Неупругие взаимодействия ядер золота с энергией в диапазоне 100-1147 МэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

ШАБЛЯ ЕГОР ЯРОСЛАВОВИЧ

НЕУПРУГИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЯДЕР ЗОЛОТА С ЭНЕРГИЕЙ В ДИАПАЗОНЕ 100 -1147 МЭВ/НУКЛОН С ЯДРАМИ ФОТОЭМУЛЬСИИ

Специальность 01.04.16 - физика атомного ядра и элементарных частиц

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Санкт-Петербург 2005

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» на кафедре «Экспериментальная ядерная физика»

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук, профессор Богданов Сергей Дмитриевич

Официальные оппоненты'

доктор физико-математических наук, доцент Блинов Александр Всеволодович доктор физико-математических наук, профессор Нестеров Михаил Мефодьевич

Ведущая организация:

Радиевый институт им. В.Г Хлопина

Защита состоится 21 декабря 2005 года в ^ часов ООмкнут на заседании диссертационного совета Д 212 229.05 при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» по адресу 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул 29, кор. 2, ауд. 265.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» Автореферат разослан «_» октября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.229 05 /

доктор физико-математических наук ^т~7Г\

профессор уг //¿_/ ТитовецЮ.Ф.

№20

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы

Изучение механизма столкновения высоюэнергетичных ядер с ядрами является одной из наиболее актуальных задач современной ядерной физики. Известно, что при взаимодействии двух многонуклонных систем, в условиях сильного сжатия и высокой температуры ядерной материи, возможно существование экзотических состояний ядерной материи с рождением новых эффектов.

В качестве прикладного значения исследований взаимодействий быстрых ядер с ядрами в первую очередь можно выделить оценку радиационных эффектов, вызванных многозарядными частицами Эти данные необходимы в качестве константного обеспечения расчетов защиты космических и летательных аппаратов, конструирования новых ускорителей, для решения задач радиационной стойкости материалов и применением в медицине.

Одним из основных методов изучения взаимодействий ядер с ядрами является фотографический способ регистрации, поскольку в нем прослеживаются все процессы, связанные с элементарными взаимодействиями' возможность проводить исследования в условиях полной геометрии, регистрация всех заряженных частиц в каждом индивидуальном акте взаимодействия, возможность селекции событий по параметру удара При этом необходимо отметить, что с помощью эмульсионной методики удобно проводить систематические исследования столкновений ядер, ибо преимуществом эмульсии являются высокое пространственное разрешение, неограниченная чувствительность к различным энергетическим потерям, анализируются отдельные события А одинаковые условия экспериментов и единые критерии отбора позволяют произвести последовательный анализ результатов.

Первые сведения о свойствах неупругих взаимодействий двух ядер получены посредством анализа прохождения частиц галактического космического излучения через фотоэмульсии в классических работах Остроумова В.И

Новый этап исследований начался с получением пучков релятивистских ядер на синхрофазотроне в Дубне и на ускорителе Бэвалак в Беркли Серия экспериментов с участием ядер-снарядов от протонов до ядер ^е позволила систематически изучать влияние масс сталкивающихся ядер на характеристики вторичных частиц, образующихся в расщеплении.

Однако характеристики взаимодействий более тяжелых ядер типа 1,7Аи с ядрами фотоэмульсии в настоящее время практически не изучены Таким образом, для решения ряда

задач ядерной, космической, медицинской фи 1и$?*-н4Ь1ЩИМ№ информацию о

* БИБЛИОТЕКА

экспериментальных и теоретических параметрах фрагментации налетающих тяжелых ядер, множественности вторичных частиц различного типа, об угловых и импульсных характеристиках этих частиц

Цель работы

Целью работы является экспериментальное и теоретическое исследование процесса неупругого взаимодействия тяжелых ядер золота с нуклонами и ядрами фотоэмульсии при энергиях 100 - 1147 МэВ/нуклон в условиях полного опыта, предоставляемого методом ядерных эмульсий

Основные задачи:

1 Разработка и апробирование методики обработки взаимодействий ядер золота с энергией в диапазоне 100 - 1147 МэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии, включающую в себя создание электронной базы данных характеристик индивидуальных взаимодействий тяжелых ядер 197Ац с ядрами фотоэмульсии.

2 Получение новых экспериментальных данных по взаимодействиям налетающих ядер 197Аи с энергией в диапазоне 100 - 1147 МэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии, таких как, длины свободных пробегов ядер до неупругого ядерного взаимодействия, множественности вторичных частиц различного типа, их энергетические, импульсные и угловые распределения

3 Исследование влияния масс и энергии взаимодействующих ядер на характеристики акта неупругого взаимодействия двух ядер имеющихся в мировой литературе

4. Проведение последовательного сравнения полученных экспериментальных данных с результатами расчетов по каскадно-испарительной модели, рассмотрение возможности описания характеристик изучаемых ядро-ядерных взаимодействий при помощи полуэмпирических моделей.

Научная новизна работы

Научная новизна результатов заключается в том, что впервые проведено подробное исследование процесса неупругого взаимодействий ядер золота с энергией в диапазоне 100 -1147 МэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии Уточнены средние длины свободного пробега ядер до неупругого ядерного взаимодействия Впервые в мире определены множественности вторичных частиц различных типов, их корреляционные зависимости, зарядовые, энергетические, импульсные и угловые характеристики испускаемых частиц при взаимодействии налетающих ядер 197Аи с энергией в диапазоне 100 - 1147 МэВ/нуклон с Ядрами фотоэмульсии. Проведен анализ влияния энергии и масс взаимодействующих ядер на интегральные характеристики процесса Проведено последовательное сравнение полученных

данных с результатами расчетов по каскадно-испарительной модели, рассмотрены возможности более простых полуэмпирических моделей и сделан ряд выводов их применения

Научная и практическая значимость

Получены новые экспериментальные данные, отсутствовавшие в мировой литературе по характеристикам взаимодействий налетающих ядер 197Аи с энергией в диапазоне 100 — 1147 МэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии. ' Поставленный эксперимент позволил установить влияние энергии, массы

| налетающего ядра и массы ядра мишени на характеристики изучаемого процесса,

количественно и качественно сравнить полученные результаты с предсказаниями разного | рода моделей.

1 Практическая ценность результатов исследования определена возможностью их

использования для создания новых и развития имеющихся моделей прохождения частиц через гомогенную среду и планирования экспериментов на современных ускорителях, создания баз константного обеспечения расчетов защит ускорителей.

Положения, выносимые на защиту:

1 Разработана и апробирована методика обработки взаимодействий ядер золота с энергией в диапазоне 100 - 1147 МэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии, включающая в себя создание электронной базы данных характеристик индивидуальных взаимодействий тяжелых ядер с ядрами фотоэмульсии

2 Новые экспериментальные данные по взаимодействиям налетающих ядер 197Аи с энергией в диапазоне 100- 1147 МэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии, такие как, длины свободных пробегов ядер до неупругого ядерного взаимодействия, множественности вторичных частиц различного типа, их энергетические, импульсные и угловые распределения.

3 Сравнительный анализ влияния масс и энергии взаимодействующих ядер на характеристики акта неупругого взаимодействия двух ядер имеющихся в мировой литературе.

4 Результаты сравнения полученных экспериментальных данных с результатами расчетов по каскадно-испарительной модели (КИМ), выводы о возможности описания характеристик изучаемых ядро-ядерных взаимодействий при помощи полуэмпирических моделей.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались на Всероссийских конференциях по проблемам науки и высшей школы «Фундаментальные исследования в технических университетах» (Санкт-Петербург, 1999, 2004; 2005), Всероссийском конкурсе студенческих НИР (Санкт-Петербург, 2002), Международных конференциях по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами (Москва, 2002, 2003, 2004, 2005), LV National conference on nuclear physics «Frontäers in the physics nucleus» (St. Petersburg, 2005).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 7 научных работ, из них 4 статьи в реферируемых ВАК журналах Список работ приведен в конце автореферата

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка цитируемой литературы Она содержит 154 страниц машинописного текста, 46 рисунков и 18 таблиц Список цитируемой литературы содержит 115 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы и сформулированы цель, научная новизна и практическая ценность работы Представлены основные результаты и положения, выносимые на защиту, а также приведены основные положения, выносимые на защиту

В первой главе описана методика эксперимента' облучение и обработка камеры, поиск неупругих ядерных взаимодействий, измерения и их ошибки, методика обработки, идентификации и способы хранения данных.

Для получения количественных результатов в работе использовалась фотоэмульсионная камера, составленная из 30-40 слоев эмульсии типа БР-2 ГОСНИИХИМФОТОПРОЕКТ стандартного состава Камера была облучена ядрами золота с энергией 1147.2 МэВ/нуклон и средним флюенсом при облучении 500-2000 частиц/см2 на ускорителе Бэвалак, Беркли, США.

Пучок входил в стопку фотоэмульсионных пластин примерно параллельно поверхности слоев. Так как фотоэмульсионная камера была разделена на пластинки для облегчения просмотра, то каждой пластинке присваивался свой номер Nun Пластинки фотоэмульсии брались размерами 10x10 см2. Фотографическая обработка камер осуществлялась в Лаборатории Высоких Энергий ОИЯИ.

