活性靶探测器鉴别熔合反应的研究
【摘要】：丰中子核素间的熔合反应是解释超暴现象C点火的重要机制。对于这种放射性束流实验,传统探测技术因为效率低而无法达到天体物理能区截面测量的要求。活性靶技术因为高探测效率的优势而开始代替传统实验技术用来研究丰中子核素熔合反应。本文通过使用Geant4模拟~(13)C+~(12)C的熔合反应与弹性散射,来分析活性靶探测器的事件鉴别能力进而讨论其熔合截面最低能量极限。第一部分先采用美国阿贡实验室(Argonne National Laboratory,简称ANL)的多重采样电离室(Multi-Sampling Ionization Chamber,简称MUSIC)读出方法,在2×10~4 Pa的甲烷(CH_4)和入射粒子能量E_(cm)=13.6 MeV条件下研究时间投影室(Time Projection Chamber,简称TPC)中~(13)C+~(12)C体系的弹性散射和熔合反应事件特征。总结和发展四个鉴别弹性散射与熔合反应事件的判据:反应点后射程,读出平面双重点火,峰后平台以及电子漂移方向多重信号。本文分别探究了这些鉴别判据的作用范围与局限性,并计算出弹性散射与熔合反应事件的误判率及其对应的误判截面。最后分析了10~4 Pa的气压和入射粒子能量E_(cm)=5.3 MeV时的TPC与MUSIC对弹性散射与熔合反应事件的鉴别能力以及误判截面对熔合截面测量的影响。第二部分介绍采用同样读出结构的48路TPC对~(16)O+~(40)Ar熔合反应的截面测量实验,讨论ANL小组所使用的MUSIC读出方法对于入射粒子轻于靶粒子的反应系统时的熔合反应与弹性散射事例的鉴别能力。
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O571.5
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