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中高能入射粒子与原子核总反应截面的系统分析

高姗姗  
【摘要】:原子核总反应截面的实验数据在医疗技术、宇宙射线传播、光学模型和统计模型等研究领域都有着广泛的应用。总反应截面(去弹性散射截面)是吸收截面与复合核弹性散射截面之差,在高能入射情况下,总反应截面等于吸收截面。 多年来,实验上已经积累了大量原子核总反应截面的实验数据,但与入射粒子可取的能量范围以及可选用的靶核之丰富程度相比,实验上提供的数据仍显得太少。人们以现有的核-核散射实验数据和原子核反应理论为基础,综合考虑核反应的各种物理机制,分析实验数据随入射能量的变化规律,总结出一系列核-核散射总反应截面的半唯象公式。利用这些公式,我们可以推测出现在尚未有实验数据的某些入射能量范围内,在不同靶核上散射的总反应截面用于上述研究领域,例如优化光学模型中的靶核光学势参数等,因而这样的工作有着十分重要的意义。 本文的主要内容是对常用的半唯象公式做了推广应用,并对公式进行了改进,使之能够更准确地描述总反应截面的变化规律。我们首先分析了质量数较大的入射核与靶核散射的实验数据,系统地考察了公式中所含各参数对总反应截面大小的影响。针对不同的入射核,我们调出了几组不同的参数组合,具体地,对以~(12)C、~(16)O为入射粒子的反应,给出一组相同的参数;以~(20)Ne为入射粒子时,单独给出一组参数;当以其它较重的原子核为入射粒子时,给出另外一组参数。由此得到的计算结果与实验数据的符合程度较好。 此外,基于质子-核总反应截面半唯象公式,本文给出了中子-核总反应截面的半唯象公式,用于若干中子-核总反应截面的计算,结果与实验数据符合很好。我们还对质子和中子轰击同一靶核的计算结果进行了对比分析,从两种入射粒子电荷性及其它基本属性的异同和反应机制等方面对两类反应结果的差异和半唯象公式中拟合参数的变化给出了合理解释。


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