Поиск взаимодействий первичных ядер осуществлялся методом двойного, быстрого и медленного, просмотра вдоль первичного следа на микроскопах МБИ-9 при увеличениях 10x15, 20x15 и 60x15. Для определения энергии ядра в точке взаимодействия,

использовалась координатная методика измерения расстояний в эмульсии и расчетные зависимости пробег-энергия для всех стабильных ядер от водорода до урана в ядерной фотоэмульсии типа БР-2 с учетом влияния г®- поправки в ионизационных потерях энергии

Был проведен сравнительный анализ возможностей различных фотоэмульсионных методик, в результате которого, создана и апробирована методика измерения характеристик ядер 197 Аи с ядрами фотоэмульсии. Методика позволяет определять пробег налетающего ядра до взаимодействия, энергию ядра, вызывающего взаимодействие, тип ядра мишени, тип вторичных частиц, азимутальный и полярный угол вылета вторичных частиц, включая | тяжелые фрагменты налетающего ядра, энергию вторичных частиц и их заряд, создавать базу

индивидуальных взаимодействий тяжелых ядер с ядрами фотоэмульсии ^ Предложена традиционная для фотоэмульсионных работ классификация вторичных

частиц, возникающих в результате неупругих взаимодействий ядер золота с ядрами 1 фотоэмульсии. Произведена оценка ионизационных потерь. За параметр сравнения 1о

выбиралась ионизация, создаваемая стрипинговой однозарядной частицей налетающего ядра Все вторичные частицы из неупругих взаимодействий ядер золота с ядрами фотоэмульсии были разделены на следующие типы:

- й-частицы - фрагменты ядра мишени с энергией Ей 26 МэВ/нуклон (пробег в эмульсии мм), испускающиеся в основном на второй стадии реакции;

- ^-частицы - в основном однозарядные частицы выбитые на первой стадии процесса взаимодействия из ядра мишени с пробегом 1*23 мм и Ь%>1 4;

- 5-частицы - однозарядные частицы с относительной ионизацией У\ц<Л 4 представляют > собой совокупность рожденных мезонов и однозарядных фрагментов ядра-снаряда,

поперечный импульс которых превышает 222.6 МэВ/с на нуклон (соответствует Е > 26 МэВ/нуклон в поперечном направлении);

- ^Нг-частицы - совокупность участии и ^-частиц,

- ¿'-частицы - однозарядные частицы ядра снаряда с энергией £ 2 26 МэВ/нуклон, I поперечный импульс которых меньше 222.6 МэВ/с на нуклон и относительная

ионизация 1Ло£1.4;

- ^-частицы - двухзарядные частицы ядра снаряда с энергией Е > 26 МэВ/нуклон, поперечный импульс которых меньше 222 6 МэВ/с на нуклон, относительная

| ионизация таких частиц составляет порядка 3.51»;

- ¿'-частицы - многозарядные (£$¿¿3) частицы ядра снаряда с энергией Е £ 26 МэВ/нуклон, поперечный импульс которых меньше 222.6 МэВ/с на нуклон, относительная ионизация таких частиц превышает 4 51о

Для проверки правильности разделения частиц на типы были построены распределения для всех типов частиц по азимутальному углу Полученные распределения по азимутальному углу близки к прямоугольным для всех типов вторичных частиц Данный результат подтверждает отсутствие каких-либо существенных ошибок при измерении азимутальных углов вторичных частиц и определения типов вторичных частиц в настоящем эксперименте. Результаты измерений по выбранным методикам были внесены в электронную базу данных, составившую статистический материал настоящей работы.

Вторая глава содержит сведения об экспериментальном и расчетном материале, средних свободных пробегах до неупругого взаимодействия, множественности вторичных частиц различного типа, возникающих в результате неупругих взаимодействий, угловых характеристик этих частиц и связи рассматриваемых характеристик ядро-ядерных взаимодействий с массами и энергией сталкивающихся ядер. Проведено сравнение полученных результатов с результатами расчетов по существующим моделям взаимодействий ядер и имеющимся экспериментальными данными, опубликованными в различных литературных источниках.

Методом быстрого и медленного просмотра вдоль трека было прослежено 1122 следа от их входа в эмульсию до остановки или взаимодействия. В результате на длине около 30 м было обнаружено 585 взаимодействий ядер 197Аи в энергетическом диапазоне 0-1147 МэВ/нуклон. Из них было обработано 332 неупругих взаимодействий ядер 197Аи со средней энергией 100-1147 МэВ/нуклон. В процессе обработки расщеплений были определены заряды, полярные и азимутальные углы испускания всех фрагментов налетающего ядра

Для ансамбля из 108 неупругих взаимодействий ядер 197Аи со средней энергией 741 2 ±19 8 МэВ/нуклон были проведены угловые, ионизационные и пробеговые измерения всех вторичных заряженных частиц (статистика ансамбля 4444 частиц). Дополнительно было обработано 173 нерелятивистских взаимодействий 197Аи, в которых атомный номер фрагмента, превышающий 20, определялся по остаточному пробегу фрагмента, а измерения других зарядовых частиц не проводились.

Для проведения сравнительного анализа влияния масс и энерг ии взаимодействующих ядер на характеристики акта неупругого взаимодействия двух ядер были использованы известные результаты исследовании взаимодеиствии ядер 20Ne с энергией 0 28 ГэВ/нуклон (296 событий со статистикой ансамбля 3408 частиц), 40Аг с энергией 0 27 ГэВ/нуклон (202 события со статистикой ансамбля 2932 частицы), 56Fe с энергией 1.8 ГэВ/нуклон (625 событий со статистикой ансамбля 8934 частицы), 197Аи с энергией 10 2 ГэВ/нуклон (543 события со статистикой ансамбля 44799 частиц) с ядрами фотоэмульсии

Для проведения последовательного сравнения полученных экспериментальных данных с результатами расчетов по каскадно-испарительной модели использовались расчетные данные взаимодействий ядер 197Аи при энергии 700 МэВ/нуклон с отдельными ядрами, входящими в состав эмульсии любезно предоставленные С. Вокалом

Расчетная статистика бьиа получена генерацией взаимодействий ядер 197Аи при энергии 700 МэВ/нуклон с отдельными ядрами, входящими в состав эмульсии ( Н, "О, *°Br, 197Ag), по методу Монте-Карло и дальнейшим суммированием с весами, соответствующими вычисленным сечениям и составу эмульсии При этом на быстрой (первой) стадии учитывались процессы мезонообразования, лоренцевсюэе сжатие, влияние принципа Паули, эффект изменения плотности ядерной материи по мере развития каскадной стадии взаимодействия Процесс снятия возбуждения остатков ядер после прохождения быстрой стадии (вторая - медленная стадия) описывался с помощью статистической модели Суммарная статистика, полученная в рамках каскадно-испарительной модели, составила 1000 событий

Автор глубоко признателен коллегам по кафедре «Экспериментальная ядерная физика» СПбГПУ Плющеву В.А и коллегам по сотрудничеству EMU-01 за предоставленную возможность использовать экспериментальный материал по взаимодействиям быстрых ядер с ядрами фотоэмульсии, С Вокалу за предоставленный расчетный материал по каскадно-испарительной модели.

На основе экспериментальных измерений были определены длины свободных пробегов ядер 197Аи в ядерной фотоэмульсии типа БР-2 до неупругого взаимодействия в различных энергетических интервалах Полученные результаты приведены на рисунке 1. Там же приведены экспериментальные результаты работы С J Waddiugton, где в качестве мишени использовалась эмульсия типа IIford-G5, а в качестве снаряда - 197Аи

Из большого числа моделей для расчета неупругих сечений ядро-ядерных реакций мы использовали модель - Карола, Барашенкова В.С и Брадга-Петерса, по которым были рассчитаны соответствующие длины свободного пробега сечения ядер

'"Аи до неупругого

взаимодействия При расчете сечений ядро-ядерных реакций методом Брадта-Петерса рамках данной работы был проведен подбор эмпирических параметров, значения которых составили г„=0.99+0 07 фм, р=0.98±0 15

Из эксперимента и расчетов следует, что длины свободных пробегов до неупругого взаимодействия ядер ,Г7Аи в ядерной фотоэмульсии достаточно слабо зависят от энергии налегающего ядра, несмотря на заметную энергетическую зависимость сечений нуклон-нуклонных взаимодействий в рассматриваемом энергетическом диапазоне

Рисунок 1. Длины средних свободных пробегов до неупругого взаимодействия ядер 197Аи в эмульсии (Ь) в зависимости от энергии налетающего ядра (Е). Квадраты экспериментальные данные настоящей работы, кружки - экспериментальные данные работы С.1. \¥ас!<1ш^оп. Сплошная линия - расчет по модели Карола, штриховая линия - расчет по модели Барашенкова, пунктирная линия -расчет по модели Брадта-Петерса Экспериментальные данные настоящей работы и работы С 1 \Vaddiugton близки друг к другу с учетом различия состава и плотности эмульсий БР-2 и Шог(1-С5. Расчетные данные предполагают большие сечения взаимодействий ядер золота и, как следствие, меньшие длины свободных пробегов Наблюдаемые различия между расчетом и экспериментом могут быть связаны с возможным пропуском малолучевых событий в экспериментах и/или неточностью подгоночных параметров в использованных моделях Множественности вторичных частии

На основе экспериментальных измерений в работе были получены множественности всех типов частиц. В таблице 1 приведены средние множественности вторичных частиц в ядро-ядерных взаимодействиях ядер 197Аи с энергией в диапазоне 100 - 1147 МэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии

Таблица 1

Средние множественности вторичных частиц в ядро-ядерных взаимодействиях ядер 197Аи с энергией в диапазоне 100-1147 МэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии

Ядро-мишень част/вз <№>>, част/вз <№'>, част/вз част/вз <КЪ'>, част/вз

Ет Н сж> А8ВГ 21.71 ±0 45 0.82 ± 0 27 13.39 ± 0.57 3191 ±0 76 3 24 ± 0 17 0 09 ± 0.09 0.49 ±0 11 5 88 ± 0 32 8 96 ± 0 29 2.27 ± 0.45 11.32 ± 0.53 8 55 ±0 39 4 76 ± 0 21 2.27 ± 0.45 5 83 ± 0.38 4 46 ± 0 28 2 52 ± 0 15 1.73 ±0 40 3.77 ±0 29 2 05 ± 0 19

Анализ множественности вторичных частиц показал, что увеличение масс сталкивающихся ядер от 20 до 197 и энергии ядра-снаряда в диапазоне 0 28 - 10 2 ГэВ/нуклон в наибольшей степени влияет на число частиц первой стадии процесса и приводит к увеличению всех типов частиц кроме фрагментов ядра мишени

Для взаимодействий с энергией менее 1 ГэВ/нуклон средняя множественность частиц первой стадии (¡$+8-частиц) прямо пропорциональна произведению масс взаимодействующих ядер в степени близкой к 0 7 ~ (Анал-Амиш)0'7

11 9

х

о

_Г 7

0 200 400 еоо 800 100 Е, МэВ/нуклон 0

Средняя множественность одно («0-, двух (¿)- и многозарядных (Ь', £ 3) фрагментов ядра снаряда <№*>, ОГЬ'> последовательно увеличивается при росте

массы ядра-снаряда, но немонотонно зависит от массы ядра-мишени.

При росте энергии налетающего ядра золота от 741 до 10200 МэВ/нуклон увеличивается почти в три раза, в основном за счет рожденных мезонов, наблюдается более высокая степень разрушения ядра-снаряда, а именно средняя множественность «ЗД^» и <№>'> уменьшается, а средняя множественность <№'> увеличивается Вместе с тем, множественность фрагментов ядра мишени с энергией Е <26 МэВ/нуклон (Ь-частиц) имеет слабую зависимость от энергии налетающего ядра золота.

