Исследование свойств нуклидов в диапазоне массовых чисел А=80-86, представляющих астрофизический интерес

• Автор: Воробьев, Глеб Константинович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 91 с. : ил.

Глава 1. Некоторые аспекты астрофизики:

1. Нуклеосинтез во вселенной:

s - процесс
г - процесс

гр - процесс

2. Проблема солнечных нейтрино:

Хлорный детектор

Галлиевый детектор

Детектор KAMIOKANDE

Бромовый детектор

Глава 2. Методы получения экзотических ядер

Глава 3. Методы получения вторичных радиоактивных пучков
Глава 4. Описание установки IGISOL:
Схема установки
Остановка ионов в газе. ;
Некоторые аспекты газодинамики
Сохранение ионов в газе.
Off-line тестирование газовой ячейки
Глава 5. On-line эксперименты:
Экспериментальные методы
Результаты экспериментов:

Заключение
Литература
Одним из основных мотивов развития физики ядра становится задача осознания богатства всей таблицы нуклидов как ступенек в творении окружающего мира. В настоящее время мы можем судить о том, как устроена Вселенная вплоть до масштабов расстояний порядка 15 млрд световых лет. То, что мы видим - это области очень компактной концентрации материи (горящие и угасшие звезды вместе с планетными системами, объединенными в галактики) и огромные пространства “пустоты” между ними, заполненнные излучением и нейтрино. Вещество концентрируется в звездах и планетах, главным образом, в виде атомных ядер химических элементов с различным числом Ъ протонов и N нейтронов от водорода до урана. Все разнообразие ядерного состава Вселенной сводится примерно к 300 нуклидам, и современный уровень науки позволяет описать историю появления этих нуклидов и их распространенность. Радиоактивные ядра, резонансные состояния ядер - не просто шлейф отходов при работе звездных реакторов, взрывов звезд, а необходимые “станции ожидания” для генерации стабильных ядер [1].
Ядерная астрофизика и ядерная физика развиваются рука об руку. Первая формулирует проблемы и находит ответы во второй в экспериментах, проводимых в лабораторных условиях. В то же время, исследования ядер, лежащих в области границы нуклонной стабильности, сформировали в последние годы актуальное направление исследований - физику ядер с экзотической структурой. Современная ядерная физика движется в сторону исследования свойств ядерной материи во все более экстремальных условиях: очень малого времени жизни, высокой плотности, высокой температуры, высокой степени ионизации, состояниям с большими угловыми моментами, то есть условиях, возникающих в астрофизической среде.

Возможности для таких экспериментов значительно расширились с использованием пучков радиоактивных ядер. Это направление исследований стимулировало в свою очередь строительство новых уникальных ускорителей, создание новых экспериментальных методов детектирования продуктов реакций и развитие прецизионной техники детектирования отдельных атомов, измерение масс ядер с точностью Дш/т ~ 10‘7. Эксперименты с пучками ядер, ускоренных до энергии порядка нескольких ГэВ, признаются одним из наиболее перспективных путей исследования основных свойств экзотических радиоактивных ядер.
Развитие техники эксперимента привело ко многим открытиям в областях, близких к границам нуклонной устойчивости, представляющих интерес, как для ядерной физики, так и для астрофизики.
• Обнаружены новые типы радиоактивного распада - протонная, двупротоннная и кластерная радиоактивности.
• Открыты ядерные состояния за границами нуклонной стабильности, проявляющиеся в виде резонансных состояний.
• Обнаружены гало-ядра - состояния ядерной материи, при которых нейтронное облако простирается на расстояния большие, чем радиус ядра, определяемый формулой 11=1.3А1/3.
• Открыты новые сверхтяжелые ядра, существенно расширившие границы известных химических элементов.
• Получили подтверждение магические числа долины стабильности, в то же время были обнаружены случаи, когда эти магические числа «размываются» за пределами этой долины.
• Обнаружены новые области деформированных ядер.
В то же время, многие проблемы ждут своего решения.

периода. Кривая будет иметь вид не распределения типа Гаусса с хвостом, а должна достигать насыщения. Это будет означать, что все вылетающие ионы достигают детектора. Продифферинцировав полученные кривые можно
-30V
-60V
-106V
200 ms
Delay ^0-200 msy
5 ms <—>
1“ out -clearing impulse on a-source
2“1 out -measuring impulse on a ring
Рисунок 19. Развертка импульсов генератора, использованного для определения времени эвакуации активности из камеры.
получить наиболее вероятное время эвакуации ионов. Оно составит порядка 35 и 65 мс для расстояния источник-сопло 2 и 4 см, соответственно. К сожалению, измерения с более дальних дистанций затруднены малой эффективностью регистрации и потребовали бы значительно более долгого времени.
Тестирование газовой камеры в off-line режиме показало, что время эвакуации продуктов реакции с мишени, расположенной в камере, может достигать десятков мс, что открывает возможность изучения нуклидов в секундном и субсекундном диапазоне времен жизни. Измерения эффективности извлечения ионов из камеры показало, что ее среднее значение может достигать десяти процентов. Однако, в условиях реального on-line эксперимента, это значение может быть существенно меньше и будет зависеть от ряда факторов, обсуждение которых дается в следующей главе.