-A*Ti. Вычислены функции возбуждения в каналах полного и неполного слияния, развала снаряда, срыва нейтрона. Изучены особенности угловых и энергетических распределений нейтронов и коров в каналах развала снаряда и неполного слияния. Исследована роль дпссипатнвных сил а слабосвязанного нейтрона в динамике ядро-ядерных столкновений прп нпзких энергиях.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Гареец Ф.А.. Загребаев В.И.. Семкпн Д.Н. Квазпкласспческпй анализ упругого рассеяния легких понов: комплексные траектории и каустики //Тез.докл.ХЫ Международного совещания по ядерной спектроскопии п структуре атомного ядра.Мпнск.1991. СПб.:Наука,1991.с.395.; Изв. АН.Сер.физ.1992.т.56.Л'°5.с.185-189. ' ~~

2. Загребаев В.И.. Семкпн Д.Н. Каустические особенности"волновой функции упругого рассеяния легких ионов //Тез.докл.ХЬИ Международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра.Алма-Ата. 1992. СПб.:Наука.1992.с.372.; Изв.АН.Сер.фпз.1992.т.5С. .Y "П .с;.142-147.

3. Syoihlrin D.. Zagrebaev V. Semiclassical Description of Light Iou Elastic Scat! ei nig: Complex Trajectories .and Caustic Surfaces.// International Conference on Nuclear Structure and Nuclear Reactions at Low and Inter-

mediate Energies. Dubna,Russia, September 15-19Д992./Contributions. JINR.E4-92-293.Dubna,1992,p.72.

4. Захребаев В.П., Семкпн Д.H. Параметризация комплексных точек поворота прп кваопкласспческом оппсанппупругого рассеянна //Тез. докл. XLIII Международного совещания по ядерной спектроскопии п структуре атомного ядра,Дубна,1993. СПб.:Наука,1993.с.337.; Пзв.АН.С'ер. фнз.1994.т.58.ЛГо1.с.109-113.

3. Загребаев В.II., Семкпн Д.Н. Малочастпчная классическая "молекулярная динамика" процессов фрагментации и передач в ядро-ядерных столкновениях //Тез.докл.XLIV Международного совещания по ядерной спектроскопии п структуре атомного ядра.Санкт-Петербург,1994. СПб.:Наука,1994.с.327.; Изв.АН.Сер.физ.1995.т.о9.Яо5.с.145-150.

6. Syomkin D., Zagrebaev V. Analysis of Nuclear Reactions Induced by Loosely Bound Projectiles within "Few-Body Molecular Dynamics"// Low Energy Nuclear Dynamics. St.Petersburg (Russia), April 18-22,1995./XV Europliysics conference abstracts. 19B EPS.JINR.E7-95-118.1995.p.22().: Proc. of XV Nuclear Physics Divisional Conference. Singapore: World-Scientific, 1995. p.113-115.

7. Загребаев В.И., Семкпн Д.Н. Исследование механизмов ядерных реакций с участием слабосвязанных ионов //Тез.докл.XLV Международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра.Санкт-Петербург,1995. СПб.:Наука,1995.с.363.; Изв.АН.Сер.физ. 1995.T.59.iV0l I.e. 140-145.