Экспериментальные средние множественности вторичных частиц и средняя множественность всех вторичных заряженных частиц, полученные в результате расчетов по КИМ, близки к экспериментальным значениям соответствующих величин, несколько занижая при этом общую множественность всех заряженных частиц на величину 5-10%

Следует отметить, что расчет по КИМ не учитывает процессов деления и/или мультифрагментации ядра-снаряда, поэтому распределение по числу Ь'-частиц представляет собой синппет (не приводится) т е. в любом расщеплении количество Ь'-частиц равно 1.

Для выяснения причин своеобразной зависимости средней множественности Ь-частиц от масс сталкивающихся ядер был проведен анализ корреляционных соотношений между числом различных вторичных частиц в звезде. При этом считалось, что число £+8-частиц (частицы покинувшие ядра на первой стадии) полностью определяет дальнейшую историю события Поэтому, связь между медленной и быстрой стадиями реакции неупругого взаимодействия ядер золота с ядрами фотоэмульсии выявлялась путем анализа корреляций вида <ЫЪ>Р%> 5) (см. рисунок 2).

Из рисунка 2 следует, что во взаимодействиях золота до ^+8 « 40 наблюдается примерно линейный рост <№>> от числа N§+8 В диапазоне изменения параметра Ыу+8>40 для тяжелого ядра-мишени наблюдается уменьшение множественности Ь-частиц при увеличении числа §+8-частиц в расщеплении Эксперименты с легкими налетающими ядрами №20 описывают увеличение № при росте N§+8 Однако уменьшение № при дальнейшем росте на корреляционных зависимостях не наблюдалась, так как

отсутствовали взаимодействия с ^+з>40 Наиболее простым объяснением наблюдаемого вида корреляции <М)>(1%^8), которая характеризует связь между медленной и быстрой стадиями реакции, является учет эффекта "конечности" тяжелого ядра-мишени

Рисунок 2. Корреляционные зависимости множественности Ь-частиц от числа g+s-чacтиц в расщеплении тяжелых ядер фотоэмульсии, вызванных ядрами 20Ке с энергией 280 МэВ/нуклон (ромбы), 1,7 Аи с энергией 741 МэВ/нуклон (квадраты). Сплошная линия - расчет по КИМ

Потеря тяжелым ядром мишенью 107А847 в процессе быстрой стадии реакции 35-47 протонов, приведет к отсутствию заметного остатка ядра-мишени и, соответственно, отсутствию большой множественности Ь-частиц Наблюдаемый эффект "конечности" тяжелого ядра-мишени не отмечался ранее в диапазоне масс налетающего иона от 2 до 56 атомных единиц массы, так как малые размеры налетающих ионов не позволяли выбить необходимое число нуклонов из тяжелого ядра фотоэмульсии

Результаты расчетов, полученных по каскадно-испарительной модели, изображены на рисунке сплошной линией Легко заметить, что примененная модель довольно хорошо описывает сложную экспериментальную зависимость <Кь>(Ыг+1) включая эффект "конечности" тяжелого ядра-мишени, наблюдаемый в эксперименте.

Угловые характеристики вторичных частии

Анализ угловых характеристик позволил сделать следующие выводы Увеличение массы ядра-мишени увеличивает изотропность угловых распределений всех типов вторичных частиц Увеличение массы ядра-снаряда приводит к возрастанию коллимации ¡>+5-и в'+в'+Ь'-частиц в переднюю полусферу и слабо влияет на направление Ь-частиц Особенно это влияние проявляется в характеристиках частиц первой стадии процесса. При уменьшении энергии ядра-снаряда возрастает направленность вперед медленных частиц, испускаемых ядром-мишенью (Ь-частиц). Для частиц первой стадии процесса ^+з-частиц) и фрагментов ядра-снаряда второй стадии процесса (з'+^+Ь'-частиц) напротив наблюдается увеличение изотропности угловых распределений Увеличение энергии вторичных частиц приводит к уменьшению их средних углов испускания. Данные расчетов по КИМ удовлетворительно воспроизводят вид угловых распределений и их средние характеристики для согласуются с g,s- и э'+^+Ь'-частиц, отличаясь не более чем на 10%, и завышают характеристики для Ь-часгиц.

В третьей главе рассматривается анализ возможных механизмов испускания вторичных частиц. Проведен анализ фрагментации ядра мишени и ядра снаряда Выявлен

характер влияния энергии и масс взаимодействующих ядер на характеристики фрагментов. Получены новые экспериментальные данные по направлению движения фрагментов, образующихся на медленной стадии в результате неупругого взаимодействия ядер золота при энергиях 100 - 1147 МэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии и проведен анализ угловых и импульсных распределений фрагментов налетающих ядер золота и ядер мишени в азимутальной плоскости Проведено систематическое исследование влияния степени разрушения сталкивающихся ядер на характеристики элементарного акта ядро-ядерных взаимодействий.

Фрагментация ядра мишени. Экспериментальные измерения пробегов, азимутального и полярного угла испускания позволили определить компоненты 3-импульса для каждой из Ь-частиц Для анализа были выбраны компоненты Р2 (Рц) - компонента импульса, направленная вдоль движения ядра снаряда и Рк (Р^созу) - проекция импульса на ось в азимутальной плоскости, перпендикулярной направлению движения ядра снаряда

На рисунке 3 представлены экспериментальные (а, б) и расчетные по КИМ (в, г) распределения Ь-частиц по указанным компонентам 3-импульса Эти распределения, как в случае эксперимента, так и в случае расчета, близки к распределениям Гаусса, что позволяет ввести в рассмотрение систему, испускающую частицы изотропным образом с характерной температурой и скоростью движения (двухпараметрическая модель) Оценку "эффективной" температуры системы, испускающей частицы, можно получить, предполагая, что распределение однозарядных частиц по каждому компоненту 3-импульса соответствует распределению Гаусса с параметром а=(2/л)0-5-<Рх>, а дисперсия связана с температурой как То=сГ2/т. Проведенные оценки дают значения "эффективной" температуры испускания частиц в случае взаимодействий с тяжелыми ядрами порядка 6 МэВ и скоростью движения <011>=О.О25 скорости света, как для эксперимента, так и для расчетных по КИМ событий

Фрагментаиия ядра снаряда. Аналогично фрагментам ядра мишени, для однозарядных (в'-частиц) и двухзарядных ^'-частиц) фрагментов ядра снаряда были построены распределения по проекции Рх для взаимодействий с тяжелыми ядрами эмульсии (рисунок 4) Проведенные оценки дают значения "эффективной" температуры испускания частиц в случае взаимодействий с тяжелыми ядрами порядка 10 МэВ для в'-частиц и порядка 25 МэВ для ^-частиц.

Также был проведен анализ зарядовый спектра тяжелых фрагментов ядра снаряда На рисунке 5 приведен зарядовый спектр вторичных фрагментов из взаимодействий 1,7Аи с Е=741 МэВ/нуклон н Е=700 МэВ/нуклон (по каскадно-испаригельной модели) с ядрами фотоэмульсии.

-250 -150 -50 50 150 250 Pz, МэВ/с на нуклон

^250 -150 -50 50 150 250 Рх, Мл В/с на нуклон

Pz, МэВ/с на нуклон

Рх, МэВ/с на нушюв

и

*250 -150 -30 50 150 250 Рх, МэВ/е ш нуклон

Рисунок 3. Распределения по двум компонентам (Рг,Рх) 3-импульса Ь-часгиц во взаимодействиях ядер 197Аи со средней энергией 0.741 ГэВ/нуклон (эксперимент - (а, б), расчет по КИМ (в,г)).Пунктирной линией показаны результаты расчетов по двухпараметрической модели.

Рисунок 4. Распределения по компоненте (Рх) 3-импульса во

197 *

взаимодеиствиях ядер Аи со средней энергией 0.741 ГэВ/нуклон

^зоо -i«o -to «о но зоо Рх, МэВ/с я» нуклон

чоо -540 -180 180 540 900 (эксперимент - э'-частицы (а); g'-

Рх. МэВ/с

частицы (б) расчет по КИМ - з'-частицы (в); £'-частицы (г)). Пунктирной линией показаны результаты расчетов по "-«00 480 160 160 480 800 Двухпараметрической модели

Рх.МзВ/0

Видно, что в эксперименте наблюдаются пики распределений при зарядах 2фр=3-10 и постепенное уменьшение вероятности выхода фрагментов с большим атомным номером Из рисунка 5 следует, что в теоретических и экспериментальных данных при В»700 МэВ/нуклон, наблюдаются две области различия - в области зарядов фрагментов близких к заряду налетающего ядра (¡£фр=70-79) - расчетные данные значительно превышают эксперимент и в области зарядов фрагментов (2фр=3-20) - в этом случае расчет предсказывает меньший выход фрагментов по сравнению с наблюдаемым на практике

Полученные различия в экспериментальных и расчетных данных показывают, что КИМ слабо учитывает процессы мультифрагментации возбужденных сверхтяжелых ядер остатков. Как следствие, в расчетах практически отсутствуют взаимодействия с испусканием двух и более тяжелых фрагментов налетающего ядра Кроме этого в эксперименте наблюдаются взаимодействия с присутствием двух фрагментов с ¿фр более 20, что свидетельствует о наличии «делительных» процессов в экспериментальных ансамблях В

расчете подобных взаимодействия не наблюдается, поскольку в алгоритме использованной версии каскадно-испарительной модели процессы «деления» отсутствовали

Корреляции азимутальных углов вцлгта вторичных частиц. Для того чтобы определить азимутальный угол индивидуального столкновения двух ядер, было сделано предположение о том, что азимутальный угол многозарядного фрагмента налетающего ядра равен этому углу Поэтому были построены распределения по азимутальному углу и компоненте 3-импульса (Ра')> считая азимутальный угол суммарного импульса тяжелых фрагментов за ноль градусов Эта начальная точка отсчета азимутального угла была индивидуальной для каждого взаимодействия, что позволило учесть азимутальный угол каждого столкновения. Следует отметить что, после взаимодействия налетающего ядра с ядром мишенью, Ь'-частицы наследуют основную долю импульса остатка налетающего ядра. Поэтому направление данных частиц весьма удобно для анализа относительного движения более легких фрагментов налетающего ядра и фрагментов ядра мишени в азимутальной плоскости

Распределения Р*ь' для Ь- и в'+в'-частиц, полученных при взаимодействии налетающего ядра 197Аи с ядрами фотоэмульсии на основе экспериментальных и расчетных данных, довольно близки к распределениям Гаусса Следует отметить, что среднее значение рассматриваемой компоненты для Ь-частиц находится в отрицательной области значений и составляет -25.2±4 2 МэВ/с на нуклон для нерелятивистских взаимодействий (-11 2±1.2 МэВ/с на нуклон для расчетных по КИМ данных), -6.9±17 МэВ/с на нуклон для релятивистских взаимодействий. Это свидетельствует об отталкивании в азимутальной плоскости более легкого ядра мишени по оси, соответствующей направлению движения остатка тяжелого ядра снаряда.

