Новые данные о структуре фрагментации легких ядер Артеменков Д.А. сотрудничество БЕККЕРЕЛЬ, Дубна, ЛФВЭ ОИЯИ, 10.06.2013. - презентация

1 Новые данные о структуре фрагментации легких ядер Артеменков Д.А. сотрудничество БЕККЕРЕЛЬ, Дубна, ЛФВЭ ОИЯИ,

2 Продолжение проекта БЕККЕРЕЛЬ-D(ripline) на гг. посвящено обзорному исследованию фрагментации в ядерной эмульсии релятивистских ядер 9 C, 10 С и 12 N, облучение которыми уже выполнено в предшествующей фазе проекта. Уже облученная эмульсия позволит исследовать ядерно-молекулярную структуру несвязанных ядер 6 Be, 7 B, 8 C и 11 N, которые образуются в реакциях фрагментации ядер 7 Be, 8 B, 9 C и 12 N со срывом нейтроновБудут продолжены исследования кластерных степеней свободы в ядрах 7 Be и 8,10,11 B на новом уровне статистики и детальности описания. Продолжение проекта БЕККЕРЕЛЬ-D(ripline) на гг. посвящено обзорному исследованию фрагментации в ядерной эмульсии релятивистских ядер 9 C, 10 С и 12 N, облучение которыми уже выполнено в предшествующей фазе проекта. Уже облученная эмульсия позволит исследовать ядерно-молекулярную структуру несвязанных ядер 6 Be, 7 B, 8 C и 11 N, которые образуются в реакциях фрагментации ядер 7 Be, 8 B, 9 C и 12 N со срывом нейтронов Будут продолжены исследования кластерных степеней свободы в ядрах 7 Be и 8,10,11 B на новом уровне статистики и детальности описания.

3

4 Амплитудный спектр со сцинтилляционного счетчика, установленного на месте облучения эмульсионной стопки при настройке канала транспортировки пучка на сепарацию ядер 12 N; указаны положения пиков для ядер с зарядами Z pr = 4, 6 и 7 Анализ облучения в смешанном пучке релятивистских ядер 12 N, 10 C и 7 Be

5 Генерация ядер 12 N и 10 C осуществлена по средствам реакций перезарядки и фрагментации ускоренных ядер 12 C. Для ядер 10 C и 12 N отношений зарядов к весам Z pr /A pr отличаются всего на 3%, а импульсный аксептанс сепарирующего канала нуклотрона %. В этой связи сепарация этих ядер невозможна, и ядра 10 C и 12 N присутствуют в пучке, образуя так называемый пучковый коктейль. В составе пучка присутствуют и ядра 7 Be, у которых отличие по Z pr /A pr от 12 N только 2%. Для соседних ядер 8 B, 9 C и 11 C отличие по Z pr /A pr от 12 N оказывается около 10%, что обуславливает их подавление при облучении эмульсии. Идентификация ядер 12 N и 7 Be в облученной эмульсии возможна по зарядам пучковых ядер Z pr, определяемых методом счета δ-электронов на пучковых следах. В случае 10 C необходимо убедиться в малом вкладе соседних изотопов C на основе зарядовой топологии «белых» звезд Z fr. Стопка (12 пластинок) Всего звёзды "Белые" звёзды λ Общая длина (см)

6 He + 5H92 2He +3H2412 3He +H22 7 Be + 3H105 7 Be+He + H 98 8 B + 2H119 8 B + He33 C + H44 Распределение числа «белых» звезд по каналам диссоциации с суммарным зарядом фрагментов средний столбец – отбор с условием θ fr < 11 о (72 события); правый столбец – отбор с условием θfr < 6 о (45 событий) Диаграмма возбужденных состояний ядра 12 N; указаны пороги диссоциации Анализ облучения ядрами 12 N

7 He H Be IV Распределение по углам разлета Θ(He + He) пар фрагментов He для «белых» звезд 2He + 3H и 3He + H; на вставке увеличенное распределение Θ(He + He) в области наименьших значений.

