应用屏栅电离室测量^(16)O(n,α)^(13)C反应的模拟研究

基于Geant4建立了一套利用屏栅电离室测量^(16)O(n,α)^(13)C反应的模拟方法,能预测不同入射中子能量、不同屏栅电离室结构、不同工作气体和样品参数等实验条件下屏栅电离室测量到的阴极-阳极幅度2维谱。为了验证该模拟方法的可靠性,在北京大学4.5 MV静电加速器上开展了实验,实验所用的中子能量为5.06 MeV,工作气体为0.3 MPa的Ar与体积分数为3.45%CO 2组成的混合气体(其中的氧作为待测样品)。实验测得了屏栅电离室的阴极阳极幅度2维谱,且模拟与实验结果吻合较好。基于此模拟方法提出了一套实验条件的优化方案,可为下一步在宽能区精确测量^(16)O(n,α)^(13)C反应截面提供参考。

^(12)C^(16)O精确的半经验势能面、振转光谱及温度压强效应研究

伴随高超音速飞行器、无接触诊断等技术的快速发展,更多分子谱带被激发,对高温高压下的振转光谱数据需求急剧增加,加之高灵敏、高分辨激光光腔衰荡(CRDS)、可调谐半导体激光吸收(TDLAS)等光谱技术的快速进步,相应分子的振转光谱研究被进一步推进。CO作为高温燃烧的重要产物,对其研究首当其冲。首先利用实验决定的(ν<41)^(12)C ^(16)O基态Dunham参数,通过Rydberg-Klein-Rees(RKR)方法,反演出分子平衡核间距附近的局域离散势能点;接着将其拟合到十多个常见的解析势能函数(PEF),发现SPF和Morse函数具有较好的拟合精度,但在长程上依然不符合物理要求;在此基础上结合实验获得的解离能对长程进行校正,构建了一个全新的、半经验、全局、解析势函数Revised-Morse,并通过多参考组态相互作用理论(MRCI)确认了其合理性,该函数既能精确再现低振动态能级,也能合理预测未知高振动态能级,且具有精确的解离极限。接着通过multireference averaged coupled-pair functional(ACPF)理论方法结合差分技术,得到了三种电场下^(12)C ^(16)O基态(ν<63)的偶极矩面(DMs)。基于构建的Revised-Morse势函数和DMs,通过求解一维薛定谔方程得到了直到解离极限的振转能级,计算结果与文献值十分吻合,表明Revised-Morse函数是十分可靠的。基于此得到了常温下所有的跃迁谱线位置,ν<63时的爱因斯坦系数、谱线强度等光谱数据,计算值与HITRAN数据库中的结果几乎完全一致,同时振动跃迁偶极矩、辐射寿命、离心畸变等光谱常数也被一并获取。该研究不仅完美再现了已知谱带,还预期了几十万条新的跃迁谱线,一些新的光谱参数也被报道,可为光谱探测提供参考。为建立基于^(12)C ^(16)O的测温模型,继续考察了温度直到9000 K的配分函数,模拟了不同温度下的振转光谱,以20000 cm^(-1)(对数坐标)以下和ν0-1带(线性坐标)的线状谱图为示例说明了谱线随温度的变化情况,并提出了几种可能的测温方案线索。最后考察了压强对振转谱线的影响。

低能区的^16O＋^12C散射折叠模型研究

基于12C和16O原子核的α粒子结构,利用α粒子折叠模型对较低能区的16O+12C弹性散射进行了研究计算。计算结果表明,α粒子折叠模型能较好地描述低能区的16O+12C弹性散射角分布实验数据。折叠模型光学势的虚部对小射角区影响很小,但对大射角区的截面计算有一定的影响。

二氧化碳非对称同位素^(16)O^(12)C^(17)O00011~00001跃迁带的高温谱线强度

利用本文计算所得配分函数和实验振动跃迁矩平方及Herman-Wallis因子系数,我们计算了二氧化碳同位素16O12C17O分子00011~00001跃迁在296 K和3000 K的线强度.结果显示,在296 K和3000 K时,计算所得线强度与HITRAN数据库提供的数据均符合较好.表明高温下的分子配分函数和线强度的计算是可靠的.从而进一步计算了二氧化碳同位素16O12C17O的00011~00001跃迁在4000 K和5000 K高温下的线强度及模拟光谱.

在独立α集团模型下对^(16)O(p,pα)^(12)C敲出反应的研究

论述了独立 α集团模型下敲出反应机制 ,并在此基础上 ,通过拟合弹性散射的实验数据 ,推导出折叠势 ,并计算出敲出反应1 6 O(p,pα) 1 2 C的微分截面 ,得到的结果与实验符合得相当好 ,并取得了一些有价值的结果 .

极高温度下^(15)N(p,α)^(12)C与 ^(15)N(p,γ)^(16)O两反应道分支比的计算

作者计算了在不同温度(非共振情况)下,15N(p,α)12C与15N(p,γ)16O两反应道的分支比.在(2～3)×107K温度范围内,其分支比值R约为6.827×102.作者认为,表明在CNO循环中,核反应15N(p,γ)16O可以忽略,并直接影响13N,15O,17F和18F太阳中微子的流量.

^(12)C原子核α粒子跃迁密度的研究

从 12 C原子核的α粒子结构观点出发 ,将 12 C原子核跃迁形状因子分解成核内α粒子的跃迁形状因子和α粒子本身的形状因子的乘积 .利用已知的原子核跃迁密度 ,得出了12 C原子核α粒子跃迁密度分布的解析式 .该跃迁密度能很好地拟合 12 C原子核跃迁形状因子实验数据 .

关于^(12)C+^(16)O反应的三体出射道的研究

我们用两个带电粒子符合方法研究了能量为56MeV的^(16)O轰击^(12)C的三体反应出射道,分别得到了两个不同的三体出射道:α_1+α_2+^(20)Ne和p+α+^(23)Na的反应Q值谱,两道之间的比为8:1,同时得到了α_1+α_2两维符合事件的投影谱,结果显示α+^(24)Mg是α_1+α_2+^(20)Ne出射道的主要中间过程。理论分析告诉我们,两体的两步连续衰变与剥裂机制的统计计算相加,满意地和实验能谱符合,但是,从运动学计算来说,~8Be_(1st)+^(20)Ne~*,然后~8Be_(1st)→α_1+α_2的连续衰变机制也是不能完全排除的。

46.8MeV的+^(12)C非弹性散射

在Glauber多重散射理论框架下,使用跃迁密度方法和三种N-N湮没势,计算了46·8MeV的反质子在^(12)C上的非弹性散射微分截面.理论曲线与实验数据符合得较好.

中能p-^(12)C散射截面和自旋量的研究

应用Glauber多次散射理论,对于p^-^(12)C弹性散射微分截面和自旋观测量在整个中能区进行了系统性的计算。与实验结果比较显示,理论与实验间有一定的偏离。