Отметим, что движение д'+з'-^частиц по этой оси менее заметно, поскольку масса ядра 197Аи почти в два раза превышает массу тяжелых ядер мишени ®°Вг и Среднее

$ о,ое. * |

5 0.05 • I ■

3 0 07

иин^меМаЫаг

ФР

Рисунок 5. Зарядовый спектр вторичных фрагментов из экспериментальных взаимодействий ядер "7Ац с Е=741 МэВ/нуклон (штриховая линия) и расчет по каскадно-испарительной модели с Е=700 МэВ/нуклон -(сплошная линия) с ядрами фотоэмульсии Нормировка графика проведена по площади. Для каскадно-испарительной модели значение сГЫ/сК при 2фр=79 достигает 0.11.

значение рассматриваемой компоненты 3-импульса в азимутальной плоскости Рхь- для g'+s'-частиц находится в положительной области значений и составляет 3 б±0 9 МэВ/с на нуклон для взаимодействий с энергией 741 МэВ/нуклон (5 3±0.8 МэВ/с на нуклон для расчетных по КИМ данных), 4 2+1 2 МэВ/с на нуклон для взаимодействий с энергией 10200 МэВ/нуклон Следует также отметить, что абсолютное значение средних величин РхЬ' для g'+s'-частиц существенно меньше, чем соответствующие значения для b-частиц Таким образом, можно предположить, что наблюдается взаимное отталкивание взаимодействующих ядер в азимутальной плоскости.

Для изучения относительности движения двух многозарядных фрагментов налетающего ядра (b'-частицы) между собой из массива обработанных расщеплений ядер 197Аи с энергией 0 741 ГэВ/нукпон были отобраны тринадцать событий, имевших, как минимум, два фрагмента налетающего ядра с зарядами 2фр > 20 элементарных единиц заряда каждый Средний азимутальный угол разлета составил 160°±2°, при этом минимальный угол разлета в азимутальной плоскости составил 108 2°, а шесть из них превышают 170° Если предположить, что нет взаимной зависимости движений двух тяжелых фрагментов с 1фр > 20, то вероятность наблюдаемого события составит 1 2x1o"4. Таким образом, можно с уверенностью сказать, что при наличии в событии двух тяжелых фрагментов ядер золота с 2фр > 20 влияние фрагментов друг на друга существенно выше чем влияние пары ядро снаряд

- ядро мишень.

Влияние степени разрушения ядра снаряда и/или ядра мишени на характеристики вторичных частиц. Проведенный систематических анализ влияния степени разрушения сталкивающихся ядер на характеристики элементарного акта ядро-ядерных взаимодействий позволил отметит следующие результаты

- С увеличением степени разрушения ядра снаряда и/или ядра мишени наблюдается рост множественности фрагментов как ядра мишени, так и ядра снаряда.

- С увеличением степени разрушения ядра снаряда и/или ядра мишени довольно резко уменьшается средний заряд (4 5 раза) тяжелых фрагментов налетающего ядра При этом для периферических взаимодействий наблюдается смещение зарядового спектра в область больших Z<\ip, а для центральных взаимодействий напротив максимальное количество реакций приходится на область 2фр=Зч-5

- Спектры однозарядных и двухзарядных стриппинговых фрагментов ядра снаряда с ростом степени развала ядер ужесточаются, растет средняя энергия, поперечный и продольный импульсы.

- При увеличении ядра снаряда и, как следствие, числа взаимодействующих нуклонов в 2.7 раза наблюдается уменьшение степени влияния провзаимодействовавшего протона налетающего ядра на характеристики фрагментов, те наблюдается в какой-то степени процесс насыщения.

В заключении сформированы основные результаты и выводы

В условиях полного опыта, выполненного методом ядерных эмульсий, проведено экспериментальное и теоретическое исследование процессов неупругого взаимодействия ядер 197Аи с водородом (Н), легкими (С, И, О) и тяжелыми (А& Вг) ядрами фотоэмульсии при энергиях 100 - 1147 МэВ/нуклон.

1 Разработана и апробирована методика обработки взаимодействий ядер золота с энергией в диапазоне 100 - 1147 МэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии, разработан ряд программ, обрабатывающих результаты измерений, использующих как стандартные, так и оригинальные алгоритмы, создана электронная база данных характеристик индивидуальных взаимодействий тяжелых ядер 197Аи с ядрами фотоэмульсии.

2 Получены новые экспериментальные данные по взаимодействиям налетающих ядер 197Аи с энергией в диапазоне 100- 1147 МэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии, такие как, длины свободных пробегов ядер до неупругого ядерного взаимодействия, множественности вторичных частиц различного типа, их энергетические, импульсные и угловые распределения.

3. Проведено систематическое исследование влияния масс и энергии сталкивающихся ядер на множественность и корреляции множественности различных вторичных частиц в расщеплении Показано, что качественный характер изменений множественностей, угловых и импульсных характеристик вторичных частиц аналогичен характеру изменений, обнаруженных при взаимодействии более легких ядер.

4 Проведен последовательный анализ относительности движения фрагментов налетающего ядра и ядра мишени в азимутальной плоскости Обнаружено отталкивание взаимодействующих частиц в азимутальной плоскости Показано, что частицы одного происхождения слабо влияют на направление движения друг друга. При наличии в событии двух тяжелых фрагментов ядер золота с 2фр > 20 влияние фрагментов друг на друга существенно выше, чем влияние пары ядро снаряд - ядро мишень.

5 Проведено систематическое исследование влияния степени разрушения сталкивающихся ядер на характеристики элементарного акта ядро-ядерных взаимодействий.

6 Проведено детальное сравнение полученных и имеющихся экспериментальных данных с результатами расчетов по КИМ Каскадно-испарительная модель, успешно зарекомендовавшая себя при описании взаимодействий более легких ядер, оказалась в

15

целом пригодной для описания характеристик взаимодействия налетающих ядер 197Au с энергией в диапазоне 100 - 1147 МэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии.

7 Существует принципиальная возможность описания угловых, энергетических и импульсных распределений частиц, испускаемых на второй стадии процесса, при помощи двухпараметрической модели Пробеги ядер 197Au до неупругого взаимодействия неплохо согласуются с расчетами по модели Брадга-Петерса с параметрами г0=0 99±0.07 фм, ß-0.98±0.15.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Богданов С Д., Журкин Е Е, Рабинович Л В, Шабля Е Я Электронная база данных характеристик прохождения тяжелых ионов через ядерную эмульсию БР-2 // Сборник материалов ПТ Всероссийской научно-технической конференции "Фундаментальные исследования в технических университетах"., Изд-во СПбГТУ -1999 -С 106 (проект РФФИ 98-02-18173).

2. Бакаев В А., Богданов С Д, Богданов С С, Космач В Ф, Молчанов В М, Шабля Е Я Средняя длина пробегов быстрых ионов до неупругого взаимодействия //Поверхность Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. -2003, -вып 4, -С 41-44

3. Богданов СД, Шабля Е.Я., Космач В.Ф., Леонов H.H., Плющев В А Импульсные распределения фрагментов из взаимодействий ионов золота с ядрами фотоэмульсии // Материалы УПГ Всероссийской конференции по проблемам науки и высшей школы «Фундаментальные исследования в технических университетах» • СПбГТГУ, -2004 -С.65

4 Бакаев В.А , Богданов С Д, Богданов С С, Космач В Ф , Молчанов В.М, Плющев В А, Шабля Е Я Фрагментация быстрых ионов // Поверхность Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. -2004. -выл 4 -С.45-47.

5 Богданов С Д., Бакаев В А., Шабля Е Я и др Множественность вторичных заряженных частиц, образующихся при прохождении ионов золота через фотоэмульсию // Поверхность Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. -2005 -вып.З -С.43-46

6. Богданов СД, Шабля ЕЯ., Вокал С и др Взаимодействия ядер золота с ядрами фотоэмульсии при релятивистских и нерелятивистских энергиях //Научно-технические ведомости СПбГТУ -2005. -№1(39). -С.91-99.

7. Богданов С.Д, Шабля Е.Я., Леонов H.H. Угловые характеристики вторичных частиц в столкновениях ядер золота с ядрами фотоэмульсии // Материалы IX Всероссийской конференции по проблемам науки и высшей школы «Фундаментальные исследования в технических университетах» СПб • Изд-во СПбГПУ -2005 С 117

Лицензия ЛР №020593 от 07.08.97

Подписано в печать 24.10.2005. Формат 60x84/16. Печать офсетная. Уч. печ. л. 1,0. Тираж 100. Заказ 485.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в типографии Издательства Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая, 29.

»21732

РНБ Русский фонд

2006-4 18020

ВВЕДЕНИЕ.

1. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.

1.1. Методика ядерных фотоэмульсий.

1.2. Экспозиция и проявление эмульсионных камер.

1.3. Просмотр камер и измерение характеристик налетающих ядер золота.

1.4. Зарядовая идентификация фрагмента налетающего ядра.

1.5. Обработка взаимодействий ядер золота с ядрами фотоэмульсии

2. ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТОЛКНОВЕНИЙ ЯДЕР ЗОЛОТА С ЭНЕРГИЕЙ 1147 МЭВ/НУКЛОН С ЯДРАМИ ФОТОЭМУЛЬСИИ.

2.1. Сведения об экспериментальном и расчетном материале.

2.2. Длины свободных пробегов до неупругого взаимодействия.

2.3. Множественности вторичных частиц.

2.4. Корреляции множественности вторичных частиц в расщеплении.

2.5. Угловые характеристики вторичных частиц.

3. АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ МЕХАНИЗМОВ ИСПУСКАНИЯ ВТОРИЧНЫХ ЧАСТИЦ.

3.1. Фрагментация ядра мишени.

3.2. Фрагментация ядра снаряда.

3.3. Корреляции азимутальных углов вылета вторичных частиц.

3.4. Влияние степени разрушения ядра снаряда и/или ядра мишени на характеристики вторичных частиц.

