Введение к работе
Актуальность темы. В последнее десятилетие в ядерной физике было сделано много открытий и возникли различные направления в исследовании свойств ядер и механизмов ядерных реакций. Накоплен огромный экспериментальный материал, который позволяет делать заключения о механизмах ядерных реакций и внутренней структуре ядер, но не все наблюдаемые явления получили теоретическое описание.
Ядра с А<40 изучались интенсивно, но многие свойства ядер из этой области не получили адекватного теоретического объяснения. В качестве примера можно привести такое явление как аномальное рассеяние назад (АРН) альфа-частиц при их рассеянии на этих ядрах. Более чем полувековые исследования не дали исчерпывающего объяснения природы этого явления. Более того, дальнейшие исследования в этой области выявили дополнительные моменты, требующие объяснения. С улучшением техники эксперимента выяснилось, что наряду с явлением АРН существует так называемый эффект фрагментации альфа-кластерных состояний. За последние десять лет этот эффект также не получил своего объяснения ни в одной из существующих моделей. Видимо, эти два явления тесно переплетены между собой. На настоящий момент не существует кластерной модели, полностью описывающей фрагментацию. Причина этого кроется не только в отсутствии новых идей, но и в недостаточном количестве экспериментального материала. Всё это даёт новый импульс для дальнейших исследований. Рассеяние и реакции передач альфа-частиц являются наиболее мощным инструментом для изучения альфа-кластерной структуры ядер.
Попытки описать эти явления показали необходимость проведения комплексных экспериментов на более высоком уровне, нежели прежде. Это распространяется не только на оборудование, но и на методику измерений. Настоящая экспериментальная работа является шагом в этом направлении.
Цель работы состояла в проведении экспериментов на новом уровне и дальнейшем изучении функций возбуждения и угловых распределений рассеянных альфа-частиц на изотопах кремния, серы, хлора и натрия; получение максимально правдоподобных данных о квантовых характеристиках наблюдаемых в экспериментах резонансных состояний. Это включает в себя следующие задачи:
-
Создание детектирующей системы для регистрации рассеянных альфа-частиц;
-
Проведение экспериментов по измерению функций возбуждения и угловых распределений при рассеянии альфа-частиц на изотопах указанных ядер;
-
Извлечение квантовых характеристик резонансных состояний, наблюдаемых в функциях возбуждения;
-
Анализ структуры функций возбуждения при рассеянии альфа-частиц на лёгких ядрах.
Научная новизна:
1. Созданы детектирующая система для измерении функций возбуждения и угловых распределений и методика, что позволило уменьшить время набора экспериментальных спектров;
-
Измерения проведены на высоком экспериментально-техническом уровне, что впервые позволило выявить в функциях возбуждения ранее не наблюдавшиеся особенности;
-
Существенно дополнены прежние и впервые получены новые данные о квантовых характеристиках резонансов, проявляющихся при рассеянии альфа-частиц на 28Si, что дало возможность дальнейшей проверки существующих моделей. Получены функции возбуждения, угловые распределения и параметры резонансных состояний при рассеянии альфа-частиц на изотопах 34,36S. Измерены функции возбуждения а4-35'37С1 и a+23Na;
-
Анализ функций возбуждения позволяет уверенно говорить о квази-молекулярной структуре компаунд системы 32S(a+28Si).
Научное и практическое значение.Впервые получены функции возбуждения основного 0+ и первых возбуждённых состояний 2+ и 4+ ядра 28Si с малым шагом по энергии и углу. Впервые проведены расчёты по методу связанных каналов с учётом резонансной теории, что позволило извлечь достоверные значения квантовых характеристик резонансных состояний составной системы 32S(a-f28Si). Получены функции возбуждения и угловые распределения для изотопов 34,36S. Измерены функции возбуждения при рассеянии альфа-частиц на изотопах 35'37С1 и 23Na. Подтверждена квази-молекулярная структура лёгких ядер.
Результаты диссертации могут быть использованы такими научными центрами как РНЦ "Курчатовский Институт", физический факультет и НЙЯФ МГУ, Або Академия и Университет г. Ювяскиля (Финляндия), НИИЯФ Томского политехнического института.
Положения, выносимые на защиту:
-
методика измерения функций возбуждения c*+28Si и метод обработки экспериментальных данных;
-
результаты экспериментов — функции возбуждения и угловые распределения a+28Si, функции возбуждения a+35,37Cl, a+23Na, функции возбуждения и угловые распределения 0/+34,3
-
результаты расчётов по ОМ и МСК с учётом резонансной теории, квантовые характеристики резонансных состояний, наблюдаемых в функциях возбуждения a+28Si — положения, спины и чётности, полные и парциальные ширины;
-
результаты расчётов системы уровней компаунд-ядра 32S(a-f 28Si) по модели барьера и солитонной модели.
Апробация работы. Основные результаты исследований, вошедшие в диссертацию, представпяпись на XLVIII, XLIX и L Международных совещаниях по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, 2-ой Международной конференции по экзотическим ядрам и атомным массам (Мичиган, США), 23-й Международной конференции по теориям конденсированных сред (Итака, Греция), докладывались на научных семинарах кафедры ядерной физики НИИФ СПбГУ.
Публикации. По теме диссертации опубликованы научные работы, которые перечислены в конце автореферата.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка литературы из 96 наименований, содержит 162 страницы, в том числе 59 рисунков и 8 таблиц.
