Пороговая аномалия и особенности в рассеянии 3,4не ядрами среднего атомного веса тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции, ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им М.В.Ломоносова. Научно-исследовательския институт ядерной физики им. Д.В.Скобельцына

На правах рукописи

Беспалова Ольга Бикторовна ПОРОГОВАЯ АНОМАЛИЯ И ОСОБЕННОСТИ В РАССЕЯНИИ

3,*не ядрами среднего атомного веса

01.04.16 - Сизика ядра и элементарных частиц

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата зизико-математических наук

••

•• :-• • ? * ' С "" С'

Москва 1994

Работа выполнена в научно-исследовательском институте ядерной физики им. Д.В.Скобельцына Московского государственного университета им. и.В.Ломоносова

Научные руководители: доктор физико-математических наук, профессор романовский е.а., доктор физико-математических наук Богданов р.и.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических Наук, профессор КАПИТОНОВ И.М. (физический факультет мгу), кандидат физико-математических наук дкмьянова a.c. (Российский Научный Центр "Курчатовский институт").

Ведущая организация: Институт ядерных исследований РАН.

Защита состоится 1994 г. в 15 час. на

заседании Специализированного Совета к 053.05.23 в московском государственном университете им. м.в.Ломоносова. Адрес: Ц9899, Москва. Воробьевы горы. НИИЯФ МГУ, 19 корпус, аудитория 2-15.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке НИИЯФ МГУ.

Автореферат разослан " / " 1994г.:

Ученый секретарь Специализированного Совета,

кандидат физико-математических наук U О.В.ЧУМАНОВА

-- /

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Диссертация посвящена исследовании закономерностей в рассеянии 3"*Нв малой (Е<ВС. где Во - энергия кулоновского Оарьера) и средней (Е>ВС) энергии ядрами среднего атомного веса. Основное внимание уделяется исследованию проявления пороговой аномалии (ПА) и оптическом потенциале СОП). Как показано в /3/, ПА находит свое объяснение в дисперсионных соотношениях (ДС) между действительной и мнимоа частями ОП, которые являются неотъемлимои частью современных представлений о потенциале ядро-ядерного взаимодействия.

Применение дисперсионного подхода позволяет сократить число параметров оптической модели (ОМ), бороться с неоднозначностями ОМ. определять в рамках единого подхода энергетические зависимости ОП в широком диапазоне энергии, включавшем малую и среднюю. Дисперсионные соотношения играют существенную роль в объединении наших представлении о нуклонном потенциале и потенциале сложных частиц.

К началу наших исследовании анализ ПА в упругом рассеянии легких ионов ядрами с позиций ДС был проведен лишь для систем 4Нв+160, 40са, 58111 /1/. в этой раооте было отмечено, что при изучении ПА в рассеянии таких слабосвязанных частиц, как <х, 3Не. бИ, возникают трудности . и что рассмотрение этой задачи представляет несомненный интерес.

Ванным является исследование проявления ПА в энергетических зависимостях полных сечении реакция. Использование ДС позволяет вычислять по ОМ уточненные значения полного сечения реакции, которые необходимы для решения ядернофизических и астрофизических задач, для конструирования ускорительной техники и др.

До настоящего времени в большей части работ, посвященных ПА в рассеянии легких ионов, анализ проведен на уровне интегральных величин - объемных интегралов (ОИ) от действительной и мнимой

частей ОП. Задача расчета энергетической зависимости действительного потенциала для 3,4Не. удовлетворяющего ДС. в литературе не решена.

Рассмотрение указанного круга проблем существенно для расширения наших знания о потенциале взаимодействия легких ионов с ядрами, роли развала частицы и принципа запрета Паули в ооласти малой энергии, о структурных особенностях ядер.

Цель и задачи исследования.

Основная цель работы состоит в поиске проявления пороговой аномалии в энергетических зависимостях ОП для 3,4Не и анализе их с позиции ДС. Для этого необходимо решить следующие задачи.

1. Получение новой экспериментальной информации по диК-'ренциальным сечениям упругого рассеяния 3,4На ядрами среднего атомного веса вблизи пороговой энергии. Определение в пороговой области энергии экспериментальных значении полного сечения реакции под действием 3,4Не из данных по упругому рассеянию согласно методу суммирования разностей.

2. Определение по ом энергетических зависимостей объемных интегралов от действительной и мнимой частей ^в и 4Не оптических потенциалов для ядер среднего атомного веса. Преодоление дискретной неоднозначности эмпирического ^е и 4На оптического потенциала при малой энергии. » Определение семейства параметров ОП, единого для области малой и средней энергии.

3. Сравнение проявления ПА в энергетических зависимостях объемных интегралов ОП для частиц 3Нв и 4Не, сильно отличающихся друг от друга энергией связи.

