原子核集团结构对中能破裂反应机制的影响

The formation of cluster structure in the nucleus is an important and fundamental issue in the multi-body dynamics of nuclei. Experimentally, break up reaction, transfer reaction, knock out reaction, elastic scattering reaction and inelastic scattering reaction are successively carried out to study the cluster structures of He, Li, Be, B, C and O neutron rich isotopes. However studies of the cluster structure effects on nuclear reaction dynamics are very rare both in theories and experiments. Therefore, this project proposes to perform kinematically complete measurements for 13,15B on 51V at 30MeV/u and 47MeV/u. The experimental data will be analyzed in two aspects, one is to calculate the nuclear stopping of emitted nucleon, α and charged particles to explore the in-medium cluster-nucleon collision mechanism combining with the antisymmetrized molecular dynamics model(AMD); the other one is to analyze the components of energy spectra by AMD model and moving source model and compare the energy spectra of 15B predicted well developed with cluster structure and 13B predicted with shell-like structure. This project can also shed light on future studies on the cluster structures of the exotic nuclei and the nuclear reaction mechanism.

原子核内部的集团结构形成在原子核的多体动力学中是一个重要的、基本的问题。人们利用破裂反应、转移反应、敲出反应、弹性散射及非弹性散射等方法相继开展了He、Li、Be、B、C 和O等多个丰中子同位素的集团结构实验研究。然而，理论上和实验上对集团结构对核反应机制影响方面的研究甚少。为此，本申请项目计划进行30MeV/u和47MeV/u13,15B和51V的碎裂反应产物的完全动力学测量。主要从两个方面对实验数据进行研究：1、计算出射核子、α和带电粒子的核阻止，结合反对称化分子动力学模型(AMD)探索介质中团簇-核子的碰撞机制；2、利用AMD模型和运动源模型分析实验能谱中发射源成分，对比理论预言具有集团结构15B和类壳结构13B的能谱，研究集团结构对中能破裂反应机制的影响。本项目研究将为相关理论工作提供宝贵的实验数据，并为进一步研究奇异核集团结构和反应机制奠定基础。

原子核内部的集团结构形成在原子核的多体动力学中是一个重要的、基本的问题。人们利用破裂反应、转移反应、敲出反应、弹性散射及非弹性散射等方法相继开展He、Li、Be、B、C 和O等多个丰中子同位素的集团结构实验研究。然而，理论上和实验上对集团结构对核反应机制影响方面的研究甚少。为此，本项目用兰州放射性束流线(RIBLL)完成了能量约为23MeV/u放射性束14C和27MeV/u的15C，分别轰击CH2，CD2和C靶的破裂反应产物的完全动力学测量。通过细致分析实验数据，测量了出射粒子的位置，出射角和能谱等物理量。在分析入射能为35MeV/u的70(64)Zn(64Ni)+70(64)Zn(64Ni)原子核反应实验数据中，提取了α多重性为3和4的事件。对于α多重性为3的事件，利用激发能公式进行重建不变质量谱后能够明显的观察到12C Hoyle态和Efimov态的峰。对于α多重性为4的事件，确认了激发能为15.2MeV的16O的共振，以及确认了另一个更低的接近14.72MeV激发能的共振态概率。利用AMD模型分别对入射能为35MeV/u的14N+12C、30MeV/u与47MeV/u的10-15B+51V和25MeV/u的14C+12C核反应过程进行了理论计算。14N+12C破裂的初级碎片横向动量在负方向的峰值明显大于正方向的峰值，表明12C核中α团簇结构起着显著的影响。13B+51V核反应中，相比于其他粒子，α粒子的横向速度具有两个峰，说明13B里α团簇结构的贡献较大。其余B同位素核反应的速度分布也有类似的结果。对于14C+12C核反应得到的能谱中，则没有看到α团簇结构的贡献，原因可能是炮核和靶核都具有α团簇结构，因此难以区分开来，这需要后续的实验进行验证。本项目研究将为相关实验与理论工作提供宝贵的实验数据和理论依据，并为进一步研究奇异核集团结构和反应机制奠定基础。