Бинарный и тройной кластерный распад ядерных систем средней группы масс тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.16, кандидат физико-математических наук Жеребчевский, Владимир Иосифович

• Жеребчевский, Владимир Иосифович
• кандидат физико-математических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Жеребчевский, Владимир Иосифович

Введение.

Глава 1. Теоретические модели для описания бинарного и тройного кластерного распада составных ядерных систем.

1.1. Статистическая модель для описания процессов бинарного распада компаунд-систем.

1.2. Статистическая модель для описания процессов тройного кластерного распада компаунд-систем.

1.3. Бинарные и тройные кластерные распады ядер в модели жидкой капли при больших угловых моментах.

1.4. Альфа-кластерная модель.

Глава 2. Установка «Спектрометр Бинарных Реакций (БРС)».

2.1. Многопроволочные счетчики низкого давления.

2.2. Ионизационная камера Брэгга (БИК).

Глава 3. Эксперимент Ar + Mg.

3.1. Метод выделения различных каналов реакции с помощью Z3 - Z4 корреляций.

3.2. Анализ угловых 03 - 04распределений.

3.3. Анализ угловых срЗ - ср4 распределений.

3.3.1. Четыре доказательства того, что представленная реакция идет не на ядрах 160 или 12С, а в основном на ядрах 24Mg.

3.3.2. Оценка содержания кислорода в мишени с использованием анализа срЗ - ср4 распределений для процессов с нечетным «потерянным» зарядом.

3.4. Энергетическая калибровка.

3.5. Анализ двумерных распределений: ТКЕ - (срЗ - <р4).

3.6. Двухступенчатая модель реакции и кинематические расчеты для нее.

3.7. Дифференциальные сечения различных выходных каналов. Сечения образования отдельных фрагментов.

3.8. Угловые распределения продуктов реакции.

Глава 4. Эксперимент S + Mg.

4.1. Разделение различных выходных каналов реакции.

4.2. Угловые распределения фЗ - ф4.

4.3. Кислород в мишени.

4.4. Дифференциальные сечения продуктов реакции.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Бинарный и тройной кластерный распад ядерных систем средней группы масс»

Исследования ядерных систем, формирующихся в реакциях с тяжелыми ионами при больших переданных угловых моментах, в ядрах среднего массового диапазона от А = 30 до А = 80, есть одна из интереснейших тем изучения на протяжении последних десятилетий. К тому же, возникновение кластерных конфигураций при распаде таких состояний, создаёт дополнительную интригу в ходе всестороннего анализа динамики делительных процессов указанных ядерных структур. Особенно интересным представляются поиски гипердеформированных конфигураций в делящейся системе, что достаточно хорошо предсказывается и описывается с помощью теоретических моделей [1 - 11], но на сегодняшний день недостаточно полно изучено экспериментально [12]. Такие конфигурации образуются в результате взаимодействия ускоренных тяжелых ионов с веществом мишени, с формированием возбужденной компаунд-системы. Причем процесс формирования может сопровождаться возникновением различных деформированных (супер- и гипердеформации) состояний этих компаунд-систем. Напомним, что под супер-и гипердеформациями следует понимать вытянутые квадрупольные деформации ядер с соотношением большой оси к малой оси эллипсоида вращения 2:1 для супердеформации и 3:1 для гипердеформации (параметр деформации р2 в первом случае составляет ~ 0.6, а во втором ~ 0.8 - 1.0), соответственно. Возбуждение снимается путем испускания компаунд-системой у-квантов, легких заряженных частиц (нуклоны, а-частицы) - это так называемые реакции «слияния - испарения», а также путем распада исходной системы на два фрагмента - это реакции «слияния - деления». В последнем случае может реализовываться как и тройной распад с образованием а-кластерных структур, так и чисто бинарный распад, а также двойной распад, где один из фрагментов будет тоже гипердеформирован, что позволит ему снимать возбуждение посредством испускания у каскадов. Таким образом, ведущая роль в изучении этих процессов отводится методам у- спектроскопии в совокупности с методами спектрометрии заряженных частиц. На практике данная задача решается с использованием больших у-детекторных установок (OSIRIS, Nrdball [13], GASP [14 - 15], Gammasphere [16], Euroball [17]), требующих высокой эффективности регистрации у-квантов и значительного числа отдельных детекторов в сборке для того, чтобы как можно больше у-квантов регистрировалось в отдельном событии. Для более комплексного анализа выделенного канала реакции, эти у-установки работают вместе с детекторами заряженных частиц (см. гл. 2, BRS) от которых требуется высокое пространственное и энергетическое разрешение.