4. Поиск проявления ПА в энергетических зависимостях полного сечения реакции под действием 3,4Нв на ядрах среднего атомного веса. Т.к. экспериментальная информация по полным сечения реакций скудна, то возникает необходимость использования расчетных значении этой величины. Для этого нужно исследовать ценность ранее предложенных параметризаций и приближенной модели Глаубера расчета полного сечения реакций в широком интервале энергии.

5. Разработка и применение метода расчета ОП для 3'4нэ, действительная и мнимая части которого удовлетворяют ДС. Использование для этой цели идеи. приближения варьируемых моментов, ранее развитого и применяемого для нуклонного потенциала.

Научная новизна.

1. Получены новые экспериментальные данные по °е1(8) при рассеянии 3,4Не с энергией Е=6.3 МэВ/нуклон вблизи пороговой на ядрах с 94^^124. Из данных по упругому рассеянию согласно методу суммирования разностей определены экспериментальные значения полного сечения ревкши под действием 3Не на ядрах 40Са, 58Ш. ядрах с 8Э^АЬ?124 и под действием 4Нэ на ядрах с 90?А(.^124 при энергии налетающих частиц 3<Е<15 мэв/нуклон.

2. Проведена проверка применимости метода суммирования разностей для определения экспериментальных значении под действием 3Нэ на ядрах среднего атомного веса.

3. однозначно определено дискретное семейство параметров 3'4Нв оптического потенциала для ядер среднего атомного веса, единое для малой и средней энергии. Исследованы вопросы применимости глобальных систематик параметров'ОП для 3Не.

4. Получено аналитическое выражение для дисперсионной составляющей действительного потенциала в разностном виде при условии. что энергетическая зависимость мнимого потенциала описывается функцией Брауна-Ро. Вычислены энергетические зависимости дисперсионной составляющей действительного потенциала для 3,4Нв и ядер 40Са, 58ш, ядер с

5. Проведено сравнение энергетических зависимостей объемного интеграла от "голого" ■ потенциала, представляющего собой средний потенциал взаимодействия двух ядер в отсутствие каких-либо возбуждений для налетающих частиц 3Не и 4Не. Исследовано проявление ПА в полных сечениях реакции под действием 3,4Нв на ядрах среднего атомного веса.

6. Разработан метод определения ОП для 3'4Не, действительная и мнимая части которого удовлетворяют ДС. Метод

- з -

основан на идеях приближения варьируемых моментов, используемого для нуклонного потенциала. Согласно предложенному методу вычислен оптический потенциал для системы ^а + 90гг в диапазоне энергии 12«Е<217 МэВ и для системы 4Не + 90гг в диапазоне энергии 15<Ш66 МэВ.

Апробация работы и публикации.

Результаты. изложенные в диссертации, обсуждались на специализированных семинарах Лаборатории ядерных реакции Отдела физики атомного ядра НШЯФ МГУ, докладывались на 39-м. 40-м. 41-м и 43-м Международных совещаниях по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. Результаты диссертации отражены в публикациях, список которых приводится в конце автореферата.

структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти глав. выводов, приложения и списка литературы. Содержит 123 страницы текста. 47 рисунков. 19 таблиц, всего 257 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении для обоснования постановки задачи дается краткий анализ предшествующих работ. посвященных исследованию проявления пороговой аномалии в потенциале рассеяния сложных частиц. Делается краткое резюме работ. в которых с позиции дисперсионного соотношения исследуются энергетические

зависимости объемных интегралов оптического потенциала для слабосвязаных легких ионов.

Сформулированы трудности, возникающие на пути однозначного определения параметров оп для 3,4Не при малой энергии. , Обращено внимание на бедность экспериментальных данных по а Лб) и а .

®1 г

препятствующую построению энергетических зависимостей ОП для налетающих частиц 3'4Нв и ядер среднего атомного веса.

Во введении обосновываются цели и задачи исследования.

сформулированные вше. Дается обоснование выбору объектов исследования и структуре диссертации.

В первой главе представлен краткий обзор работ, в которых бцли обнаружены и в дальнейшем исследованы пороговые аномалии в энергетических зависимостях параметров моделей, • описывающих упругие и неупругие процессы при рассеянии сложных частиц вблизи кулоновского барьера.

В $1 дается краткое описание математического аппарата теории дисперсионных соотношении в потенциале рассеяния сложных частиц, в рамках которых находят свое объяснение ПА. Обосновываются причины, приводящие к использованию на практике ДС в разностном виде.. Приводится краткий обзор работ, в которых ДС используются для анализа энергетических зависимостей объемных интегралов ОП для легких ионов. Отмечен интерес, который прсдсташшсг собой исслсдовапко с позиций ДС проявления ПА при рассеянии слзбссвязэнного ядра 3Нв.

