重離子核的探測技術(shù)的應(yīng)用

2016/11/10 13:29:27

是提拱一定強度的單能重離子束的裝置，按基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的不同的要求，把不同的核素加速到所需的能量并保證較好的束流相空間特性(見束流輸運系統(tǒng))。目前重離子加速器的主要類型有直線加速器、回旋加速器和串列靜電加速器。在負離子源的技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，串列靜電加速器能提供高能量分辯(分辯率達10 )的重離子束，同步加速器是用來獲得單粒子能量在10~10eV的重離子束的。與輕離子加速器不同，重離子加速器大都是把幾臺加速器串接起來，中間安裝一個或幾個剝離器以提高離子電荷態(tài)，進行離子加速。這樣，可
兩個原子核的相互作用
兩個原子核的相互作用在離子加速的不同階段發(fā)揮各種類型加速器的特點，以降低加速器的造價和提高束流的性能。

探測技術(shù)

為了研究重離子引起的核反應(yīng)，首先要對反應(yīng)產(chǎn)物進行鑒別，確定是什么核素，同時還要確定該核素產(chǎn)物的能譜和出射角及方位角。對一個產(chǎn)物來講，在實驗中可直接測量的量有總動能、通過一定厚度的薄層媒質(zhì)時的能量損失、電磁剛度、經(jīng)過一定距離的飛行時間等，由此可以確定產(chǎn)物的能量、原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)(見核物理實驗中的粒子鑒別技術(shù))。產(chǎn)物的出射方向一般由探測器的位置確定，但由于出射道的數(shù)目增加，某一特定核素的截面比較小，同時原始產(chǎn)物的繼發(fā)衰變使得產(chǎn)物偏離反應(yīng)平面，所以在許多重離子核物理實驗中常常采用大立體角二維位置靈敏探測裝置。鑒于重離子引起核反應(yīng)的復(fù)雜性，只測量一個產(chǎn)物通常還不足以確定核反應(yīng)，所以在實驗中往往要進行符合測量，以確定某一反應(yīng)中幾個產(chǎn)物之間的關(guān)聯(lián),如碎片-碎片、碎片-輕粒子、碎片-γ射線之間的關(guān)聯(lián)等等。

在探測技術(shù)的具體選擇上也有其特點。由于重離子產(chǎn)物在媒質(zhì)中的電離密度大，輻照損傷嚴重，氣體探測器(見氣體電離探測器)得到了廣泛的應(yīng)用。

在重離子引起的核反應(yīng)中，反沖產(chǎn)物有足夠的動量，足以飛出靶箔，人們可以直接收集和分析反應(yīng)的重產(chǎn)物，如使用氣體噴射技術(shù)收集反沖核，用電磁速度選擇器直接從束流方向上分離出熔合蒸發(fā)的反沖剩余核，在線同位素分離器是鑒別壽命比較短的核素質(zhì)量的有效裝置。

在重離子核反應(yīng)中，反應(yīng)產(chǎn)物常常處在高自旋高激發(fā)狀態(tài)，在退激過程中會放出很多γ射線和不少中子。因此γ多重性測量和中子多重性測量，對研究反應(yīng)機制和產(chǎn)物性質(zhì)具有重要意義。在重離子核反應(yīng)中，這種多重性的測量是通過多個探測器和多參量數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)而實現(xiàn)的。

可以預(yù)期，隨著已有重離子加速器和探測裝置的不斷改進，新的加速器和探測設(shè)備的使用，重離子核物理的基礎(chǔ)研究和重離子束的應(yīng)用將會得到更加廣泛、深入的發(fā)展。