Хронология событий, относящихся к изучению процессов по указанной тематике показывает, что первые исследования начались с 80-х годов

10 прошлого века, когда была открыта супердеформация в ядрах Dy [18]. Затем были предприняты попытки найти гипердеформированные состояния в том же ,52Dy [19 - 20] и в ,47Gd [21]. Однако как показала практика, поиски таких состояний в тяжелых ядрах при больших угловых моментах с помощью методов у-спектроскопии [12], составляют довольно трудоемкую задачу (частично еще и потому, что возникает конкуренция с некоторыми делительными модами реакции). С другой стороны, большой интерес представляет изучение механизмов деления этих состояний и, в частности, тройной кластерный распад (в выходном канале реакции образуются два фрагмента и а-кластер), а также конкуренция этого процесса с чисто бинарным распадом (в выходном канале реакции образуются только два фрагмента). В дальнейшем обзоре будет рассмотрена эволюция экспериментальных данных, начиная с изучения бинарных распадов и заканчивая тройным кластерным делением.

При исследованиях ядерных систем легкой и средней группы масс (Акомп < 80), образующихся в результате реакций взаимодействия тяжелых ионов с ядрами мишени, в отдельных экспериментах обнаружилось в угловом распределении продуктов реакции аномально большое сечение упругого рассеяния под большими углами. После проведения в этом направлении ряда работ [22 - 24] было предложено несколько механизмов, объясняющих причины увеличения выходов фрагментов под большими углами в упругие и неупругие каналы. В частности, данный эффект мог объясняться и как процесс формирования ядерных молекулярных конфигураций, и как реакция с образованием двойной ядерной системы [25], и как упругое компаунд-рассеяние, в котором деление компаунд-ядра происходит обратно в упругий канал. В конечном счете, возобладала гипотеза о том, что это увеличение сечений под большими углами предполагает формирование долгоживущей двойной ядерной системы, имеющей большую деформацию. Эта гипотеза согласуется с моделью, в которой для реакций глубоко неупругих передач два сталкивающихся фрагмента прилипают друг к другу и испытывают конечное вращение перед распадом. В итоге, для описания реакций с тяжелыми ионами при больших переданных угловых моментах, рассматривается два механизма реакции: описанное выше, образование двойной ядерной системы с ее последующим распадом и механизм обычного образования компаунд-системы также с ее дальнейшим распадом [26].

Далее, можно выделить три массовые области образования составных ядерных систем легкой и средней групп масс: область, где формируются достаточно легкие составные системы, с АК0Мп = 20 - 32, область средних составных систем, с АК0Мп = 32 - 56 и область более тяжелых систем, с АКОМп -5680.

Для реакций, приводящих к образованию первой из указанных областей, характерны определенные трудности с установлением механизма формирования выходных фрагментов. Здесь для того, чтобы определить какой из механизмов ответственен за образование конкретного зарегистрированного элемента, рассматривают его кинетические характеристики в совокупности с соответствующими расчетами по статистической модели. Так в [27] для реакции 9Ве + ПВ с помощью описанной процедуры, в экспериментальном спектре скоростей элементов бора удалось выделить две компоненты, характеризующие разные процессы его образования. В дальнейшем, для реакций ю,1 ig + iig р8] анализ энергетических спектров и функций возбуждения продуктов реакции позволил установить реализацию механизма «слияния -испарения» для упомянутых процессов. С другой стороны в реакции ,0В + 10В [28] наблюдалось значительное уменьшение сечения «слияния» по сравнению с расчетным. Привлечение кинематического анализа распределения скоростей отдельных фрагментов, дало основания строить предположения об образовании двойной ядерной системы с последующим ее бинарным распадом. Экспериментальная ситуация несколько упрощается для реакций использующих массово асимметричные входные каналы. Здесь использование инверсной кинематики позволяет довольно четко идентифицировать «ми-шенно-подобные» продукты реакции и, например, для реакций ,7'180 + ,0'ПВ и ,9F + 9Ве из [29] установить бинарную природу распада компаунд ядра А1

I о 11 реакция О + В при энергии пучка Елаб = 63 МэВ). К тому же, для полноты картины в реакциях ,80 + пВи ,70 + ПВ в эксперименте использовалась техника совпадений, с помощью которой выделялись фрагменты реакции (Zj и Z2) согласно Zj + Z2 = ZK0Mn. Важный результат этих исследований заключался в том, что процесс вторичной эмиссии легких заряженных частиц после деления составной системы на два осколка был очень незначительным! Данные, говорящие в пользу образования статистически устойчивой компаунд системы были получены в реакциях ,80 + 10В и 19F + ^е [29] в каждой из которых образовывалось компаунд ядро А1. В указанных случаях проверялась гипотеза Бора, согласно которой распад составного ядра зависит только от энергии, момента количества движения и четности, но не зависит от способа его образования. Проверка состояла в сравнении отношения сечений для различных выходных каналов (при конкретных входных каналах) как функции энергии возбуждения испущенных фрагментов. Полученные результаты, давали основания полагать, что в указанных реакциях образуется, а затем и распадается компаунд-система 28А1.