Во втором параграфе обобщена эмпирическая информация об энергетических зависимостях объемных интегралов от

действительной ,Т (Е) и мнимся ^(Е) частей ОП для 3,*Нв -для области малой и средней энергии. Отмечено, что существующие систематики параметров ОП и параметризации ^ для 3Нв предсказывают отличающиеся как по абсолютной величине, так и по Форме энергетические зависимости Л^Ш ь пороговой области. Обсуждаются возможные причины этого,• и среди них неоднозначное определение параметров оп. влияние принципа запрета Паули и развала 3Не в поле ядра. Приводится обзор работ. в которых проведены теоретические расчеты зависимости от энергии Ой от дейггнителыюй части ОП для 3,4Нв с учетом двух последних эффектов.

Для случая налетающих частиц *Н9 отмечено хорошее соответствие расчетных с использованием дс энергетических зависимостей (Е) определенным эмпирически для систем 4 На + 1б0. 40са. 58Н1 /1/.

В 53 на основе анализа оригинальных теоретических и

экспериментальных работ, проведенного в 551.2 этой главы формулируются конкретные задачи настоящего исследования.

Вторая глава посвящена описании экспериментальной

установки. результатов измерения дифференциальных сечении упругого рассеяния 3Не с Е=18.9 МэВ на ядрах 94Ио, 105?<l. 107ig и JHe с Е=25.2 МэВ на ядрах 94Мо, 107lg. 116,122,12<Sn. а также описанию метода суммирования разностей (MCP) для определения полного сечения реакции аг и экспериментальных данных по ог под действием 3Не на ядрах Б8М1 и на ядрах с 89cAt«I24 и под

действием 4Но на ядрах с 90at<124. полученных согласно MCP для области малой энергии.

В 51 кратко описана экспериментальная установка, созданная в ОФАЯ НИИЯФ МГУ, и методике измерения угловых распределении сечений упругого рассеяния ов1(8). Экспериментальные спектры измерялись на 120-см. циклотроне НИИЯФ МГУ при энергии пучка 6.3 МэВ/нуклон. Энергия пучка определялась не хуже 150 кэВ с помощью а-источника 226Ra. Пучок ионов гелия, ускоренных циклотроном, по ионопроводу, содержащему коллимационную систему из трех диафрагм, поступал в камеру рассеяния. Выбранная конфигурация диафрагм (диаметры 1.3 и- 1.8 мм. расстояние между первой и второй диафрагмами 1200 мм, а между второй и третьей - 400 мм) обеспечила угловую расходимость пучка, падающего на мишень. не хуже 0.1°. В камере рассеяния (диаметр 600 мм и высота 400 мм) размещены мишенный блок, позволяющий устанавливать до восьми различных мишеней и дистанционно менять угол падения пучка на них, мониторная мишень и детекторы с предусилителями. Управление детекторами и блоком мишеней производится дистанционно. Для мониторирования спектров использовался спектр ядер гелия, рассеянных на 45° тонкой алюминиевой пленкой, установленной перпендикулярно пучку на расстоянии 100 мм перед рабочей мишенью. В качестве рабочего и мониторного детекторов использовались Sl-bl поверхностно-барьерные детекторы с толщиной чувствительного слоя 700 мкм. Для "того, чтобы рассеянные мониторнои мишенью частицы не попадали в рабочий детектор, перед

последним устанавливалось специальное коллимирующее устройство (тубус). Накопление спектров проводилось на программируемом анализаторе IN-90.

В §2 , приведено описание результатов измерения дифференциальных сечении упругого рассеяния 3Не с Е=18.9 МэВ на ядрах 94Мо. 1UYAg и 4на с Е=25.2 МэВ на ядрах у4Мо.

107 Ag. 116,122,124sn. Дифференциальные сечения рассеяния были измерены в диапазоне углов 25<9<150° с шагом 3° для углов 8 от 25° до 60°, с шагом 5° для yi-мии « от 60° до 100° и с шагом 10° для углов от 1(j0° до 150°. В случае 4Нв выоор шагов был следущия: через 3° от 25° до 60°, через 5° от 60° до 100° и через t0° от 100° до 130°. При Е=6.3 МзВ/нуклон измеренные сечения- oel(e)/oR(8) представляют собой френелевскую зависимость и удовлетворяют требованиям. выдвигаемым методом суммирования разностей для определения ар.

В §3 этой главы приводится краткий обзор оригинальных работ, в которых был обоснован и развит метод суммирования разностей для определения аг из данных по упругому рассеянию.

МСР получил свое название по виду выражения %

аг=2тс J [oR (е) -ав1 (8) ] s meae. (1)

е

о

Основной трудностью применения МСР является корректный выбор начального угла интегрирования 9q. В этом параграфе приводятся аргументы в пользу выбора в качестве 6q последнего угла. при котором достигается минимум поднтегральной функции выражения (I).

В оригинальных работах МСР был развит и применялся для определения ог под действием 4Не и тяжелых ионов. В §4 проводится проверка применимости МСР для налетающих частиц 3Не. Для расчета ог по МСР составлена программа на языке FORTRAN, реализованная на ЭВМ EC-I0G6. Этим методом впервые получены данные по ар под действием 3Нв малой энергии на ядрах 40Са. 58М и на ядрах с 89eAtiI24, а также под действием 4йв малой энергии на ядрах с 90<At<I24. В качестве угловых распределении сечения

упругого рассеяния использовались экспериментальные ав1(в). измеренные в настоящей работе и ов1(9). имешиеся в литературе. Точность полученных согласно MCP значения ор оценена в «10%.

