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《中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)》 2019年
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~(12)C+~(13)C熔合反应截面测量及基于微通道板的位置灵敏探测器研制

辛文宇  
【摘要】:~(12)C+~(12)C熔合反应在天体物理中扮演着非常重要的角色。天体中碳燃烧的温度为0.8-1.2GK(相应能量1-3MeV),但是目前为止所有的测量都停留在2.1MeV以上。因此更低能区的反应截面只能依赖于理论外推。与之形成鲜明对比的是,相似的同位素系统~(12)C+~(13)C的熔合截面表现的非常平滑。因此,通过测量~(12)C+~(13)C的熔合截面,可以更好的检验理论外推模型,并对~(12)C+~(12)C熔合截面提供上限。基于四川大学的3MV串列加速器,我们开展了~(12)C+~(13)C熔合反应测量,覆盖的能区为E_(c.m.)=4.13-5.76MeV。实验中,我们分别用薄靶和厚靶进行了特征γ的在线测量和蒸发余核~(24)Na的离线衰变测量,其中在线测量探测了~(13)C+~(12)C反应4个主要的衰变道(n道,p道,α道和pn道)放出的γ射线。利用TALYS计算出了各个反应道生成的分支比和相应特征γ射线的发射几率。然后将γ截面修正到~(13)C+~(12)C熔合反应总截面,并与理论模型和其他人的实验结果进行对比。我们结果与Dasmahapatra等人的一致,但比Dayras等人的高10%。利用TALYS给出的分支比,我们重新修正了Dayras等人的测量结果,解决了他们的~(24)Mg反应道与其他反应道截面不自洽的问题。最终,我们对在线和离线测量方法中应用统计模型所带来的系统误差,进行了定量的评估,其中~(24)Na生成截面直接修正到总截面,其分支比修正带来的系统误差在15%以内。此外,本文中还讨论了基于微通道板的位置灵敏探测器的研制和改进,该探测器可以为天体中重要(α,p)反应测量提供精确的束流位置和时间信息。这部分主要介绍了直角偏转式场笼以及45°倾斜入射式场笼的设计,以及延迟线阳极读出板的改进。最后的测试结果表明我们研制的MCP探测器可以满足实验分辨率的要求。
【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】:2019
【分类号】:P14

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