Теперь рассмотрим массовую область средних составных систем, Акомп = 32-56. Началось все с изучения неупругого рассеяния под задними углами в реакции 20Ne + 12С [30]. Анализируя угловые распределения, было показано, что большинство из их характеристик описывает процессы образования дол-гоживущеи, вращающейся двойной ядерной системы 20Ne + С. Более детальное исследование этой системы сделано в [31], где в функции возбуждения реакции (функция возбуждения реакции - это выход реакции в функции от кинетической энергии) обнаружено резонансное поведение для некоторых выходных каналов. Эти квази-молекулярные резонансы простираются в область, где полная кинетическая энергия в выходном канале согласуется с механизмами образования двойной ядерной системы. Более удачный пример для реализации такого механизма, можно привести из исследований реакции 28Si + ,2С. Изучение этого процесса продолжается на протяжении вот уже более трех десятков лет [32 - 34] и наиболее четко показывает существование долгоживущих двойных ядерных систем в этой реакции, а также демонстрирует сильные резонансные структуры в ее упругих и не упругих выходных каналах [35 - 37]. С другой стороны, предположение о формировании указанных двойных систем можно проверить с использованием идеи о зависимости сечения образования фрагментов от входных каналов реакции (в противоположность гипотезе Бора). Работы в этом направлении были сделаны для ядер 40Са, получающихся в реакциях 24Mg + 160 и 28Si + 12С [38]. Проверялось отношение сечений образования кислорода к углероду для этих реакций как функции их энергии возбуждения. Если образуется компаунд-ядро, с последующим делением, то отношение сечений в выходных каналах в представленных реакциях должны совпадать. В исследуемом случае, сечения не совпадают, что говорит о сильной зависимости распадной системы от входных каналов и, следовательно, не «компаундном» механизме реакции см. графики из [38]). В завершение отметим, что в большинстве случаев, процессы с образованием двойной ядерной системы характеризуются небольшим числом открытых каналов реакции. В дальнейшем, при переходе к более тяжелым составным системам от Акомп = 42 до АК0Мп= 44 число открытых каналов реакции увеличивается, и сечение образования двойной ядерной системы падает, что свидетельствует в пользу механизма образования компаунд-ядер с их последующими распадами. Это хорошо проявляется в реакциях AI + 160 [39], 32S + 12С [40], 28Si +160 [41].

Ядерные реакции, образующие составные системы в массовом диапазоне от Акомп = 44 до Акомп = 56 и далее к большим массам, практически все идут через формирование компаунд-систем и их распад. Так, например, в ре

1Л If лт акциях Р + О [42] и С1 + С [43], образующих компаунд-ядро V, снова проверялась гипотеза о независимости выходных каналов реакции от входных. Эксперименты ставились с учетом равенства энергии возбуждения соответствующих составных систем и сравнительно близкими угловыми мо

11 1А ментами. Обнаруженные сечения образования Си О оказались сравнительно равными величинами, и их значения были намного меньше, чем это предсказывает модель для описания вращающихся двойных ядерных систем. К тому же, отношение сечений углерода к кислороду не показало зависимости выходных каналов реакции от входных, что свидетельствует в пользу статистического распада составной системы, то есть прохождение реакции с помощью образования компаунд-ядра. Далее была хорошо изучена 56Ni компаунд-система, образованная в реакциях 160 (Елаб = 69-87 МэВ) + 40Са [44], 28Si (Елаб = 85- 150 МэВ) + 28Si [45] и 32S + 24Mg [46]. Особенностью данных исследований являлось то, что функция возбуждения упругих и неупругих каналов реакции

28Si + 28Si имела небольшое резонансное поведение, хотя и не столь ярко выраженное. В целом же, для всех указанных реакций характерен механизм «слияния - деления». Наиболее полно это проявляется в ре

ЧЛ A J Ai -1<Ч акции S + Mg, где энергетический спектр возбуждения для канала Mg( S,

28Si)28Si прекрасно согласуется с расчетами по статистической модели с использованием так называемых переходных состояний (модель хорошо описывает распады составного ядра, и подробнее она будет рассмотрена в гл. 1). Для более полного анализа этой реакции, детектировались у-кванты в совпа

ЛЙ дении с Si фрагментами деления, и затем эти у-спектры сравнивались с модельными расчетами. В основном, обнаруженные и предсказанные переходы для специфических состояний в 28Si довольно хорошо согласуются. Еще, качественное сравнение показывает большую заселенность полосы 0J в Si. Предполагается, что эта полоса характеризует сильно вытянутую деформированную структуру [47] и соответствующее увеличение заселенности может являться результатом возникновения относительно деформированных форм для образующихся фрагментов деления. В завершении коснемся экспериментальных исследований энергетического и спинового разделения между выходными фрагментами в реакции 24Mg(32S, ^C^Ti при Елаб = 140 МэВ, где у

19 спектры получены в совпадении с ядрами С [48]. Результаты также показывают статистическую природу этого процесса в хорошем согласии с расчетами по соответствующей теоретической модели.