Получена зависимость начального угла интегрирования во от энергии налетающих частиц ^а в диапазоне энергии 12<2ж51 КэВ для ядер из области 8DCAtíl24. которая позволяет находить минимальный угол, для которого должно быть измерено сечение упругого рассеяния в эксперименте. имеющем своей целью определение ар согласно MCP. Сделан . вывод о пригодности метода для энергии налетающих частиц ^е Е<15 МэВ/нуклон.

Глава третья посвящена разрешению дискретной

неоднозначности для ^в малой и Средней энергии и исследованию проявления пороговой аномалии в объемных интегралах 0П при рассеянии 3,4Яе ядрами с 40atd24. Анализ энергетических зависимостей ОП для легких ионов удобно вести в терминах объемных интегралов от действительной JR и мнимой Jj частей ОП. В этой главе сопоставляются зависимости . jr(k) и Jj(E) для рассеяния сильносвязанного ядра *Нв на ядрах *°Са. ^l, 90Zr и <16.118.leo,12«зд и слабосвязанного ядра 3Не на ядрах 40Са. 5еи1, ядрах с 89?а.<107 и с ii5a^€l24.

В /1/ было получено хорошее - согласие мелду энергетическими зависимостями объемного интеграла от действительной части ОП. определенного по стандартной ОМ Jrom(E)í и вычисленного согласно ДС для систем *Н&+160 . 40Са. 53Я1. Аналогичного анализа

для налетающих частиц ^в в литературе проведено не было. Такое исследование требует однозначного определения энергетических занисимостеи JR(E) по стандартной ОМ. Глобальные систематики параметров ОП для ^а и имевшиеся в литературе параметризации Jr(E) предсказывают противоречивые как по форме. так и по абсолютной величине зависимости JR(E). Противоречивость обусловлена прежде всего дискретной неоднозначностью оптической модели, которая особенно резко проявляется именно в пороговой области энергии для сильнопоглощагацихся частиц.

С ц^л:,;» устранении дискрстиой неоднозначности в ОП для "hte

- 8 -

в 51 этой гляш нами проведен анализ по СМ как измеренных в настоящей работе аа1(05 для малой энергии, так и имешихся в литературе данных по сгв1(6) для малой и средней энергии для ядер 40Са. 58Н1. ядер с 89сА4сЮ7 и с П5€Аг<124. Выбор этих ядер обусловлен возможностью построения энергетических зависимостей ОП'В широком диапазоне энергии.

Была исследована зависимость величины %3 от значения параметра глубины действительного потенциала V . Найдены дискретные семейства параметров ОП. В процессе перехода от средней энергии к малой выделено семейство, единое для всей области энергии. Оно характеризуется значением Лк«350 МэВ-Зм3 в пороговой области.

Проведено сравнение найденных зависимостей с

вычисленными согласно имеющимся в литературе глобальными систематиками параметров. ОП для ^е и параметризациями Обнаружено, что лучшее описание данных по ов1(0) для 3Нв малой энергии (Е*ВС) достигается при значениях больших', чем для

средней энергии.

В 52 третьей главы был проведен аналогичный анализ зависимостей ХгГ7к) для измеренных в настоящей работе а^О) при рассеянии 4Нэ и имеющихся в литературе для системы 1Не+ 90гг Ц5€Е$166 МэВ). Выделенное семейство параметров. единое для малой и средней энергии характеризуется значением 330

ИэВ-Си3. Было найдено, что J-j.CE) плавно уменьшается с уменьшением энергии в пороговой области. Сравнение зависимостей «^(Е) для ^Нэ и *Нв с результатами теоретических расчетов, имещихся в литературе, позволило предположить г. качестве причины обнаруженной особенности в ЛТ(Е) для "^Не вклад пазвэла 3Нв в поглощающий потенциал.

В §3 проводится вычисление зависимостей Лйлс(Е) для 3,4Не с учетом лС и сопоставление со значениями Л^0". Для определения дисперсионной составляющей ¿^(Е) найденные ранее зависимости Л1(Е) для "На были параметризованы двумя способами: линейными отр<"5«"мм (с учетом особенности в зависимости ЛТ(Е) с

I

уменьшением энергии в пороговой области) и функцией Брауна-Ро (без учета особенности). Для параметризации «^(Е) для 4Не использовалась зависимость Брауна-Ро. Было найдено аналитическое выражение для дисперсионной составлящеи ¿^(Е), записанной в разностном виде, если ^(Е) описывается функцией Брауна-Ро.

