[發(fā)明專利]一種探測原子核內(nèi)部物質(zhì)結(jié)構(gòu)的裝置及其方法

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• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN109143311A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周霞;魏源;馬丹陽;李加興
• 申請（專利權(quán)）人: 西南大學(xué)
• 主分類號: G01T1/29
• 分類號: G01T1/29
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于原子核物理實驗研究領(lǐng)域，涉及一種探測原子核內(nèi)部物質(zhì)結(jié)構(gòu)的裝置及其方法。該裝置從左至右依次包括兩塊平行板雪崩探測器，所述的平行板雪崩探測器后裝有一個硅探測器，所述的硅探測器后裝有一個靶核，所述的靶核后裝有兩塊硅微條探測器，所述的硅微條探測器后裝有一個CsI晶體望遠鏡陣列。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，利用各探測器得到的數(shù)據(jù)，經(jīng)計算后可得原子核內(nèi)部物質(zhì)結(jié)構(gòu)信息，具有準(zhǔn)確性和可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于原子核物理領(lǐng)域，涉及一種物理實驗裝置及方法，具體涉及一種探測原子核 內(nèi)部物質(zhì)結(jié)構(gòu)的裝置及其方法。

背景技術(shù)

中子核反應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用使原子核結(jié)團結(jié)構(gòu)的研究有了一定突破。基于中子核反應(yīng)，實驗 中入射粒子和靶核碰撞后發(fā)生碎裂反應(yīng)，用探測器測量碎裂產(chǎn)物，通過對碎裂產(chǎn)物反推可以 重建碎裂前的激發(fā)能譜，激發(fā)能同原子核的結(jié)合能大小可以相提并論，從而得到核的結(jié)團結(jié) 構(gòu)。但是中子的產(chǎn)生和測量實驗局限性很大，能量越大，得到的碎裂產(chǎn)物越精細，所以通過 實驗無法得到原子核的精確結(jié)構(gòu)，因此不能對建立的核結(jié)構(gòu)理論進行有效的實驗驗證。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的在于提供一種探測原子核內(nèi)部物質(zhì)結(jié)構(gòu)的裝置及 其方法，具有實驗裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，計算方便，實驗結(jié)果準(zhǔn)確等特點。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

提供一種探測原子核內(nèi)部物質(zhì)結(jié)構(gòu)的裝置，包括兩塊平行板雪崩探測器，所述的平行板 雪崩探測器后裝有一個硅探測器，所述的硅探測器后裝有一個靶核，所述的靶核后裝有兩塊 硅微條探測器，所述的硅微條探測器后裝有一個CsI晶體望遠鏡立體多單元m×n(m，n 為正整數(shù))陣列。

進一步，所述的兩塊平行板雪崩探測器雙維位置靈敏。

進一步，所述的硅探測器與平行板雪崩探測器平行且?guī)缀沃行脑谕粭l直線上。

進一步，所述的靶核材料可以根據(jù)所測量粒子種類進行選擇，厚度也可以根據(jù)所測量粒 子種類進行選擇，與硅探測器平行且?guī)缀沃行脑谕粭l直線上。

進一步，所述的兩塊硅微條探測器相互垂直，可以根據(jù)需要調(diào)整與靶核的距離來獲得不 同的發(fā)射角，與靶核的幾何中心在同一條直線上。

進一步，所述的CsI晶體望遠鏡立體多單元m×n(m，n為正整數(shù))陣列，根據(jù)測量內(nèi)容的不同可以選擇單元的多少，同時可以調(diào)整與靶核的距離，獲得能夠覆蓋實驗所需的立體 發(fā)射角，與靶核平行且?guī)缀沃行脑谕粭l直線上。

本發(fā)明所述的探測原子核內(nèi)部物質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于按照以下步驟進行：

(1)根據(jù)物理目標(biāo)，選擇要研究的原子核作為入射束流，進入權(quán)利要求1所述的一種探測 原子核內(nèi)部物質(zhì)結(jié)構(gòu)的裝置。

(2)所選擇的原子核束流進入兩塊平行板雪崩探測器后，可得出入射原子核束流中每個粒 子的運動方向。

(3)所選擇的原子核束流飛出平行板雪崩探測器后進入硅探測器，可得出能量損失ΔE信 號，結(jié)合粒子的飛行時間譜進行束流在靶核前的粒子鑒別，可以鑒別出原子核束流中的不同 粒子。

(4)用鑒別出的原子核束流，打擊靶核，當(dāng)束流中的某些原子核粒子和靶核碰撞時，有一 定的反應(yīng)幾率被布局到具有結(jié)團結(jié)構(gòu)的激發(fā)態(tài)，發(fā)生破裂反應(yīng)。破裂的反應(yīng)過程可表述為： P+T→B^*+3，B^*→1+2。其中，P代表了炮彈核，T代表了靶核，B代表目標(biāo)核，1、2、 3分別代表了3種末態(tài)粒子。

(5)破裂產(chǎn)物集中在前角區(qū)，利用硅微條探測器和CsI晶體望遠鏡立體多單元m×n(m， n為正整數(shù))陣列測出它們碎片的能損ΔE-能量E譜，并分辨出各碎片的種類。