В реакциях с образованием более тяжелых компаунд систем с Акомп = 56 до Акомп = 80 механизм «слияния - деления» практически полностью доминирует. Это доказывают процессы 35С1 + 24Mg [49 - 50], 32S + 45Sc [51], 32S + 59Co [52], для которых с помощью техники кинематических совпадений определялись выходы фрагментов бинарных распадов. В тяжелых составных системах с Акомп около 80 наблюдается массово-асимметричное деление: реакции 40Са + 40Са [53] и 28Si + 50Сг [54]. Причем массовые распределения фрагментов этих реакций различаются, несмотря на то, что делительные параметры у обеих систем почти одинаковые. Подводя итоги исследований массового диапазона компаунд ядер от 56 до 80 можно отметить еще одну тенденцию в делении этих ядер, а именно, начинающие проявляться эффекты трех-частичного распада с характерными значительными деформациями (гипердеформации) в изучаемых компаунд-системах.

Как было отмечено выше, существует достаточно большое количество теоретических моделей и методов, предсказывающих тройной распад компаунд-систем из гипердеформированных состояний. Если говорить о сравнительно легких системах, то следует упомянуть расчеты для компаунд 36Аг, основанные на микроскопических правилах отбора с помощью SU(3) симметрии [55]. В работе рассматривается распад Аг на два фрагмента и а-кластеры представляющие собой дважды-магические ядра 4Не и ,60 (дважды-магические ядра энергетически стабильнее чем другие и поэтому более предпочтительнее искать кластерные конфигурации в распадах, где один из кластеров имеет полностью заполненную оболочечную структуру). Найдено значительное количество делительных каналов, где может реализовываться такой процесс тройного а-кластерного распада из гипердеформированных состояний. С другой стороны, кластерные распады исследовались с применением Bloch-Brink а-кластерной модели [56]. Расчеты проводились для гипер

•yr JO деформированных состояний в Аг и Сг компаунд-системах. С точки зрения а-кластерной модели эти конфигурации могут описываться как 160 + 160 + а и ,60 + ,60 + 160, соответственно и представлять собой линейно-вытянутую распадную систему. Теория предсказала гипердеформированные резонансные уровни для 36Аг и 48Сг (с соотношением большой оси к малой как 3:1), которые можно отождествить с наблюдаемой резонансной структурой в реакциях ,60+ 20Ne [57] и 24Mg + 24Mg [58]. Хотя в более поздних экспериментах [59] в реакции 24Mg + 24Mg и распада соответствующего компаунд-ядра 48Сг в канал ,60 + 160 + 160 не было обнаружено доказательств реализации такого процесса (три эксперимента с разными энергиями 24Mg, причем в последнем эксперименте измерялись у-спектры для поиска характерных у-переходов в 160). Для более сложной 56Ni компаунд-системы, образо

ЧЛ АО ванной в реакции Si + Si, расчеты по а-кластерной модели не дают удовлетворительного описания резонансных уровней, хотя предсказывают реализацию вытянутых распадных конфигураций составной системы при угловых моментах больше 34h [3].

Довольно качественные предсказания для возникновения гипердефор-мированных конфигураций в компаунд-ядрах и их последующий распад в трех-частичный канал делаются на основе жидко-капельной модели с использованием квази-молекулярных форм [9 - 11]. В данном подходе показано, что для распада компаунд-ядер 44Ti, 48Cr, 56Ni, ^Zn тройные процессы будут конкурировать с бинарными распадами, вследствие понижения их барьера деления при больших переданных угловых моментах (подробнее см. гл. 1).

В более тяжелых компаунд-системах, образованных в реакциях S + 45Sc [51] и 32S +

Со [52], похоже, было обнаружено значительное увеличение выходов фрагментов реакции, соответствующих трех-частичному распаДУ

Также была проведена серия экспериментов по поиску специфических гипердеформированных резонансных состояний в 56Ni, образованном в реак

32 24 32 ции S + Mg при ЕЛаб ( S) = 163 МэВ с помощью у-спектроскопии осколков реакции 44,46Ti [60]. Обработка у-данных продолжается и в настоящий момент. В этой и другой реакции 3бАг + 24Mg [61] большое внимание заслуживает анализ данных по заряженным фрагментам, который может ответить на вопрос о существовании тройных а-кластерных распадов из гипердеформированных состоянии компаунд ядер

56Ni и ^Zn (более подробно см. гл. 3 и 4).

Подводя итог этому обзору, хочется выделить проблемы, задачи в процессе изучения составных ядерных систем, и наметить пути их решения. Основной проблемой возникающей в реакциях с образованием компаунд-систем является конкуренция различных каналов распада. Выбор и исследование из всего многообразия делительных мод нужного канала, будь то бинарный распад на два фрагмента, или тройной кластерный распад - важная задача, решаемая в корреляционных экспериментах с привлечением техники кинематических совпадений, всесторонним анализом экспериментальных данных (необходимо учитывать и определять кинематические характеристики фрагментов реакции), а также с использованием расчетов по соответствующим теоретическим моделям. Еще одна проблема, которая может возникать в таких реакциях это идентификация механизма образования составной системы (реакции могут идти с образованием двойных ядерных систем, а также на ядрах примесей, содержащихся в мишени). Решение данной проблемы состоит в комплексном анализе экспериментальных данных.