Далее были вычислены дисперсионные • составлявшие объемного интеграла от действительной части ОП при рассеянии 3,<Нв

на исследуемых ядрах. Д^(Е) были отнормированы на значение .7 °м

к к

при некоторой еэ из области средней энергии. Вычисленные зависимости А^(Е) были использованы для нахождения энергетической зависимости объемного интеграла от "голого" потенциала ¿К0(Е). при которой достигается равенство значении ■ХЕ°Н и ¿кло. определенных согласно ДС. Оказалось. что такое соответствие для 4Нв достигается при практически не

зависящем от энергии в области 3<Е$40 МэВ/нуклон. Это сотвётствует представлению о слабой фиктивной зависимости от энергии "голого" потенциала, являющейся следствием нелокальности ядерного взаимодействия. В то же время для ^э соответствие между ^ЛС(Е) и в случае параметризации ^(Е) как

линейными отрезками, так и функцией Брауна-Ро достигается при ^0(Е), уменьшающемся с уменьшением энергии в пороговой области. Аналогичная энергетическая зависимость объемного потенциала от действительной части ОП для системы ^е + 58Н1 была получена теоретически в /2/ при учете действия принципа запрета Паули.

Так как с уменьшением массового числа ядра мишени следует ожидать ослабления влияния принципа запрета Паули и развала ^а в поле ядра. то нам представилось интересным рассмотреть проявление пороговой аномалии для системы ^е + 12С. Было получено хорошее согласие <1К0М(Е) и ^Д0(Е) при условии практической независимости от энергии слагаемого д .

Четвертая глава посвящена анализу энергетической

зависимости полного сечения реакции ог под действием 3,4На, а также исследован™ массовой зависимости под действием р. 4Нв, 12С на ядрах среднего атомного веса. а именно

изотопно-изотоннсго эффекта в

Показано, что вычисленные по ОМ с параметрами, определенными в Гл.Ш, сечения агом(Е) под действием 3,4Нэ на ядрах среднего атомного веса хорошо согласуются с 0гвхр(Е), определенными в Гл.II по MCP и имеющихся в литературе. т.к. экспериментальная информация о полных сечениях реакции бедна, то возникает . необходимость использования расчетных значении аг. Поэтому представляет интерес сравнение 'определенных в Гл.Ш энергетических зависимостей ог(Е) с вычисленными ■ - согласно параметризациям. ■ - с целью определения предсказательной способности . последних, Этот' вопрос обсуждается в первом параграфе Гл.IV. отмечается, что для налетающей 'частицы 3Не ни одна из рассмотренных параметризации не... описывает зависимости 0г(Е) удовлетворительно в широком интервале энергии, включающем малую и среднюю энергии. Для полного сечения реакций под действием 4На наблюдается лучшее . соответствие между оптикомодельннми значениями полного сечения реакции и предсказаниями параметризаций.

Неудовлетворительность предсказаний параметризаций полных сечений реакции ставит задачу их модельного расчета. В диссертации исследуется энергетические зависимости сМЕ), полученные в рамках микроскопического подхода, каким является приближенная модель Глаубера. В §2 четвертой главы приводятся формулы, по которым вычисляется полное сечение реакций в микроскопической модели (ММ). Особое внимание уделяется применению ММ в области малой энергии (вплоть до Е>3 МэВ/нуклон). Успешное применение приближенного подхода Глаубера в области малой энергии обусловлено учетом искривления траектории налетающей частицы в кулоновском + ядерном поле.

Для расчета о^ согласно ММ разработана программа на языке FORTRAN. Основу программы составляет вычисление четырехмерного интеграла.

По микроскопической модели расчитаны сМЕ) для систем 3,4Hs+90Zr при З^Е$70 МэВ/нуклон. В качестве ядерного потенциала

была использована действительная - часть ОП, определенная в третьей главе. Было получено," что стгш(Е) хорошо согласуется со значениями а^** и агвхр как для средней, так и для малой энергии. Это показывает ваашость нукпон-нуклонных столкновений в формировании величины 'полного сечения реакций даже в области малой энергии.'

В расчете ог по ММ в качестве входных данных используются плотности сталкивающихся ядер; Хорошее соответствие аг1в*(Е) и значений а ом и а вхр дзет ' возможность исследовать плотности

г г

ядер при сравнении а™ и <тгвхр. Параграф третий этой главы посвящен изотопно-изотонному эффекту в аг, исследование которого важно с точки зрения оценки значений полного сечения реакций на одном изотопе (изотоне) ло данным, имещимся ¿5и другого изотопа (изотона). Изотопно-изотонный эффект заключается * в более быстром росте ог по сравнению с геометрическим- на изотопах с увеличением А,, (изотопный эффект) и отсутствием такого роста или- даже уменьшением о на изотонах (изотонныи эффект).