Изучение механизма столкновения высокоэнергетичных ядер с ядрами является одной из наиболее актуальных задач современной ядерной физики. Взаимодействия двух многонуклонных систем, как представлялось в недалеком прошлом, должны лишь запутывать картину, сводясь к суперпозиции элементарных актов. Но, как показали последующие теоретические исследования, в реакциях такого типа, в условиях сильного сжатия и высокой температуры ядерной материи, возможно существование таких экзотических состояний, как ядерные изомеры плотности [1,2], образование кварк-глюонной плазмы [3,4], ударные волны[5] и мультифрагментация [6], а неожиданное проявление коллективности сталкивающихся систем нуклонов - кумулятивный эффект [7,8] уже можно записать в актив релятивистской ядерной физики.

В настоящее время пучки ускоренных заряженных ядер (ионов) используются в широком круге как научных, так и технологических задач, в таких областях знаний как ядерная физика, физика космических лучей, физика полупроводников, радиационное материаловедение, физика плазмы и т.д.

Изучение процесса прохождения быстрых многозарядных частиц через вещество может дать ценную информацию для проверки существующих представлений о составе и природе первичного космического излучения. В качестве прикладного значения исследований взаимодействий быстрых ядер с ядрами в первую очередь можно выделить оценку радиационных эффектов, вызванных многозарядными частицами. Эти данные необходимы в качестве константного обеспечения расчетов защиты космических и летательных аппаратов, конструирования новых ускорителей, для решения задач радиационной стойкости материалов.

Пучки тяжелых ионов высокой энергии весьма перспективны для радиотерапии, в частности для лечения злокачественных новообразований. Наряду со способностью вызывать сильную деструкцию вещества, тяжелые ионы обладают еще одним замечательным свойством: основную часть своей энергии они теряют в самом конце пробега, непосредственно перед остановкой в веществе (кривая Брэгга) и этим выгодно отличаются от других, применяемых в медицине видов излучения.

Все задачи подобного рода объединяются одним общим требованием, которое заключается в хорошем понимании процессов, происходящих при взаимодействии ядер с ядрами. Поскольку современное состояние теории ядерных сил еще не позволяет надеяться на дедуктивное решение проблемы ядерных взаимодействий, то необходимо проведение экспериментов, систематизация и анализ полученного материала для проверки предполагаемых моделей ядерных взаимодействий, а также поиска фактов, ими не охваченных.

Процесс неупругого взаимодействия двух ядер при высокой энергии налетающего ядра отличается от адрон-адронных и адрон-ядерных взаимодействий значительно большим разнообразием и сложностью происходящих в нем явлений. К настоящему времени предложено более двух десятков моделей взаимодействия ядер при высоких энергиях, некоторые из них значительно отличаются друг от друга. Рассмотрение основных моделей позволяет заключить, что для понимания механизма столкновений быстрых ядер особую важность приобретает экспериментальное изучение индивидуальных актов ядерных соударений. Такого рода исследования возможны лишь в условиях полного опыта, т.е. при регистрации всех вторичных заряженных частиц без каких-либо геометрических и энергетических ограничений. Такие экспериментальные возможности предоставляют визуальные методы (пузырьковые и фотоэмульсионные камеры).

Одним из основных методов изучения взаимодействий ядер с ядрами в настоящее время является фотографический способ регистрации, поскольку в нем прослеживаются все процессы, связанные с элементарными взаимодействиями: возможность проводить исследования в условиях полной геометрии, регистрация всех заряженных частиц в каждом индивидуальном акте взаимодействия, возможность селекции событий по параметру удара. При этом необходимо отметить, что с помощью эмульсионной методики удобно проводить систематические исследования столкновений ядер, ибо преимуществом эмульсии являются: высокое пространственное разрешение, неограниченная чувствительность к различным энергетическим потерям, анализируются отдельные события. А одинаковые условия экспериментов и единые критерии отбора позволяют произвести последовательный анализ результатов.

Первые сведения о свойствах неупругих взаимодействий двух ядер получены посредством анализа прохождения частиц галактического космического излучения через фотоэмульсии в классических работах Остроумова В.И. [9].

Новый этап исследований начался с получением пучков релятивистских ядер на синхрофазотроне в Дубне и на ускорителе Бэвалак в Беркли. Серия экспериментов с участием ядер-снарядов от протонов до ядер 56Fe позволила систематически изучать влияние массы сталкивающихся ядер на характеристики вторичных частиц, образующихся в расщеплении. Также были сделаны попытки исследовать сечения легких ядер, например, на реакциях типа бНе +12С, 6Li +12С и 4Не +12С [10].

197

Однако характеристики взаимодействий более тяжелых ядер типа Аи с ядрами фотоэмульсии в настоящее время практически не изучены. Таким образом, для решения ряда задач ядерной, космической, медицинской и т.д. физики необходимо иметь информацию об экспериментальных и теоретических параметрах фрагментации налетающих тяжелых ядер, включая рассмотрение рождения нескольких многозарядных фрагментов.

Поэтому целью работы является экспериментальное и теоретическое исследование процессов неупругого взаимодействия тяжелых ядер золота с нуклонами и ядрами фотоэмульсии при энергиях 100 - 1147 МэВ/нуклон в условиях полного опыта, предоставляемого методом ядерных эмульсий.

В качестве задач настоящей работы можно выделить следующие:

1. Разработка и апробирование методики обработки взаимодействий ядер золота с энергией в диапазоне 100 - 1147 МэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии, включающую в себя создание электронной базы данных характеристик индивидуальных взаимодействий тяжелых ядер

Au с ядрами фотоэмульсии.

2. Получение новых экспериментальных данных по взаимодействиям налетающих ядер

197Au с энергией в диапазоне 100- 1147 МэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии, таких как, длины свободных пробегов ядер до неупругого ядерного взаимодействия, множественности вторичных частиц различного типа, их энергетические, импульсные и угловые распределения.

3. Исследование влияния масс и энергии взаимодействующих ядер на характеристики акта неупругого взаимодействия двух ядер имеющихся в мировой литературе.

4. Проведение последовательного сравнения полученных экспериментальных данных с результатами расчетов по каскадно-испарительной модели, рассмотрение возможности описания характеристик изучаемых ядро-ядерных взаимодействий при помощи полуэмпирических моделей.

Научная новизна результатов заключается в том, что впервые проведено подробное исследование процесса неупругого взаимодействий ядер золота с энергией в диапазоне 100 - 1147 МэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии. Уточнены средние длины свободного пробега ядер до неупругого ядерного взаимодействия. Впервые в мире определены множественности вторичных частиц различных типов, их корреляционные зависимости, зарядовые, энергетические, импульсные и угловые характеристики испускаемых частиц

1 Q7 при взаимодействии налетающих ядер Au с энергией в диапазоне 100 — 1147 МэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии. Проведен анализ влияния энергии и масс взаимодействующих ядер на интегральные характеристики процесса.

Проведено последовательное сравнение полученных данных с результатами расчетов по каскадно-испарительной модели, рассмотрены возможности более простых полуэмпирических моделей и сделан ряд выводов их применения.

Поставленный эксперимент позволил установить влияние энергии, массы налетающего ядра и массы ядра мишени на характеристики изучаемого процесса, количественно и качественно сравнить полученные результаты с предсказаниями разного рода моделей.

Практическая ценность результатов исследования определена возможностью их использования для создания новых и развития имеющихся моделей прохождения частиц через гомогенную среду и планирования экспериментов на современных ускорителях, создания баз константного обеспечения расчетов защит ускорителей.

На защиту выносятся следующие основные результаты и положения:

1. Разработана и апробирована методика обработки взаимодействий ядер золота с энергией в диапазоне 100 - 1147 МэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии, включающая в себя создание электронной базы данных

197 Л характеристик индивидуальных взаимодеиствии тяжелых ядер Аи с ядрами фотоэмульсии.

2. Новые экспериментальные данные по взаимодействиям налетающих

1 Q7 ядер Аи с энергией в диапазоне 100 - 1147 МэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии, такие как, длины свободных пробегов ядер до неупругого ядерного взаимодействия, множественности вторичных частиц различного типа, их энергетические, импульсные и угловые распределения.

3. Сравнительный анализ влияния масс и энергии взаимодействующих ядер на характеристики акта неупругого взаимодействия двух ядер имеющихся в мировой литературе.

4. Результаты сравнения полученных экспериментальных данных с результатами расчетов по каскадно-испарительной модели (КИМ), выводы о возможности описания характеристик изучаемых ядро-ядерных взаимодействий при помощи полуэмпирических моделей. Диссертация выполнена на кафедре экспериментальной ядерной физики Санкт-Петербургского Государственного политехнического университета в период с 1999 по 2005 год. Личный вклад автора состоит в проведении экспериментальных измерений на всех этапах, создание компьютерных программ по обработке экспериментальных измерений и их анализу, программ расчета простых полуэмпирических моделей по ядро-ядерным взаимодействиям, проведении анализа получившихся результатов.

Основные результаты диссертационной работы докладывались на Всероссийских конференциях по проблемам науки и высшей школы. «Фундаментальные исследования в технических университетах» (Санкт-Петербург, 1999; 2004; 2005), Всероссийском конкурсе студенческих НИР (Санкт-Петербург, 2002), Международных конференциях по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами (Москва, 2002; 2003; 2004; 2005), LV National conference on nuclear physics «Frontiers in the physics nucleus» (St. Petersburg, 2005) и опубликованы в работах [11-17].

Диссертация состоит из оглавления, введения, трех глав, заключения, списка цитируемой литературы, содержащего 115 ссылок. Содержит 143 страницы машинописного текста, 18 таблиц, 46 рисунков.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В условиях полного опыта, выполненного методом ядерных эмульсий, проведено экспериментальное и теоретическое исследование процессов

197 неупругого взаимодействия ядер Au с водородом (Н), легкими (С, N, О) и тяжелыми (Ag, Вг) ядрами фотоэмульсии при энергиях 100 - 1147 МэВ/нуклон в том числе:

1. Разработана и апробирована методика обработки взаимодействий ядер золота с энергией в диапазоне 100 - 1147 МэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии, разработан ряд программ, обрабатывающих результаты измерений, использующих как стандартные, так и оригинальные алгоритмы, создана электронная база данных характеристик

197 . индивидуальных взаимодеиствии тяжелых ядер Au с ядрами фотоэмульсии.

1.1. Проведен сравнительный анализ возможностей различных фотоэмульсионных методик, в результате которого выбрана координатная методика измерения характеристик следов в ядерной фотоэмульсии, позволившая измерить длины следов в ядерной фотоэмульсии, определить направление следа в непроявленной эмульсии, определить полярные и азимутальные углы всех вторичных частиц.

