РОЗДІЛ 2
Експериментальні результати
Пружне та непружне розсіяння ядер 9Be + 11B
Пружне та непружне розсіяння посідає особливе місце серед ядерних процесів.
Експериментальні дані розсіяння є базовими для знаходження параметрів ядерної
взаємодії, форми ядер та природи низькоенергетичних збуджень ядер. Серед
ядерних процесів канали пружного та непружного розсіяння є найбільш
інтенсивними. Тому, зважаючи на сильні міжканальні зв’язки, ці канали
обов’язково необхідно враховувати при аналізі експериментальних даних
будь-якого каналу ядерних реакцій.
Виходячи з важливості пружного та непружного розсіяння, при експериментальному
дослідженні будь-яких каналів ядерних реакцій варто реєструвати також і події
пружного та непружного розсіяння. Саме такий підхід реалізувався в наших
експериментах.
До наших вимірювань з літератури було відомо експериментальні дані
диференціальних перерізів пружного розсіяння іонів 9Ве ядрами 11В при енергіях
Елаб.(9Ве) / Ес.ц.м. = 16 / 8,8 МеВ, 27 / 14,85 МеВ, 37 / 20,35 МеВ [12] і 40 /
22 МеВ [13]. Ці дані, віднесені до резерфордівського розсіяння, показано на
рис. 2.1. Видно, що для енергій Елаб.(9Ве) = 27 МеВ і 37 МеВ [12]
спостерігається ріст диференціальних перерізів на великих кутах. В літературі
це дістало назву аномального розсіяння на великі кути (АРВК, anomalous large
angle scattering - ALAS). Для енергії Елаб.(9Ве) = 40 МеВ [13] вимірювання було
проведено тільки в обмеженому діапазоні малих кутів, а тому ці дані не можна
використати для дослідження механізму АРВК.
Нами досліджено пружне та непружне розсіяння іонів 11В ядрами 9Ве при енергії
Елаб.(11В) / Ес.ц.м. = 45 / 20,25 МеВ в повному діапазоні кутів з метою
визначення параметрів ядро-ядерної взаємодії та форми ядер, а також для
виявлення всіх важливих одно- і двоступінчатих механізмів в цих каналах.
Рис. 2.1. Диференціальні перерізи пружного розсіяння ядер 9Ве + 11В при
енергіях Елаб.(9Ве) = 16, 27, 37 МеВ [12] та Елаб.(11В) = 40 МеВ [13].
Експеримент проведено на Варшавському циклотроні U-200P з використанням
експериментальної установки та методики вимірювань, описаних в розділі 1.
На основі обробки двовимірних ЕґDЕ-спектрів (рис. 1.8) описаними в розділі 1
методами для кожного з кутів реєстрації одержувались енергетичні спектри
ізотопів бору (рис. 1.13 і 1.15) та берилію (рис. 1.12). В результаті аналізу
цих спектрів було знайдено диференціальні перерізи пружного та непружного
розсіяння.
На рис. 2.2 та 2.3 наведено типові приклади Е-спектрів бору (спектр з
вирахуваним фоном – залишковий спектр) та берилію з реакцій 9Ве(11В,Х) при
Рис. 2.2. Е-спектр ізотопів бору з реакцій 9Ве(11В,Х) при енергії Eлаб.(11B) =
45 МеВ для кута qлаб. = 21о. Криві – функції Гаусса для рівнів 11В і 9Ве.
Рис. 2.3. Е-спектр ізотопів берилію з реакцій 9Ве(11В,X) при енергії Eлаб.(11B)
= 45 МеВ для кута qлаб. = 18о. Криві – функції Гаусса для рівнів 11В.
енергії Елаб.(11В) = 45 МеВ та опис їх функціями Гаусса (1.2) для дискретних
рівнів 11В та 9Ве. Видно, що в залишковому Е-спектрі ізотопів бору (рис. 2.2)
деякі із збуджених станів ядер 11В і 9Ве перекриваються. Проте застосована нами
методика наближення Е-спектрів симетричними функціями Гаусса (1.2) з підгонкою
лише амплітуд цих функцій уможливила отримання диференціальних перерізів з
точністю до 30 – 40 %. Краща енергетична роздільна здатність спостерігалась в
Е-спектрах ізотопів берилію (рис. 2.3), які використовувались для отримання
диференціальних перерізів пружного і непружного розсіяння 9Ве(11В,11В)9Ве для
qс.ц.м. > 90о.
Диференціальні перерізи пружного розсіяння іонів 11B ядрами 9Be при енергії
Eлаб.(11B) / Eс.ц.м. = 45 / 20,25 МеВ [1] показано на рис. 2.4 в абсолютних
одиницях (верхня панель) та у відношенні до резерфордівського розсіяння (нижня
панель). Видно, що кутовий розподіл диференціальних перерізів пружного
розсіяння іонів 11B ядрами 9Be при даній енергії на кутах qс.ц.м. < 90о має
осцилюючу структуру, а на великих кутах – згладжений характер з тенденцією
росту із збільшенням кута (АРВК).
Рис. 2.4. Диференціальні перерізи пружного розсіяння 9Be(11B,11B)9Be при
енергії Елаб.(11B) / Ес.ц.м. = 45 / 20,25 МеВ (темні точки) та пружного
розсіяння 11B(9Be, 9Be)11B при енергії Елаб.( 9Be) / Ес.ц.м. = 37 / 20,35 МеВ
(світлі точки, нижня панель).
На рис. 2.4 світлими точками (нижня панель) показано диференціальні перерізи
пружного розсіяння іонів 9Ве ядрами 11В при енергії Eлаб.(9Ве) / Eс.ц.м. = 37 /
20,35 МеВ [12]. Видно, що наші експериментальні дані добре узгоджуються з
даними роботи [12].
Оскільки ядро 9Be в усіх збуджених станах нестабільне по відношенню до розпаду
на кластери, то диференціальні перерізи непружного розсіяння 9Be(11B,11B)9Be*
при енергії Елаб.(11В) = 45 МеВ для переходів на рівні ядра 9Be
1,684 МеВ(1/2+), 2,429 МеВ (5/2-), 2,78 МеВ (1/2-), 3,049 МеВ (5/2+), 4,704 МеВ
(3/2+) було отримано лише з Е-спектрів бору. Кутові розподіли цих перерізів
обмежуються діапазоном кутів qс.ц.м. < 90о. Диференціальні перерізи для цих
переходів показано на рис. 2.5. Видно, що в даному діапазоні кутів ці кутові
розподіли мають яскраво виражену осцилюючу структуру.
Рис. 2.5. Диференціальні перерізи непружного розсіяння 9Be(11B,11B)9Be* при
енергії Елаб.(11B) = 45 МеВ для переходів у збуджені стани ядра 9Be 1,684 МеВ
(1/2+), 2,429 МеВ (5/2-), 2,78 МеВ (1/2-), 3,049 МеВ (5/2+) і 4,704 МеВ
(3/2+).
Диференціальні перерізи непружного розсіяння 9Be(11B,11B*)9Be при енергії
Елаб.(11B) = 45 МеВ для переходів у збуджені стани ядра 11B з енергіями
2,125 МеВ (1/2-); 4,445 МеВ (5/2+) та 5,020 МеВ (3/2-) показано на рис. 2.6.
Д
- Київ+380960830922