г

В рамках ММ в 53 вычислено* ог под действием р. ^Нв и 12С на изотопах и изотонах хрома, титана, железа, никеля, цинка, олова. Показано, что соответствие ог"" и огвха достигается при росте параметра диффузности плотности нейтронов с увеличением относительного нейтронного избытка ДО-2)/А. этот результат находится в соответствии с данными ряде работ. в которых исследуется распределение протонов и нейтронов в ядрах. Впервые рассмотрен вопрос о вкладе кулоновского отталкивания и зависимости диффузности плотности нейтронов от Ш-г)/А в величину изотонного эффекта. Сделан вывод об определящем вкладе последней.

В пятой главе осуществлен переход от интегральных величин и удовлетворяющих ДС, к потенциалам. Метод перехода

основан на идеях приближения варьируемых моментов (ТОА), развитого и успешно применяемого для протонного потенциала /3/. в настоящей работе впервые предложен метод определения ОП для сложных частиц, мнимая и действительная части которого

удовлетворяют ДС.

В §1 пятой главк приводится описание предлагаемого метода. Действительная часть ОП может быть представлена в виде трех слагаемых: "голого" потенциала ^Мг.Е). дисперсионной составляют;? й в разностном виде АУ(г.Е.Е^) и слагаемого с формХяктором мнимого потенциала и силовым параметром с. равным силовому параметру дисперсионной составлявшей при Е=Ез.

Для' вычисления ЛУ(г,Е.Ез) используется информация о радиальном моменте 2-го порядка от мнимого потенциала СггЗи(Ек). наиденного по стандартной ОМ при наборе энергии Ек ([гг1ж(Е)=Л1) и принадлежащего семейству параметров, единому для малой и средней энергии. После параметризации [г2]д(Ек) зависимостью Сг2]^) вычисляется дисперсионная составляшая реального момента 2-го порядка Сгг]Д7(Е). определенная с точностью до константы С1=Ггг]Ду(Ез). силовои параметр дисперсионной составляющей А7(г.Е,Ез) можно получить. разделив Егг]Ду(Е) на геометрический фактор мнимого радиального момента 2-го порядка При этом С=С1/к1- Геометрический фактор . gI выбирается аналогично ША. а именно средним по результатам эмпирического оптикомодельного анализа для исследуемого диапазона энергии. В качестве приближения к "голому" . потенциалу нами использовался потенциал метода двойной свертки v .

Мнимая часть ОП определяется следующим образом. Силовой параметр находится из равенства й(Е)= [г2]^)/^. параметр радиуса гт определяется значением а диффузность ах остается

свободным параметром.

Значения параметра а1 и постоянной С1 определяются при эчализе данных по ов1(б). Анализ по ОМ следует начинать с сечения 'а1(в), измеренного для средней энергии и удовлетворяющего критерию Гольдберга. В процессе сравнения экспериментальных о^'Ча) и расчетных аа°а1сге) определяется значение с). При этом значение а фиксируется равным определенному по стандартной ОМ. В дальнейшем найденное значение С1 фиксируется, а значение а1 находится при поиске наилучшего

согласия а **Р(Э) и о °а1°(8) для остальных значении энергии, ei ei

Переходить к следующему значению . энергии следует в направлении от большей энергии к меньшей.

Для реализации предложенного метода определения ОП для елозит* частиц на ЭВМ был составлен алгоритм, осуществленный на базе двух стандартных программ с расчет Vf(r,E) методом двойной свертки и оптикомодельная программа) и двух оригинальных программ (расчет Сг21Ду(Е) и расчет действительной и мнимой частей ОП. удовлетворящих ДС). Программы , написаны на языке FORTRAN.

Предлагаемый метод обеспечивает принадлежность ОП семейству параметров, единому для малой и средней энергии. в нем используется только , один свободный параметр - . диффузность мнимого потенциала, при 'определении ОП по этому методу устраняется неопределенность абсолютной величины дисперсионной составляющей объемного интеграла от действительного потенциала.

В §2 и §3 описанный в предыдущем параграфе алгоритм расчета ОП реализован для"систем 4Не + 90Zr и 3Не + 90Zr • соответственно. В случае 3Не формфактор мнимого потенциала бил выбран поверхностным, а в случае 4Нв - объемным. Исследуемый диапазон энергии - 12$Е<217 МэВ для ^э и 15сЕ?1бб МэВ для 4Не. Энергетическая зависимость [r2Iyf(Ek) параметризовалась функцией Брауна-Ро. • . -

С использованием ,0П. -определённого описанным выше способом, было достигнуто хорошее описание сечении ав1(б) и а^. Следует отметить, что целью было не столько получение наименьших величин %г ( эту задачу можно решить, • варьируя многопараметрический феноменологический ОП). сколько вычисление ОП. удовлетворяюшего ДС. для сложных частиц в широком диапазоне энергии.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1.В настоящей диссертации измерены дифференциальные сечения упругого рассеяния 3Не с Е=18.9 МэВ на ядрах 94мо, 105ра. 1OTAg