1.2. Предложена методика классификации вторичных частиц, возникающих в результате неупругих взаимодействий ядер золота с ядрами фотоэмульсии.

1.3. Предложена и апробирована методика определения атомного номера фрагмента налетающего ядра по экспериментально измеренному полному ионизационному пробегу конкретного фрагмента. Создан цикл программ на ЭВМ для выполнения необходимых расчетов. Проведена оценка точности получаемых данных по заряду фрагмента.

1.4. Предложены критерии идентификации ядра мишени, используемые при анализе взаимодействий ядер золота с энергией 100-1147 МэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии. Получены новые экспериментальные данные по взаимодействиям налетающих ядер 197Au с энергией в диапазоне 100 - 1147 МэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии, такие как, длины свободных пробегов ядер до неупругого ядерного взаимодействия, множественности вторичных частиц различного типа, их энергетические, импульсные и угловые распределения.

Проведено систематическое исследование влияния масс и энергии сталкивающихся ядер на множественность и корреляции множественности различных вторичных частиц в расщеплении. Показано, что качественный характер изменений множественностей, угловых и импульсных характеристик вторичных частиц аналогичен характеру изменений, обнаруженных при взаимодействии более легких ядер.

3.1. Установлено влияние масс и энергии взаимодействующих ядер на средние углы вылета и угловые распределения вторичных частиц вторичных частиц.

3.1.1. Увеличение массы ядра-мишени увеличивает изотропность угловых распределений всех типов вторичных частиц.

3.1.2. Увеличение массы ядра снаряда приводит к возрастанию коллимации частиц первой стадии и фрагментов ядра снаряда в переднюю полусферу и слабо влияет на направление фрагментов ядра мишени. Особенно это влияние проявляется в характеристиках частиц первой стадии процесса.

3.1.3. При уменьшении энергии ядра-снаряда возрастает направленность вперед медленных частиц, испускаемых ядром мишенью.

3.2. Установлено влияние масс и энергии взаимодействующих ядер на множественность и корреляции множественности вторичных частиц в расщеплении.

3.2.1. Для частиц, образующихся на первой стадии процесса, наблюдается рост их множественности пропорциональный произведению масс взаимодействующих ядер в степени близкой к 0.7. Увеличение энергии налетающего ядра приводит к росту их множественности пропорционально энергии в степени к 0.5.

3.2.2. Средняя множественность фрагментов взаимодействующих ядер последовательно увеличивается при росте массы материнского ядра и немонотонно зависит от массы ядра партнера. При росте энергии налетающего ядра наблюдается более высокая степень разрушения ядра-снаряда, а именно средняя множественность многозарядных фрагментов уменьшается, а средняя множественность однозарядных фрагментов увеличивается. Средняя множественность фрагментов ядра мишени имеет слабую зависимость от энергии налетающего ядра.

3.2.3. Модель, предполагающая линейную зависимость вторичных частиц в расщеплении от числа взаимодействующих нуклонов ядра снаряда, не может применяться для описания множественности Ь- и g+s-частиц. Для частиц, испускаемых на медленной стадии, обнаружен эффект "конечности" тяжелых ядер фотоэмульсии (b-частиц) при их взаимодействии с ядрами золота. Этот эффект не наблюдался ранее в диапазоне масс налетающего ядра от 2 до 56 атомных единиц массы.

3.2.4. Даже при существенном (почти в 14 раз) изменении энергии налетающего ядра, качественное поведение корреляционных зависимостей в ядро-ядерных взаимодействиях не изменяется.

3.3. Получены характеристики однозарядных фрагментов ядра мишени такие как множественность, угловые, энергетические и импульсные распределения. Установлено влияние масс и энергии взаимодействующих ядер на характеристики однозарядных фрагментов ядра мишени.

3.3.1. Рост массы ядра мишени приводит к увеличению множественности, поперечного импульса и средней энергии. При реакциях на тяжелых ядрах мишени наблюдается меньшая направленность вперед и уменьшение среднего продольного импульса.

3.3.2. Рост массы ядра снаряда в диапазоне масс от 22 до 197 практически не влияет на характеристики фрагментов ядра мишени.

3.3.3. При уменьшении энергии налетающего ядра, наблюдается увеличение направленности вперед фрагментов ядра мишени и увеличение продольной составляющей их импульса, уменьшение средней множественности. Средние поперечные импульсы в пределах ошибок измерений не зависят от скорости налетающего ядра.

3.4. Получены характеристики фрагментов ядра снаряда такие как множественность, угловые, энергетические и импульсные распределения. Установлено влияние масс и энергии взаимодействующих ядер на характеристики стриппинговых фрагментов ядра снаряда.

3.4.1. Налетающее ядро большей массы в среднем имеет большие средние множественности всех типов фрагментов и большее значение среднего заряда тяжелых фрагментов. Начиная с массы снаряда А>40 появляется заметное число событий, в которых присутствуют две или более Ь'-частицы.

3.4.2. Вероятность событий без испускания b'-частицы увеличивается при переходе от легких к тяжелым ядрам мишени и уменьшается с ростом массы налетающего ядра. Средний заряд фрагмента

Z,j)p> в столкновениях с водородом эмульсии превышает соответствующую величину для взаимодействий с легкими и тяжелыми ядрами вещества.

3.4.3. При увеличении энергии налетающего ядра уменьшается множественность практически всех типов фрагментов ядра снаряда, уменьшается вероятность событий, в которых присутствуют два или более многозарядных фрагмента ядра снаряда, увеличивается средний заряд фрагмента. Проведен последовательный анализ относительности движения фрагментов налетающего ядра и ядра мишени в азимутальной плоскости.

4.1. Обнаружено отталкивание взаимодействующих ядер в азимутальной плоскости.

4.2. При наличии в событии двух тяжелых фрагментов ядер золота с Z<j,p > 20 влияние фрагментов друг на друга существенно выше, чем влияние пары ядро снаряд - ядро мишень.

Проведено систематическое исследование влияния степени разрушения сталкивающихся ядер на характеристики элементарного акта ядро-ядерных взаимодействий.

5.1. С увеличением степени разрушения ядра снаряда и/или ядра мишени наблюдается рост множественности фрагментов как ядра мишени, так и ядра снаряда.

5.2. С увеличением степени разрушения ядра снаряда и/или ядра мишени уменьшается средний заряд фрагментов налетающего ядра.

5.3. Спектры однозарядных и двухзарядных стриппинговых фрагментов ядра снаряда с ростом степени развала ядер ужесточаются, растет средняя энергия и поперечный импульс.

5.4. В диапазоне масс сталкивающихся ядер от 22 до 197 а.е.м. и энергии сталкивающихся ядер от 100 до 10200 МэВ/нуклон характер полученных зависимостей свойств вторичных частиц от степени разрушения ядер остается неизменным. Проведено детальное сравнение полученных и имеющихся экспериментальных данных с результатами расчетов по КИМ. Каскадно-испарительная модель, успешно зарекомендовавшая себя при описании взаимодействий более легких ядер, оказалась в целом пригодной для

197 а описания характеристик взаимодеиствия налетающих ядер Au с энергией в диапазоне 100-1147 МэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии.

6.1. Результаты расчетов по каскадно-испарительной модели качественно и количественно (с точностью 10-15%) описывают полученные экспериментальные величины, включая множественность, угловые, энергетические и импульсные характеристики вторичных заряженных частиц и их корреляции. Каскадно-испарительная модель воспроизводит характер выявленных зависимостей свойств вторичных частиц от масс, энергии и степени разрушения сталкивающихся ядер.

6.2. При исследовании тяжелых фрагментов ядра снаряда обнаружено, что отличия экспериментальных и расчетных по КИМ данных заключается в малой (по сравнению с экспериментом) вероятности появления расщеплений быстрого ядра с несколькими фрагментами Z>3 в расчетных результатах и, как следствие, искажению

1 07 зарядовых спектров фрагментов Au в расчете. Существует принципиальная возможность описания угловых, энергетических и импульсных распределений частиц, испускаемых на второй стадии процесса, при помощи двухпараметрической модели. Пробеги ядер 197Аи до неупругого взаимодействия неплохо согласуются с расчетами по модели Брадта-Петерса с параметрами Го=0.99+0.07 фм, Р=0.98±0.15.

Автор искренне благодарен своему научному руководителю - доктору физ. мат. наук, профессору кафедры "Экспериментальная ядерная физика" Богданову Сергею Дмитриевичу за помощь и большую поддержку на всех стадиях выполнения данной работы, тонкий педагогический подход, исключительно благожелательное отношение в процессе работы и при написании диссертации.

Автор глубоко признателен Плющеву В. А. и коллегам по сотрудничеству EMU-01 за предоставленную возможность использовать экспериментальный материал по взаимодействиям ядер Аи с энергией 10.2 ГэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии, С. Вокалу за предоставленный расчетный материал по каскадно-испарительной модели.

Выражаю благодарность заведующему кафедрой «Экспериментальная ядерная физика» проф. Космачу В.Ф., проф. Бердникову Я.А., доц. Бакаеву В.А., доц. Леонову Н.Н., доц. Козловскому С.С., доц. Журкину Е.Е., и другим ученым и сотрудникам кафедры "Экспериментальная ядерная физика" за помощь в решении вопросов на всех стадиях выполнения исследований и разработок, лежащих в основе данной работы.

Автор с любовью благодарит Ярославцеву Ольгу Сергеевну за неизменную поддержку и заботу на всем протяжении работы, что во многом способствовало завершению работы. ф

1. Мигдал А.Б. Ядерные изомеры плотности. // ЖЭТФ. -1971. -2610. -С.2209.

2. Lee T.D., Wick G.C. Vacuum stability and vacuum exitation in a spin-O field theory.//Phys. Rev. D. -1974. -N9. -P.2291-2316.

3. Collins J.C., Perry M.J. Superdense matter: neutrons or asymptotically free quarks?//Phys. Rev. Lett. -1975. -v.34. -N21. -P.1353.

4. Bomder A.R. Collapsed nuclei.// Phys. Rev. D. -1971. -N6. -P.1601-1606

5. Shabratova G.S. et al. Inelastic interactions of 16.5 GeV/c A particles. // ActaPhys. Slov. -1978. -v.28. -N2. -P.132-151.

6. Андреева Н.П. и др. Множественности и угловые распределения заряженных частиц во взаимодеиствиях ядер 22Ne в фотоэмульсии при импульсе 4.1 ГэВ/нуклон.: Препринт PI-86- 828. ОИЯИ, 1986.