В заключение отметим, что применяя хорошо разработанные методы, основанные на расчетах по статистической модели, удается проанализировать и установить природу распада компаунд-систем, образующихся в реакциях с тяжелыми ионами. Также в совокупности с этими теоретическими моделями, анализ экспериментальных данных, сечений образования фрагментов, функций возбуждения и т.д. позволяет довольно точно идентифицировать механизмы образования этих систем. Таким образом, в свете всего сказанного, можно утверждать, что всестороннее изучение процессов распада составных систем формирующихся в ядерных реакциях при различных энергиях налетающего иона, есть довольно сложная и интересная задача. Её решение способно пролить свет на динамику деления, а также исследовать экзотические процессы, возникающие в таких системах.

Основная цель, к которой была направлена данная диссертационная работа, заключалась в конструктивном и всестороннем исследовании бинарных и тройных кластерных распадов компаунд систем mZn и 56Ni образованных в

1/L А ядерных реакциях Ar + Mg и S + Mg, соответственно. В работе анализировались данные, полученные с проведенных многопараметрических корреляционных экспериментов с использованием уникальных детекторных установок. Это позволило довольно существенно продвинуться вперед в понимании процессов, происходящих в этих реакциях.

В главе I настоящей работы описаны теоретические модели и предпосылки для реализации бинарных распадов и тройного кластерного деления из гипердеформированных конфигураций исследуемых компаунд-систем ^Zn и 56Ni.

В главе II приведено подробное описание экспериментального комплекса с соответствующими методами регистрации фрагментов реакции, характерными для различных детекторных модулей указанной экспериментальной установки.

В главах III и IV описан комплексный анализ данных, изучаемых реак

Ч/ А i «Л А 1 ции Ar + и JZS + Mg, с обязательным обсуждением результатов для каждой реакции.

В заключение кратко сформулированы основные результаты представленной работы.

Результаты работы могут быть использованы другими группами и лабораториями, работающими над изучением процессов тройного кластерного распада составных ядерных систем, а также поиском гипердеформированных состояний в них. В частности, группой из Объединенного Института Ядерных Исследований, г. Дубна, Россия, группой из Свободного Университета, г. Берлин, Германия, группой из Университета Ювясюоля, Финляндия, лабораторией Института Гана и Майтнер, Берлин, Германия.

Заключение диссертации по теме «Физика атомного ядра и элементарных частиц», Жеребчевский, Владимир Иосифович

Заключение.

Представленная диссертационная работа была направлена на изучение бинарных и тройных а-кластерных распадов компаунд-систем 60Zn и 56Ni,

Ч / А Л Ю 4 1 сформированных в реакциях Ar+ Mg и S+ Mg при энергиях возбуждения этих систем 88 МэВ и 83.8 МэВ, соответственно. Как видно, значение энергий возбуждения почти совпадают, что делает процессы образования и распада указанных компаунд-систем тождественными и дает возможность в равной мере, с помощью разных реакций, подойти к изучению вопроса о механизмах деления этих систем.

Опираясь на теоретические модели, представляющие распад составной ядерной системы как статистический процесс и используя формализм а-кластерной модели и обобщенной модели жидкой капли, а также предсказания Harvey, была построена доказательная база для последующих экспериментальных поисков гипердеформированных состояний в ядрах 60Zn и 56Ni. Эти эксперименты выполнялись на комбинированных детекторных установках для регистрации заряженных частиц и у-квантов: БРС - OSIRIS и БРС - Euroball. Отличительной особенностью этих установок являлось то, что входящие в их структуру детекторные телескопы БРС могли работать и как триггер для 4я-детекторов у-частиц OSIRIS, Euroball, и как независимые детекторные системы. Причем информация, полученная с этих модулей, используется для идентификации типа регистрируемых фрагментов реакции, определения их кинематических характеристик, энергии, и выделения соответствующих выходных каналов. Таким образом, все эти данные позволяют всесторонне и комплексно исследовать делящиеся системы и делать выводы о реализации того или иного вида распада.

В реакции 36Ar + 24Mg с образованием ^Zn применение методики Z3 -Z4 корреляций позволило четко выделить различные выходные каналы деления компаунд-системы, и с помощью анализа узких и широких компонент в фЗ - ф4 распределении определить два различных механизма распада ядра 60Zn: бинарный распад на два фрагмента и тройной а-кластерный распад (распад на два фрагмента и а-кластер между ними). Детальный анализ данных (выработан специальный алгоритм определения примесей в мишени) способствовал исключению влияния примесей в мишени на объяснение механизмов реакции. Дальнейшие кинематические расчеты для тройного а-кластерного распада позволили предложить двухступенчатый механизм деления ядра согласно которому на первом этапе происходит образование системы из двух осколков, а на втором - испускание а-кластеров назад одним из осколков. К тому же, с помощью специально разработанной процедуры энергетической калибровки данных с Ионизационной Камеры Брэгга, были получены энергии фрагментов и обнаружена значительная концентрация экспериментальных событий для тройного деления в области «высоких» энергий. Этот феномен тоже хорошо объясняется с применением двухступенчатой схемы распада. Определение сечений различных выходных каналов позволило обнаружить «четно-нечетный» эффект. Эффект заключается в превышении сечения выходных каналов распада, образованных фрагментами с четными Z над сечениями выходных каналов, образованных фрагментами с нечетными Z. Он может быть объяснен с применением статистической модели распада компаунд-систем, в которой выходы продуктов реакции зависят от энергии реакции (Q), а в нашем случае Q-реакции на 5 - 10 МэВ больше для четных каналов распада, что и предопределяет их большую вероятность возникновения. Здесь же, следует упомянуть о практически равных сечениях для бинарного распада с последующим испусканием 2-х, 3-х а-частиц и сечений для тройного кластерного распада тоже с испусканием 2-х и 3-х а-частиц, что хорошо согласуется с предсказаниями по обобщенной модели жидкой капли о равенстве барьеров деления в обоих случаях. В заключении анализ угловых распределений продуктов реакции позволяет делать выводы о способе образования делящейся системы, и свидетельствует в пользу механизма формирования компаунд-ядра с его последующим распадом.