и 4Не • с Е=25.2 МЭВ на ядрах 94Мо. 107Ag, 116,122,124Sn. Новне данные, полученные для пороговой энергии Е=6.3 МзВ/нуклон. необходимы для исследования проявления пороговой аномалии в энергетических зависимостях ОП для 3,4Не. эти данные по аэ1(9) пополнили крайне' скудный банк данных при рассеянии, этих частиц, особенно ^е. Измеренные сечения удовлетворяют требованиям, предъявляемым методом суммирования разностей ад определения полного сечения реакции

2.По данным о ов1(в) согласно методу суммирования разностей (MCP) получены новне экспериментальные данные по ар под действием ^в с энергией из области 8<Е<44 МэВ на ядрах 40Са, 58Н1, ядрах с 89atiI24 и под действием 4Нэ с Е=25.2 МэВ на ядрах 94мо„ 10TAg. 116'1??.i?iSn и с I5iEÖI МэВ на ядре 90Zr. Кроме измеренных в настоящей диссертации сечении аа1(б) были использованы литературные данные. Впервые проведена проверка применимости MCP для определения аг под действием °Не. Сделан вывод о пригодности MCP для области энергии °На меньше 15 МэВ/нуклон.

3. С целью однозначного определения энергетических зависимостей параметров 3l 4Нв оптического потенциала был проведен анализ по стандартной ОМ как измеренных в настоящей работе св1(б). тэк и имевшихся в литературе для ядер 4°Са. 58Ш и ядер с 89$AtiI24 для области малой энергии. При этом расчетные ог согласовывались с найденными по MCP. Проведено сопоставление полученных параметров ОП с найденными в литературе для области средней энергйи. Это позволило определить семейство параметров ОП. единое для малой и средней энергии. Тем самым была

'S j

преодолена дискретная неоднозначность ОМ для 'Не в области малой энергии. Найдено, что величина ОИ от действительной част! оп для семейства, единого для малой и средней энергии. характеризуется в околобарьерной области значением JR<*370 МэВ-СЕм3 для 40Са, 58Я1 и Jr<*350 МэВ • $м3 для ядер с 89iAt<I24 и налетающей частицы ^э, и значением JR«330 МэВ-фл3 для ядер с 90« At«;i24 и налетающей частицы 4Нв. Была обнаружена особенность в

энергетической зависимости ^ (Е) для ^е в пороговой ооласти. Т» качестве причини предположен вклад развала ' ^в в потенциал поглощения.

Проведено сравнение . энергетических зависимостей объемных

интегралов для 3' 4Не оп. вычисленных с, использованием найденных

в. настоящей работе параметров . ОП и параметров глобальных

систематик, а также параметризации, имеющихся в литературе.

сделан вывод в пользу параметризации .Г (Е) для легких Частиц

(2«;А ф) Гупты и др.

р - .

4. Проведено сравнение экспериментальных агмор и расчетных Огом под действием 3' 4Не с предсказаниями параметризаций. Показано, что существующие параметризации не описывают удовлетворительно энергетические зависимости полного сечения реакций в широком диапазоне энергии, включающем малую и среднюю энергии.

Хорошее описание сМЕ) во всем энергетическом диапазоне было получено в рамках т.н. приближенной модели Глауберэ. Тем самым показана хорошая предсказательная способность приближенной модели Глауберэ по отношению к полному сечению реакции, найдено, что эта модель применима для определения о^ в области малой энергии (вплоть до Е*3 МэВ/нуклон).

В рамках приближенной модели Глаубера получено хорошее описание изотопно-изотонного эффекта в а^ под действием р, 4Не и 1гС на ядрах среднего атомного веса в предположении линейной зависимости диффуэности распределения нейтронов в ядрах от относительного нейтронного избытка.

5. В настоящей работе впервые исследовано проявление пороговой аномалии в энергетических зависимостях объемных интегралов ОП для "^е и ядер среднего атомного веса. Для налетающих частиц 4Не такой анализ проведен в литературе лишь для ядер 160, 40Са и 58Л1. Включив' ядра с 90<А^<124, мы расширили этот круг.

для анализа проявления пороговой аномалии в энергетических зависимостях ^(Е) и «Т (Е) при рассеянии 3'4Не на ядрах 40Са.

58щ и ядрах с 8эа^124 применено дисперсионное соотношение теории оптического потенциала. Получено аналитическое выражение для дисперсионной составляющей действительной части ОП в разностном виде. когда энергетическая зависимость мнимого потенциала описывается функцией Брауна-Ро. Показано. что соответствие между определенными по стандартной ОМ зависимостями 3 °М(Е) и вычисленными с учетом ДС ЛТ1ДС(Е) достигается для 4Не

К К

при практически не зависящем от энергии объемном интеграле от * голо]'С потенциала Это согласуется с представлением о

слабой. фиктивной энергетической зависимости "голого"

потенциала. возникащеи из-за нелокальности ядерного взаимодействия, для ^е согласие лком(Е) и ЛКД0(Е) достигается при ако(Е). уменьшающемся с уменьшением Е в области малой энергии. Это находится в соответствии с результатом /г/. полученным как следствие принципа запрета Паули для системы 3Не+ 58ш.