7. Балдин A.M. и др. Закономерности масштабно-инвариантного взаимодействия релятивистских ядер.: Препринт -I -8858. ОИЯИ, 1979.

8. Балдин A.M. и др. Экспериментальные исследования предельной фрагментации ядер при больших порядках кумулятивности.: Препринт -1-12396. ОИЯИ, 1979.

9. Домичев Н.В., Левковский А. А., В.И. Остроумов. Методы идентификации релятивистских ядер космического излучения и параметры фрагментации.//В кн.: Труды ЛПИ, Л. -1973. -N331. -С.126-131.

10. Alkhazov G.D., Lobodenko А.А. Reaction cross sections for exotic nuclei in the Glauber approach. // Ядерная физика. -2001. -Т. 64. -№10, -С. 19811983.

11. Бакаев В.А., Богданов С.Д.,. Богданов С.С, Космач В.Ф., Молчанов В.М., Шабля Е.Я. Средняя длина пробегов быстрых ионов до неупругого взаимодействия //Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. -2003, -вып.4, -С.41-44.

12. Бакаев В.А., Богданов С.Д., Богданов С.С., Космач В.Ф., Молчанов

13. B.М., Плющев В.А., Шабля Е.Я. Фрагментация быстрых ионов. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. -2004. -вып.4. -С.45-47.

14. Богданов С.Д., Бакаев В.А., Шабля Е.Я. и др. Множественность вторичных заряженных частиц, образующихся при прохождении ионов золота через фотоэмульсию.// Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. -2005. -вып.З. -С.43-46.

15. Богданов С.Д., Шабля Е.Я., Вокал С. и др. Взаимодействия ядер золота с ядрами фотоэмульсии при релятивистских и нерелятивистских энергиях. // Научно-технические ведомости СПбГТУ. -2005. -№1(39).1. C.91-99.

16. Пауэлл С., Фаулер П., Перкинс Д. Исследование элементарных частиц фотографическим методом. // Пер. с англ. под редакцией Г.Б. Жданова. -М.:И.Л.,-1962.-С.1-420.

17. Богомолов К.С. Фотометрический метод определения зарядов ядер. // Сб. науч. тр. Всес. н-и и проект, ин-та хим. фотогр. пром. -М: -1975. -Вып.20. -С.9-21.

18. Barkas W.H. Nuclear research emulsion. // Acad. Press. New York. -1973. -v.2. -P.3-301.

19. Ритсон Д. Экспериментальные методы в физике высоких энергий. // Пер. с англ. под ред. В.П. Джелепова. М.: Наука. -1964. -С. 1-588.

20. Бонетти А., Дилворэ С., Пелк Р. и др. Ядерные эмульсии. // Пер. с англ. под редакцией JI.A. Арцимовича. М.: Физматгиз. -1971. С.1-64.

21. Люк К.Л., Юань By Ц. Принципы и методы регистрации элементарных частиц. // Пер. с англ. под ред. Л.А. Арцимовича. М.: И.Л. -1962. С.1-343.

22. Хассан Д.Х. Прохождение ядер урана и золота с энергией 1 ГэВ/нуклон через фотоэмульсию: Дис. на соиск. уч. степ. канд. физ.-мат. наук. СПб. -1996.

23. Богданов С.Д. Взаимодействия протонов и ядер С, О, Ne, Ar, Fe с нуклонами и ядрами при энергиях 0.1-3.6 ГэВ/нуклон: Дис. на соиск. учен. степ, д.ф.-м.н. СПб. СПбГТУ. -1994.

24. Gelbrath W., Williams W.G. High energy and nuclei physics data handbook. //Chilton.-1963. P.l-134.

25. Barkas W.H. Nuclear research emulsion. // N.Y. and London Academic Press. 1963. -VI. -P.518; - 1973. -V2. -P.462.

26. Barkas W.H., Barrett P.H., Cuer P., Heckmann H., Smith F.M., Ticho Т.К. High Velocity Particles Ranges in Emulsion. //Phys. Rev. -1956, -V.102. -N2. -P.583-584.

27. Немец О.Ф., Гофман Ю.В. Справочник по ядерной физике. // Киев. "Наукова думка". -1975. -С.415.

28. Barkas W.H., Barrett PH., Cuer P., Heckmann H., Smith F.M., Ticho Т.К. The range-energy relation in emulsion. Part I. Range measurements. // Nuovo Cimento. -1958, -V.8, -N2, p.185-200.

29. Barkas W.H., Barrett PH., Cuer P., Heckmann H., Smith F.M., Ticho Т.К. The range-energy relation in emulsion. Part II. The theoretical range.// Nuovo Cimento. -1958. -V.8. -N2. -P.201-218.

30. Barkas W.H., Smith F.M., Birnbaum W. Range straggling in nuclear track emulsion.//Phys. Rev. -1955. -V.98. -N3. -P.605-610.

31. Han K.K., Endt P.M. Measurements of proton range straggling in nuclear emulsion.//Physica. -1954. -V.20. -P.311-312.

32. Heckmann H.H., Perkins B.L., Simon W.G., Smith F.M., Barkas W.H. Ranges and energy loss processes of heavy ions in emulsion.// Phys .Rev. -1960. -V.117. -N2. -P.544-556.

33. Корнев Ю.К., Левковский A.A., Остроумов В.И. О ширине треков многозарядных ионов, останавливающихся в фотоэмульсии.// Деп. в ВИНИТИ. М., -1973. -N6653-73.

34. Журкин Е.Е. Компьютерное моделирование взаимодействия ускоренных ионов в широком энергетическом диапазоне с твердым телом.// Дисс. на соиск. канд. физ.-мат. Наук. СПб., -1995.

35. Ziegler J.F., Biersack J.P., Littmark U. The Stopping and Range of Ions in Solid. N.Y., Pergamonn. -1985. -321 p.

36. Ziegler J.F. Handbook of Stopping Cross Section for Energetic Ions in All Elements. N.Y., Pergamon Press. -1980. - 493 p.146л 4

37. Jackson J.D., McCartly R.L. Z -corrections to energy loss and range.//Phys. Rev. -1972. -V.B6. -Nil. -P.4131-4141.

38. Антончик В. А. Экспериментальное исследование неупругих взаимодействий ядер 56Fe в интервале энергий 0.17-1.8 ГэВ/н с ядрами Ag,Br.// Дис. на соиск. учен. степ, к.ф.-м.н. Ленинград: ЛПИ. 1984.

39. Лихачев А.Ю. Экспериментальное исследование взаимодействий ядер аргона и неона с ядрами при энергии 0.17-10.1 ГэВ/н.// Дисс. на соиск. учен. степ, к.ф.-м.н. Ленинград: ЛГТУ. 1990.

40. Нефедов Н.А. Экспериментальное исследование неупругих взаимодействий ядер железа при энергиях 0.17-10.9 ГэВ/нуклон с водородом и легкими ядрами фотоэмульсии.// Дис. на соиск. учен. степ, к.ф.-м.н. Ленинград: ЛПИ. 1989.

41. Карабова М. и др. Характеристики неупругих взаимодействий легких ядер с импульсом 4.2 ГэВ/с на нуклон с ядрами (С, N, О) и (Ag, Br). // Ядерная физика. -1979. -Т.29. -С.117-121.

42. Карабова М. и др. Испускание короткопробежных (R<100 мкм) частиц1 лво взаимодействиях ядер С с импульсом 4.5 ГэВ/с на нуклон с ядрами (С, N, О) и (Ag, Br). //Ядерная физика. -1980. -Т.30. -С.882-886.

43. Жданов А.П., Федотов П.И. Результаты изучения расщеплений ядер углерода, вызванных протонами с энергией 660 МэВ. // ЖЭТФ. -1959. -Т.37. -С.392-397.

44. Серебренников Ю.И. О механизме расщеплений ядер С, N, О протонами с энергией 660 МэВ. // Науч. техн. бюлл. физ-мат. Наук. Л., изд. ЛПИ. -1957. -С.75-84.

45. Остроумов В.И. Расщепление ядер Ag, Br протонами больших энергий. //ЖЭТФ. -1957. -Т.32. -С.3-13.

46. ВЕЛ Сотрудничество. Основные характеристики взаимодействий дейтронов с импульсом 9.4 Гэв/с с ядрами фотоэмульсии.: Препринт -РИ-77. РИим. В.Г. Хлопина. 1978. -С.1-18

47. Барашенков B.C., Беляков В.А. и др. Механизм взаимодействий быстрых протонов с нуклонами и ядрами.// Сообщения ОИЯИ. Дубна. -1959.-P-331.-C.l-23.

48. Далхажав Н. и др. Спектр медленных частиц при взаимодействии протонов и дейтонов с импульсом 70 и 9.4 Гэв/с с ядрами С, N, О и Ag, Br. // Сообщения ОИЯИ. -Дубна. -1975. -PI-8926. -С.1-17.

49. Adamovich M.I., Aggarwal М.М., et al. Produced particle multiplicity dependence on centrality in nucleus nucleus collisions // J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. -1996. -V.22. N10. -P.1469-1481.

50. Adamovich M.I., Aggarwal M.M., Arora R., et al. Substructual dependence of the multiparticlie production in relativistic heavy ion interactions.// Report Lund. -1989. -LUIP8904. -P.l-9.

51. EMU-01 Collaboration. Adamovich M.I. et al. Relative information entropy of particle production in high energy induced nuclear reactions. // High Energy Physics and Nuclear Physics in China. -1994. -V.18. -P.61, -P.291.

52. EMU-01 Collaboration. Adamovich M.I. et al. Local characters of final state multiplicity spectra in high energy heavy-ion central collisions. // High Energy Physics and Nuclear Physics in China. -1994. -V.18. -P.884.

53. EMU-01 Collaboration. Adamovich M.I. et al. On the production of slow particles in high energy heavy ion collisions. // Z. Phys. C. -1995. -V.65. -P.421.

54. EMU-01 Collaboration. Adamovich M.I. et al. Charged particle density distributions in Au induced interactions with emulsion nuclei at 10.7 A GeV. // Phys. Lett. B. -1995. -V. 352. -P.472.

55. EMU-01 Collaboration. Adamovich M.I. et al. Rescattering probed by the emission of slow target associated particles in high-energy heavy-ion interactions. //Phys. Lett. B. -1995. -V. 363. -P.230.

56. EMU-01 Collaboration. Adamovich M.I. et al. Complex analysis of gold interactions with photoemulsion at 10.2 Gev/nucleon within the framework of cascade and FRITIOF models. // Z. Phys. A. -1997. -V.357. -P.337.