В реакции 32S + 24Mg с образованием 56Ni для анализа данных была использована аналогичная методика Z3 - Z4 корреляций, что привело к обнаружению интересного эффекта в фЗ - ф4 распределении. Помимо упомянутых узких и широких частей в этих распределениях, наблюдался аномально большой выход событий в каналах, интерпретировавшихся как тройной а-кластерный распад (узкая компонента в корреляциях фЗ - ф4 при A Z = 6). Применение методики разработанной для определения содержания примесей в мишени, позволило однозначно их идентифицировать (в мишени содержится кислород), и сделать вывод о наличии еще одного входного канала исследуемой реакции, а именно: 32S + 160. Следовательно, теперь можно изучать распады двух составных систем - 56Ni и 48Сг в соответствующие бинарные и тройные каналы. Анализ дифференциальных сечений выходных каналов распада компаунд-ядра 56Ni, позволил выявить тот же самый «четно-нечетный» эффект, как и в предыдущей реакции объясняющийся на основе статистической модели с привлечением величин энергии реакции.

Таким образом, использование уникальных свойств экспериментальной установки дало возможность довольно широко рассмотреть процессы

Л ^Л распада составных систем, образованных в реакциях Аг + Mg и S + Mg. Представленная методика позволила четко выделять и исследовать различные типы распада этих систем, что придало большой импульс для изучения процессов формирования гипердеформированных конфигураций в компаунд-системах с большим угловым моментом и последующим их тройным а-кластерным делением. Следующим шагом на пути к пониманию таких сложных ядерных реакций будет всесторонний анализ данных с у-детекторных модулей по поиску у-каскадов испускаемых этими гипердеформированными образованиями. Это сможет еще больше укрепить веру в их реальное существование и продвинуться вперед в изучении экзотических процессов распада составных ядерных систем.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Жеребчевский, Владимир Иосифович, 2007 год

1. S. Cohen, F. Plasil and W. J. Swiatecki, Ann. Phys. 82 (1974), 557.

2. S. Cohen and W. J. Swiatecki, Ann. Phys. 22 (1963), 406.

3. J. Zhang, A. C. Merchant, and W. D. M. Rae, Phys. Rev. С 49 (1994) 562 and W.D.M. Rae in Proc., 5th Intern. Conf. on Clustering Aspects in Nuclear and Sub-nuclear Systems 1988, Kyoto, Prog. Theor. Phys. (Jap.), ed. K. Ikeda, (1989) p. 80.

4. G. Leander and S. E. Larsson, Nucl. Phys. A 239 (1975), 93.

5. S. Aberg, H. Flocard and W. Nazarewicz, Ann. Rev. Nucl. Science, Vol. 40,439 (1990).

6. S. Aberg and L. O. Joensson, Z. Phys. A 349,205 (1994).

7. Ragnarsson, S. Aberg and R.K. Sheline, Phys. Scr. 24,215 (1981). 8.1. Ragnarsson, S.G. Nilsson and R.K.Sheline, Phys. Rep. 45,1 (1978).