6.В настоящей работе впервые предложен метод определения оптического потенциала для легких ионов. удовлетворяющего ДС. Метод основан на идеях приближения варьируемых моментов. ранее развитого и успешно применяемого для расчета нуклонного потенциала.

Действительная часть ОП представляется в виде суммы "голого" потенциала и дисперсионной составляющей, определенной с точностью до постоянной. Параметр глубины дисперсионной составляющей определяется из дисперсионного соотношения для ОИ от мнимого потенциала. Форм$актор совпадает с форкфэк^ром мнимого потенциала. Абсолютное значение дисперсионной составляющей находится при подгонке расчетных сечении упругого рассеяния к экспериментальным из области средней энергии, удовлетворяющих критерию Гольдберга. В качестве приближеия к "голому" потенциалу используется потенциал метода двойной свертки.

Метод обеспечивает принадлежность расчетного потенциала семейству пзраметгюи СП, единому для малоа и средней энергии. в

нем используется только один свободный параметр - диффузность мнимого потенциала.

Согласно предложенному методу вычислен оптичьскии потенциал для системы 3Нв + 90гг в диапазоне энергии 12€Е<217 МэВ и для системы 4На + 50гг в диапазоне энергии 15сЕ$166 МэВ. Получено хорошее соответствие экспериментальных -и расчетных сечении

0 , (8) и а .

Основные результаты, на основе которых написана диссертация, изложены в работах:

1.Е.А.Романовский. и.В.Беспалова. Нгуен Мак Ха. Н.Г.Горята, Луаи Морзена Рафу. Б.С.Галахматова. Упругое рассеяние ионов 3Нв с энергией 18.9 МэВ на ларах 94мо, 105ра, 107А£. // Изв.АН СССР, сер.физ., 1991. Т.55, *1. С.172-177.

2.0.В.Беспалова. Е. А.Романовский, Р.И.Богданов, Расчет по микроскопической модели полных сечении реакции при рассеянии 3Нв на ядрах с ЗЭСА<124. // Изв.АН СССР, сер.физ.. 1991, т.55, N1, С.69-77.

3.0.В.Беспалова, Е.А.Романовский. Исследование проявления эффекта пороговой аномалии в рассеянии 3Нв низких и средних энергий атомными ядрами. // Ядерн. физ/, 1993, т.56, внп.1. С.105-119.

4.0.В.Беспалова, Е.А.Романовский, Н.Г.Горята, Нгуен Мак Ха, Б.С.Галахматова, Луаи Морзена Рафу, С.И.Федосеев. Данг лам, Анис Белал. Полные сечения реаций из данных по упругому рассеянию а-частиц с энергией 25.2 МэВ на ядрах 94Мо, 1 07Ай,

1 16.122.1245п< 7/ Изв_ рАЙ1 сер.физ.,1992, т.56. *б, С.ИЗ-П7.

5.О.В.Беспалова. Б.С.Галахматова, Е.А.Романовский,

К.В.Шитикова, И.М.Беспалов. Полные сечения реакции' 12с+12с в микроскопической модели.//Изв. АН СССР, сер.физ., 1991, т.55.

Ш, с.2257-2259.

6.О.В.Беспалова, Е.А.Романовский. Описание изотопно-

-изотонного эффекта в полных сечениях реакции в рамках микроскопической модели. // Изв.РАН. сер.физ., 1992, т.56. ж.

С.137-142.

7.О.В.Беспалова, Е.А.Романовский. сравнительный анализ проявления пороговой аномалии при рассеянии 3,4Не малой и средней энергии -атомными ядрами. // Изв. РАН. сер. физ., 1993, Т.57. JHO. С.195-202.

8.О.В.Беспалова. Е.А.Романовский. Описание дифференциальных сечений упругого рассеяния 3,4Нэ малой и средней энергии на 90Zr по оптической модели с учетом дисперсионного соотношения. //Изв. РАН. сер. физ., 19^4, Т.58. JH. С.123-129.

9.Е.А.Романовский, Анис Белил, Луая Морзена Рафу, 0.В.Беспалова, Р.И.Богданов. Применение приближения варьируемых моментов для исследования энергетической зависимости p+51v ядерного потенциала. // Изв.РАН. сер. физ., 1993, т.57. N 10, С.161-178.

ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Mahaux е., Ngo H., satcliler G.R. Causality ana the threshold anomaly or the nucleus-nucleus potential. // KUCl.Phys., 1936. V.A449. p.354-394.

2. Perkln D.G., Kobos A.M.. Rook J.R. Real part or the optical potential lor composite particles. •// Nucl.Phys., 1975, V.A245. p.343-364.

3. Mahaux C., sartor R. Dispersion relation approuch to the mean field ana spectral functions of nucléons In 40Ca. // Nucl.Phys.. 1991. v.A528. p.253-297.