57. EMU-01 Collaboration. Adamovich M.I. et al. Bounce-off in Au-197 induced collisions with Ag(Br) nuclei. // Eur. Phys. J. A. -1998. -V.2. -P.61.

58. Бакаев В .А., Богданов С.Д., Плющев В.А. и др. Электронные тормозные способности тяжелых релятивистских ионов в веществе. // Поверхность. -1997. -вып.2. -С.101.

59. EMU-01 Collaboration. Adamovich M.I .et al. Critical behaviour in Au fragmentation at 10.7 A GeV. //Eur. Phys. J. A. -1998. -V.l. -P.77.

60. Adamovich M.I., Aggarwal M.M., Arora R., et al. A study recoil protons in ultrarelativistic nucleus-nucleus collisions. // Report Lund. -1989. -LUIP 8907. -P.l-10.

61. EMU-01 Collaboration. Adamovich M.I. et al. Interactions with emulsion at 3.7 and 14.6 AGeV. //Preprint ЛШ. Dubna. -1992. -El-92-569. -P.l-13.

62. Богданов С.Д., Космач В.Ф. Множественности вторичных частиц в ядерых расщеплениях, вызванных ядрами 20Ne, 40Аг и 56Fe при энергиях 0.1 0.5 ГэВ/нуклон. //Ядерная физика. -1993. -Т.56. -№2. -С.29-36.

63. Антончик В.А., Бакаев В.А., Богданов С.Д. и др. Образование фрагментов во взаимодействиях ядер Fe-56 с ядрами фотоэмульсии и фаербольная модель. // Ядерная физика. -1984. -Т.39. С.1491-1496.

64. Бакаев В.А., Богданов С.Д., Дудкин В.Е. и др. Вторичные частицы в ядро-ядерных взаимодействиях с энергией 0.1 1 ГэВ/нуклон. // Ядерная физика. -1978. -Т.28. -С. 875-882.

65. Богданов С.Д., Остроумов В.И. Низкоэнергетические частицы в расщеплениях, вызванных ядрами с энергией 0.1-1 ГэВ/нуклон. // Ядерная физика. -1978. -Т.27. -С.131-134.

66. Антончик В.А., Бакаев В.А., Богданов С.Д. и др. Неупругие взаимодействия ядер Fe-56 с энергией 1.8 ГэВ/нуклон с ядрами Ag и Вги каскадно-испарительная модель ядро-ядерных взаимодействий. //

67. Ядерная физика. -1985. -Т.42. -С.289-294.

68. Антончик В.А., Бакаев В.А., Богданов С.Д. и др. Быстрые фрагменты ядра мишени во взаимодействиях релятивистских ядер с ядрами фотоэмульсии. // Ядерная физика. -1987. -Т.46. -С.1344-1352.

69. Антончик В.А., Бакаев В.А., Богданов С.Д. и др. Неупругие взаимодействия ядер Fe-56 с энергией 1.8 ГэВ/нуклон с ядрами

70. Ф фотоэмульсии и каскадно-испарительная модель. // Ядерная физика.1986. -Т.44. -С.1508-1513.

71. Antonchik V.A., Bogdanov S.D., Kosmach V.F. et al. Dependence of the multiplicities of secondary particles on the impact parameter in collisions of high-energy neon and iron nuclei with photoemulsion nuclei. // Nucl. Phys. -1993. -A.551. -P.723-733.

72. Богданов С.Д., Космач В.Ф. Фрагментация ядер 20Ne, 40Ar и 56Fe при энергиях 0.1 0.5 ГэВ/нуклон на ядрах фотоэмульсии. // Ядерная физика. -1994. -Т.57. -№4. -С.601-605.

73. Antonchik V.A., Bogdanov S.D. et al. Multiplicities of secondaries in nuclear interactions, induced by 20Ne, 40Ar and 56Fe nuclei at 0.1 0.5 GeV/nucleon. //Nucl. Phys. -1994. -A.568. -P.906-916.

74. Богданов С.Д., Дмитриев B.M., Космач В.Ф., Молчанов В.М., Фокин

75. A.Б., Хассан Д. Взаимодействие ядер Ne, Ar, Fe с энергией 0.1-0.5 ГэВ/нуклон с легкими ядрами фотоэмульсии. // Тез. докл. международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. 27-30 июня 1995 г. -СПб., -1995. -С.289.

76. Богданов С.Д., Богданов С.С.,.Космач В.Ф., Лихачев А.Ю., Молчанов

77. Барашенков B.C., Тонеев В.Д. Взаимодействия высокоэнергетических частиц и атомных ядер с ядрами. М., Атомиздат. 1972. -568 с.

78. Gudima К.К., Toneev B.D. Particle emission in light and heavi ion reactions. //Nucl. Phys. -1983. -V.A400. -P.173-189.

79. Барашенков B.C., Жереги Ф.Г., Мусульманбеков Ж.Ж. Каскадный механизм неупругих взаимодействий высокоэнергетичных ядер. // Ядерная физика. -1984. -Т.39. -С.1133-1134.

80. Antonchik V.A., Bogdanov S.D., Dudkin V.E. et al. Fragmentation of Ar-40 nuclei on photoemulsion nuclei at 1,2 GeV/nucl. // 20 Int. Cosmic Ray Conf. -1987. -V.5. -P. 109.

81. El-Nadi M. et al. Search for anomalons produced in nuclear emulsion by 1.88 Gev/n Ar-40 ions. //J. Phis. G.: Nucl. Phis. -1987. -V.13. -P.1173-1178.

82. Антончик B.A., Бакаев B.A. и др. Некоторые характеристики неупругих взаимодействий ядер 56Fe с энергией 0,5-2 ГэВ/нуклон с ядрами фотоэмульсии. //Ядерная физика. -1980. -Т.32. -С.319-321.

83. Антончик В.А., Бакаев В.А. и др. Взаимодействия 56Fe с энергией 1,8 ГэВ/нуклон с ядрами C,N,0 и Ag,Br. // Ядерная физика. -1981. -Т.ЗЗ. -С.1057-1060.

84. Антончик В.А., Бакаев В.А. и др. Фрагментация ядер 56Fe с энергией 100 ГэВ на ядрах фотоэмульсии. // Ядерная физика. -1982. -Т.36. -С.1207-1211.

85. Антончик В.А., Бакаев В.А. и др. Неупругие столкновения ядер 56Fe энергии 1,8 ГэВ/А с ядрами фотоэмульсии. // Материалы Всесоюзной школы по проблемам физики высоких энергий. Наука, Алма-Ата. -1984. -С.71-81.

86. Dudkin V.E. et al. Multiplisities of secondaries in interactions of 1,8 GeV/nucl. 56Fe nuclei with photoemulsion and the caskade-evaporation model. //Nuclear Phys. -1990. -V.A509. -P.783-789.

87. Dudkin V.E. et al. Target fragments in collisions of 1,8 GeV/nucleon 56Fe nuclei with photoemulsion nuclei and the caskade-evaporation model. // Nuclear Phys. -1991. -V.A530. -P.759-769.

88. Антончик В.А. и др. Периферические и центральные соударения ядер релятивистских скоростей. // Ядерная физика. -1981. V.2380. -№3. -С.737-742.

89. Chernov G.M. et al. Fragmentation of relativistic 56Fe nuclei in emulsion. // Nucl. Phys. -1984. -A.412. -P.534-550.

90. McCusker C.B.A. et. al. Some characteristics of the interactions of 1.9 GeV/n iron nuclei with photographik emulsion. // Aust. J. Phys. -1980. -V.33. -P.337-341.

91. Барашенков B.C. Сечения взаимодействия частиц и ядер с ядрами. Дубна, ОИЯИ. 1993. -346с.

92. Karol P.G. Nucleus-nucleus cross section at high energies: soft-spheres model. //Phys. Rev. C. -1975. -V.ll. -P.1203.

93. Bradt H.L., Peters B. The heavy nuclei of the primary cosmic radiation. // Phys. Rev. -1950. -V.77. -P.54-70.

94. Fey G. et al. Nuclear RMS charge ratii from relative electron scattering measurements at low energies. // Z. Phys. -1973. -N265. -P.401-403.

95. Uberall H. Electron scattering from complex nuclei. // New-York-London Acad.Press. -1971. -P.57.

96. Баррет P., Джексон Д. Размеры и структура ядер. // Наукова думка, Киев. -1973. -С.1-419.

97. Элтон. JI. Размеры ядер.// Изд-во Ин. лит. М., -1962. -С. 1-157.

98. Henley Е. Nuclear Radii from mesonic atoms. // Rev. Mod. Phys. -1958. -V.30. -P.438-441.

99. Ravenhall D. Mirror nuclei determinations of nuclear size. // Rev. Mod. Phys. -1958. -V.30. -P.449-456.

100. Glassgold A. Nuclear density distributions from proton scattering. // Rev. Mod. Phys. -1958. -P.419-423.

101. Антончик B.A., Богданов С.Д. и др. Пробеги тяжелых ионов с энергиями в диапазоне (0.2- -1) ГэВ/нуклон в ядерной фотоэмульсии. // Деп. в ВИ НИТИ. -1993. -N2290. С.93.

102. Bogdanov S.D., Bogdanov S.S. et al. Ranges of (0.2-1.0)GeV/nucleon heavy ions in nuclear photoemulsion. // 17-th Intern. Conf. on Nuclear Traks in Solids, Book of Abstracts. Dubna, August 24-28. 1994. -P.286.

103. Bogdanov S.D., Bogdanov S.S. et al. Ranges of (0.2-1.0)GeV/nucleon heavy ions in nuclear photoemulsion. // Rad. Measur. -1995. -V.25. -№1-4. -P.lll-114.

104. Бакаев B.A., Богданов С.Д., Богданов C.C. и др. Страгглинги пробегов тяжелых ионов и их зарядовая различимость. // Известия АН сер.физ. -2000. -Т.64. -Nil. -С.2144-2147.

105. Waddiugton С.J., Freier P.S. Interaction of energetic gold nuclei in nuclear emulsion. //Phys. Rev. C. -1985. -V.31. -№3. -P.888.

106. Kullberg R., Kristianson K., Lindkirst В., Otterlund I. Interaction of 160 with light and heavy emulsion nuclei. // Nucl. Phys. -1977. -V. A280. -P.491.

107. Богданов С.Д., Космач В.Ф., Молчанов В.М., Плющев В.А. Множественности вторичных частиц при ращеплении легких ядер фотоэмульсии ядрами Ne, Ar, Fe с энергией 0,2-0,5 ГэВ/нуклон. // Известия АН, сер.физ. -1999. -Т.63. -N2. -С.427-429.