8 Z fr 2He + 2H He+4H6H N ws N tf Распределение по каналам диссоциации числа «белых» звезд N ws и событий с фрагментами мишени или рожденными мезонами N tf, для которых выполняется условие Z fr = 6 Ядро 10 C является обладает супербороминовскими свойствами, поскольку удаление из него одного из четырех кластеров в структуре 2α + 2p (порог 3.8 МэВ) ведет к несвязанному состоянию Анализ облучения ядрами 10 C

9 Распады несвязанных ядер 8 Be и 9 B

10 Распределение фрагментов He по «парным» углам 9 Be 2 +n 10 С 2 + 2p Θ 9 Be σ Θ =2.1±0.2 мрад 4.4±0.2 мрад Θ 10 C He H H σ Θ =1.6±0.1 мрад 4.2±0.2 мрад n

11 Распределение фрагментов по полярному углу вылета образующихся в «белых звездах» в канале 10 С 2Не + 2Н. (пунктирная линия – H, сплошная линия – He, кривая - распределения Релея) Распределения Релея для Н и Не (Н) = (51 ± 3) × рад (Не) = (17 ± 1) × рад по статистической модели ( 1 Н) 47× рад ( 4 Не) 19 × рад

12 9 Be 2 +n 10 С 2α+2p Распределение событий фрагментации по величине энергии Q 2α пары -частиц

13 9 Be 2 +n 10 С 2α+2p Распределение событий фрагментации по величине энергии Q 2α пары -частиц

14 Распределение событий фрагментации по величине энергии Q 2α+p -частиц и протонов 10 С 2α+2p при условии, что He= 4 He, H= 1 H 10 С 9 В+р 8 Ве+2р

15 Сплошная гистограмма распределение по углу разлета Θ αp ; штриховая гистограмма – распределение Θ αp с образованием 9 B и 8 Be. Распределение по энергии возбуждение пар фрагментов α и p в «белых звездах» 10 С 2α + 2p. Сплошная гистограмма – распределение всех комбинаций Q αp ; штриховая - в событиях без образования 9 В и 8 Ве; заштрихованная – в событиях с образованием 9 B и 8 Be; линией указано ожидаемое положение резонанса 5 Li;

16 Распределение по каналам диссоциации ядер 7 Be для «белых» звезд N ws и событий с фрагментами мишени или рожденными мезонами N tf Попутно в этом облучении для ядра 7 Be набрана большая статистика по каналам диссоциации числа «белых» звезд N ws и событий с фрагментами мишени или рожденными мезонами N tf, для которых выполняется условие Z fr = 4. Анализ облучения ядрами 7 Be Канал2НеНе + 2Н4НLi + H N ws N tf

17 17 7 Be 2He 7 Li 7 Be ( 1.2 A GeV, 2004) 7 Be He 12 C 7 Be ( 12 N+ 10 C+ 7 Be at 1.2 A GeV 2006 ) канал2Нечисло белыенебелые 4 Не+ 3 Не Не+ 3 Не 14923

18 18 12 C 7 Be ( 12 N+ 10 C+ 7 Be at 1.2 A GeV) Li 7 Be (1.2 A GeV) 2004

19 6 Ве

20 Пробеги ядер

21 Моделирования взаимодействия релятивистских ядер с ядрами эмульсии в Geant4 Модель Эксперимент

22 Модель 1 Н 3 He 4 He Эксперимент 3 He( 9 C3 3 He)He( 10 C) H( 10 C)

23 23 G4EMDissociation G4EMDissociationCrossSection Started: 3000 of 7 Be nuclei at 1.2 A GeV Produced: 7 events of 7 Be 6 Be+n; Data modeling of 7 Be EM dissociation at 1.2 A GeV 6 Be Atomic Mass: amu Excess Mass: keV Binding Energy: keV Spin: 0+ Half life: 92 keV ( fs) Mode of decay: 2 Proton to He-4 Decay energy: MeV