Исследование квазимолекулярных состояний ядер 40,42Ca методом гамма-спектроскопии

• Автор: Торилов, Сергей Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 113 с.

Оглавление:
Введение

1. Механизм реакций и структура высоковозбужденных состояний ядра

1.1 Реакции, протекающие через составное ядро

1.2 Испарение частиц

1.3 Статистический гамма-распад

1.4 Альфа-частичная модель

2. Экспериментальная установка

2.1 ІБІБ-система

2.2 ЄАБР-система

3. Экспериментальные результаты

3.1 Выбор канала реакции
3.2 Состояния остаточного ядра
4. Схема уровней 40Са
5. Схема уровней 42Са
6. Вращательные полосы
6.1 Вращение атомного ядра
6.2 Свойства ротационных дублетов
6.3 Вращательные дублеты в 40Са
6.3.1 Момент инерции
6.3.2. Расщепление по энергии
7. Процессы в компаунд-ядре связанные с эмиссией кластеров
8. Сравнительный анализ ядер в массовой области А<
Выводы и заключение
Список литературы
Введение.
Одна из проблем оболочечной модели состоит в том, что двухчастичные силы должны, очевидно, приводить к локальным корреляциям в распределении нуклонов, которые не учитываются приближением центрального поля. Одной из чисто формальных возможностей учета корреляций является так называемое кластерное разложение [Мау]. в этом методе вместо одного нуклона в качестве динамических переменных рассматриваются группы из одного, двух, трех и т. д. нуклонов.
Предположение о том, что в некоторых случаях многочастичную ядерную систему можно разделить на две подсистемы - кластер и остов, то есть, что динамику системы можно описать относительной и внутренними координатами, - означает значительное уменьшение числа координат. Для легких ядер такое уменьшение числа координат может дать возможность микроскопического описания структуры ядра на основе нуклон-нуклонного взаимодействия [Vil].
Идея, что а-частицы существуют в атомных ядрах, явилась основой одной из самых первых ядерных моделей. Даже такой ортодоксальный теоретик как Л. Ландау рассматривал особенности такой модели, предполагающей присутствие а-частиц в ядре.
В настоящее время ясно, что принцип Паули не позволяет существовать а-частицам в центре ядра. Действующие в области
постоянной ядерной плотности эффекты антисимметризации приводят к тому, что нуклоны, в общем, занимают определенные состояния в соответствии с моделью ядерных оболочек. В то же время появились новые данные [Ohk] о проявлениях a-частичной структуры, которые существенно дополнили старые, главным образом, энергетические соображения. Оказалось, что многие уровни в легких ядрах обладают ширинами близкими к Вигнеровскому пределу, (3/2)h/pr2, (предельной одночастичной ширине). Эти уровни объединяются в квазиротационные полосы, причем уровни с положительной и отрицательной четностью обладают близкими свойствами. Такие полосы простираются вплоть до энергии возбуждения ~ 30 Мэв. Эти результаты заставили снова вернуться к a-частичной структуре ядер; только теперь говорят об a-кластерной структуре, подразумевая, что такие образования (искаженные, в различной степени а-частицы) существуют, главным образом, на поверхности ядра, где принцип Паули играет меньшую роль. Действительно, расчеты Бринка [Bri] для ядерной материи показывают, что при ядерной плотности ~ 1/3 обычной нуклоны собираются в а-частицы.
Именно, в силу образования кластеров на поверхности, появляются вышеупомянутые вращательные полосы состояний. Экспериментальные результаты дали толчок к развитию теоретических подходов, способных описывать новые данные. Прежде всего, следует отметить методы многочастичной модели оболочек [Neu], метод резонирующих групп [Whe], и методы, опирающиеся на определенную групповую симметрию [Неу], в частности, SU3 [Ell], а также развитый в последние годы методы AMD-компьютерного моделирования [Kim]. В качестве первого приближения хорошие результаты дает полуклассический анализ, когда ядро рассматривается просто как система двух частиц - кор и кластер в состоянии с определенным орбитальным моментом [Ног68]. Именно данный подход рассматривается в настоящей работе.
Однако интерес к кластерным явлениям связан не только с а-кластерами. Одно время широко обсуждались состояния с более крупными

Е МэВ
Рис. 12. Сравнение спектров "трех а-частиц", для случаев испарительного и бинарного каналов.
На рисунке 12 представлены спектры, соответствующие этим двум случаям. Спектр, соответствующий За, в первом приближении может быть получен увеличением энергии регистрируемых (после трехкратного совпадения) а-частиц в три раза. Можно видеть, что в результате эмиссии 12С* ядро теряет меньше энергии, чем в случае испарения трех а-частиц. Как показано в работе [Мог], средняя энергия, уносимая единичным нуклоном, примерно в 1.4 раза меньше, чем энергия уносимая а-частицей (16.4 и 22.1 соответственно). Здесь, сравнивая спектры для а-частичного канала реакции и для бинарного канала с вылетом 12С, мы видим схожую картину. Однако в отличии от случая сравнения нуклоны - а, мы имеем дело с несвязанным состоянием, так что, казалось бы, уносимая возбужденным ядром углерода энергия должна быть больше, а не меньше, чем в случае канала За. Причина уменьшения энергии, уносимой кластерами, меньший, по сравнению с некластерным распадом, доступный фазовый объем. Для возможного объяснения рассмотрим сперва случай, в котором вылет трех а-частиц происходит так быстро, что ядро не успевает