8. G. Royer and F. Haddad, J. Phys. G 21,339 (1995).

9. G. Royer, J. Phys. G 21,249 (1995).

10. G. Royer, F. Haddad and J. Mignen, J. Phys. G 18,2015 (1992).

11. B. Herskind et al., 2003, in «Achievements with the Euroball spectrometer», eds. W.Korten and S. Lunardi.

12. B. Herskind et al., Nucl. Phys. A 477,353 (1985).

13. GASP Collaboration Report. INFN/BE-90/11 (1990).

14. C. Rossi-Alvarez. Nucl. Phys. News Europe 3(3), 10 (1993). 16.1.Y. Lee. Nucl. Phys. A 520,641v (1990).

15. J. Simpson. Z. Phys. A 358, 139 (1997).

16. P.J. Twin et al., Phys. Rev. Lett. 57,811 (1986).

17. A. Galindo-Uribarri et al., Phys. Rev. Lett. 71,231 (1993).

18. G. Viesti et al., Phys. Rev. С 51,2385 (1995).

19. D.R. La Fosse etal., Phys. Rev. Lett. 74,5186 (1995).

20. P. Braun-Munzinger, J. Barrette, Phys. Rep. 87 (1982) 209.

21. K. Grotowski, Z. Majka, R.R. Bettis, et al., Phys. Rev. C31,1214 (1984).

22. P. Braun-Munzinger, G.M. Berkowitz, T.M. Cormier, et al., Phys. Rev. Lett. 38,944(1977).

23. D. Shapira, R. Novotny, Y.D. Chan, et al., Phys. Rev. Lett. 114 В, 111 (1982).

24. S. J. Sanders, A. Szanto de Toledo and C. Beck, Phys. Rep. 311,487 (1999).

25. L. Fante, R.M. Anjos, N. Carlin, et al., Nucl. Phys. A 552,82 (1993).

26. M.M. Coimbra, R.M. Anjos, N. Added, et al., Nucl. Phys. A 535,161 (1991).

27. R.M. Anjos, N. Added, N. Carlin, et al., Phys. Rev. C49,2018 (1994).

28. D. Shapira, J.L.C. Ford, R.G. Stokstand, et al., Phys. Rev. Lett. 43, 1781 (1979).

29. D. Shapira, J.L.C. Ford, Jr., J. Gomez del Campo, Phys. Rev. C26,2470 (1982).

30. D. Shapira, R. Novotny, Y.D. Chan, et al., Phys. Lett. 114 В, 111 (1982).

31. D. Shapira, D. Schull, J.L.C. Ford, et al., Phys. Rev. Lett. 53,1634 (1984).

32. A. Ray, D.D. Leach, R. Vandenbosch, et al., Phys. Rev. Lett. 57,815 (1986).

33. J. Barrette, M.J. LeVine, P. Braun-Munzinger, et al., Phys. Rev. C20, 1759 (1979).

34. M.R. Clover, B.R. Fulton, R. Ost, R.M. DeVries, Phys. Rev. Lett. 40, 1008 (1978).

35. R. Ost, M.R. Clover, R.M. DeVries, et al., Phys. Rev. C19,740 (1979).

36. A. Ray, S. Gil, M. Khandaker, et al., Phys. Rev. C31,1573 (1985).

37. D. Shapira, J.L.C. Ford, Jr., J. Gomez del Campo, P.H. Stelson, Phys. Rev. C21, 1824(1980).

38. R. Planeta, P. Belery, J. Brzychczyk, et al., Phys. Rev. C34,512 (1986).

39. J.M. Oliveira, A. Lepine-Szily, A.C.C. Villari, et al., Phys. Rev. C53, 2926 (1996).

40. A. Ray, D. Shapira, H.J. Kim, et al., Phys. Rev. C44,514 (1991).

41. C. Beck, B. Djerroud, B. Heusch, et al., Z Physik A 334,521 (1989).

42. S.J. Sanders, R.R. Betts, I. Ahmad, et al., Phys. Rev. C34,1746 (1986).

43. R.R. Betts, H.-G. Clerc, B.B. Back, et al., Phys. Rev. Lett. 46,313 (1981).

44. S.J. Sanders, D.G. Covar, B.B. Back, et al., Phys. Rev. C40,2091 (1989).

45. F. Glatz, P. Betz, J. Siefert, et al., Phys. Rev. Lett. 46, 1559 (1981).

46. S.J. Sanders, B.B. Back, R.V.F. Janssens, et al., Phys. Rev. C41,1901 (1990).

47. S. Cavallaro, C. Beck, E. Berthoumieus, et al., Nucl. Phys. A 583,161 (1995).

48. R. Nouicer, C. Beck, D. Mahboub, Z Physik A 356, 5 (1996).

49. P. Boccaccio, P.K. Mwose, L. Vannucci, et al., II Nuovo Cimento 106, 379 (1993).

50. G. Vannini, I. Massa, L. Lavagnini, et al., Europhys. Lett. 7,311 (1988).

51. P.M. Evans, A.E. Smith, C.N. Pass, et al., Nucl. Phys. A 526,365 (1991).

52. P.M. Evans, A.E. Smith, C.N. Pass, et al., Phys. Lett. B, 229,25 (1989).

53. A. Algora, J. Cseh, J. Darai, P.O. Hess, Phys. Lett. B, 639,451 (2006).

54. W.D.M. Rae, A.C. Merchant, Phys. Lett. B, 279,207 (1992).

55. J. Schimizu, W. Yokota, T. Nakagawa, et al., Phys. Lett. В 112,323 (1982).

56. A.H. Wuosmaa, R.W. Zurmuhle, P.H. Kull, Phys. Rev. С 41,2666 (1990).

57. A.S.J. Murphy, R.A. Le Marechal, S.J. Bennet, Phys. Rev. С 53, 1963 (1996).

58. S. Thummerer, B. Gebauer, H.G. Bohlen, W. von Oertzen, et al., Phzsica Scripta. Vol. T88,114(2000).

59. S. Thummerer, B. Gebauer, W. von Oertzen, M. Wilpert, II Nuovo Cimento 111, 1077(1998).

60. А.Г. Ситенко, Теория ядерных реакций, Москва, Энергоатомиздат, 1983, с. 352.

61. S. J. Sanders, Phys. Rev. С 44,2676 (1996).

62. F. Puhlhofer, Nucl. Phys. A 280, 267 (1977).

63. C. Beck, D. Mahboub, R. Nouicer, et al., Phys. Rev. С 54,227 (1996).

64. К.A. Farrar, S. J. Sanders, A.K. Drummer, et al., Phys. Rev. С 54,1249 (1996).

65. Т. Matsuse, С. Beck, R. Nouicer, D. Mahboub, Phys. Rev. С 55, 1380 (1997).

66. W. Hauser, H. Feshbach, Phys. Rev. 87,366 (1952).

67. A. Bohr, B.R. Mottelson, Nuclear Structure (Benjamin, New York, 1969), Vol.1.

68. В. Gebauer et al., «Search for y-Ray Transitions in Hyper-deformed 4N-Nuclei with A = 36 44», Euroball III proposal 98.31,1998.

69. V. Zherebchevsky, W von Oertzen, D. Kamanin, B. Gebauer, et al., Physics Letters B, 646, iss.l, 12 (2007).

70. О. Бор, Б. Моттельсон, Структура атомного ядра, т. 2, Москва, Мир, 1977.

71. С. Beck, A. Szanto de Toledo, Phys. Rev. С, Vol. 53, N4,1989 (1996).

72. H.J. Wiebecke, M. Zhukov, Nucl. Phys. A 351,321 (1981).

73. D.M. Brink, edited by C. Bloch, in «Proc. of the Int. School of Physics, Enrico Fermi Course XXXVI (Varenna)», p. 247 (1966).

74. D.M. Brink, E. Boeker, Nucl. Phys. A 91,1 (1967).

75. M. Harvey. In «Proc. 2nd Int. Conf. on Clustering Phenomena in Nuclei», p. 549, College Park, Maryland (1975).

76. S. Thummerer, Dr. Thesis, Freie Universitaet, Berlin, 1999.

77. B. Gebauer, Th. Kirchner, M. Wilpert, Th. Wilpert, H. Kluge, W. von Oertzen, «in Proc. Int. Conf. on the Future of Nucl. Spectroscopy», Crete, Greece, eds. W. Gelletly et al., p. 168,1993.

78. B. Gebauer et. al., "Ancillary detectors and devices for Euroball". (Edited by H. Grawe), 1998.

79. C. Schulz, Diplomarbeit, Hahn Meitner Institut, Berlin, 1995.

80. B. Gebauer, «it Achievements with the Euroball spectrometer», eds. W. Korten and S. Lunardi, p. 135,2003.

81. Th. Kirchner, Dr. Thesis, Freie Universitaet, Berlin, 1994.

82. G. Charpak, et al., Nucl. Instr. Meth., 148,471 (1978).

83. К. Клайнкнехт,«Детекторы корпускулярных излучений», М., «Мир», 1990.

84. С. R. Gruhn, et al., Nucl. Instr. Meth., 196, pp. 33-40 (1982).

85. В.И. Жеребчевский, В фон Оертцен, К.А. Гриднев, Д.В. Каманин, Вестник СПбГУ, серия 4,2007, вып.1, стр. 113-117.

86. V.I. Zherebchevsky, W von Oertzen, D. V. Kamanin, Pis'ma v ZhETF, vol. 85, iss. 3,168 (2007).

87. V.I. Zherebchevsky, W. von Oertzen, B. Gebauer, et al., 70. Jahrestagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. Munich 2006.

88. H. Morgenstern et al. Z. Phys. A 313 (1983) 39.1. Благодарности.

89. В процессе работы над представленным научным трудом его создатель получил неоценимую помощь и поддержку многих своих коллег и друзей. Автор считает своим долгом выразить благодарности:

90. Профессору Гридневу Константину Александровичу за всеобъемлющее научное руководство, содержательные дискуссии в отношении данной работы и критические замечания, сделанные по существу описанных проблем.

91. Своим коллегам Каманину Дмитрию Владимировичу и Ефимову Георгию из Лаборатории Ядерных Реакций Объединенного Института Ядерных Исследований за плодотворное сотрудничество и решение многих общих проблем возникавших в ходе создания этой работы.

92. Своим коллегам из берлинского Института Гана и Майтнер Тц. Кока-ловой, Г.Г. Болену, К. Вэлдону, Б. Гебауэру, К. Шульцу, С. Алимову и конечно Татьяне Дорщ за обширные дискуссии, критику и помощь в работе.

93. Своим коллегам из Института Физики Санкт-Петербургского Государственного Университета Торилову С. Ю. и Краснову Л. В., за обсуждение и ценные замечания, сделанные в ходе подготовке данной работы.

94. Своим друзьям из России и Германии за моральную и духовную поддержку, оказанную на протяжении всего времени работы над диссертацией.

95. В заключении автор произносит особые слова благодарности своей Семье за ту неповторимую атмосферу согласия, понимания и заботы, которая окружала автора все время работы над создаваемым им научным трудом.