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X-γ 射线符合测量方法在垒下熔合反应障碍中的应用研究

报告人：胡世鹏 指导教师：张焕乔 院 士 1 吴晓光 研究员 1 孙慧斌 教 授 2 1. 中国原子能科学研究院 2. 深圳大学. X-γ 射线符合测量方法在垒下熔合反应障碍中的应用研究. 主要内容. 1. 研究背景和意义. 2. 研究的方法. 研究结果与结论. 3. 总结与展望. 4. 研究背景与意义. 由于垒下熔合反应涉及到量子隧道穿透和库伦势垒内部核势特性等基本问题，所以有必要去验证以及检验垒下熔合障碍的普遍性！！！.

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X-γ 射线符合测量方法在垒下熔合反应障碍中的应用研究

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  1. 报告人：胡世鹏 指导教师：张焕乔 院 士1 吴晓光 研究员1 孙慧斌 教 授2 1. 中国原子能科学研究院 2. 深圳大学 X-γ射线符合测量方法在垒下熔合反应障碍中的应用研究

  2. 主要内容 1 研究背景和意义 2 研究的方法 研究结果与结论 3 总结与展望 4

  3. 研究背景与意义 由于垒下熔合反应涉及到量子隧道穿透和库伦势垒内部核势特性等基本问题，所以有必要去验证以及检验垒下熔合障碍的普遍性！！！ 进行垒下熔合反应研究中需要解决的基本问题之一：截面的测量 垒下重离子熔合反应指的在小于库伦位垒反应条件下 发生的重离子熔合反应。近年来，实验上观察到一个有趣的现象：稳定核束靶组合系统在极深垒下能区测量的熔合截面明显低于用耦合道理论的计算值。这一现象称之为垒下熔合障碍。 Phys.Rev.Lett 03,232702(2009) Phys.Rev.Lett 89,052701(2002)

  4. 当剩余核通过电子俘获的方式衰变时，可以将对γ射线的测量与对X射线测量结合起来，以降低实验本底，提高测量精度。当剩余核通过电子俘获的方式衰变时，可以将对γ射线的测量与对X射线测量结合起来，以降低实验本底，提高测量精度。 测量截面的方法

  5. 测量基本原理 利用原子核电子俘获衰变过程中特征X射线与退激过程 中发射的特征γ射线之间的符合关系，应用符合测量的 基本方法来降低本地，提高测量精度！

  6. 熔合截面计算的原理 Nc为X-γ符合事件数； 为子核的衰变常数； Nt 为靶核的 个数； I为束流的强度； ε（ εX ）是γ（X）射线的绝对探测效率； f（fX ）是γ（X）射线的绝对强度。 t1是指的是辐照时间， t2指的是从辐照结束到离线测量开始； t3指的是离线测量的时间。 截面测量的关键在于符合计数的获取！

  7. X-γ射线符合测量系统 • 测量系统组成 • 测量终端 • N型HPGe探测器 • 平面型HPGe探测器 • 符合逻辑电路 • Midas获取系统 测量终端与符合逻辑电路 数据获取与记录

  8. N型HPGe探测器 铅室 铁台 小平面探测器 探测器支架

  9. 符合电子学系统 数据获取与记录

  10. 后期数据的分析 开窗 Y MATRIX 平面型HPGe探测器 X N型HPGe探测器

  11. 研究结果与讨论 稳定核束靶系统 Vc=66MeV 200Pb +2n 21.5 hr 实验的基本条件如下 Tl 70.83keV(59.2%) 72.87keV(100%) 82.58keV(34.4%) 84.59keV(10.2%) 199Pb +3n 1.5 hr • 束流能量：84MeV 束流强度：100pnA • 靶：186W 270 g/cm2 丰度99.79% 衬底：27Al 1.77um • 辐照时间：3.5 h 符合测量时间：12 h 198Pb +4n 2.4 hr 16O+186W202Pb  197Pb +5n 0.14 hr • 束流能量：72MeV 束流强度：92nA • 靶：186W 271 g/cm2 丰度99.79% 衬底：27Al 1.77um • 辐照时间：30 min 符合测量时间：20h 196Pb +6n 0.62 hr

  12. 单能谱 图(a) 84MeV条件下，常规型高纯锗记录的单谱；(b)低能射线能区的局部放大图。

  13. 结论一： X-γ符合测量方法较好的降低实验本底，突出峰康比。 符合开窗谱 图(a) 与Tl的特征Kx射线符合的能谱；(b)与198Pb的特征γ射线173.4keV符合的x能谱。

  14. 结论二： 从测量结果中提取的剩余核的半衰期与标称值相一致。 参考值： 198Pb的半衰期为 197Pb的半衰期为 查询的方式主要是基于Lawrence Berkeley National Laboratory推出的1998版“Table of Isotopes”以及“Nuclear Data Sheets”

  15. 结论三： 影响截面测量的主要因素来自于γ射线的康普顿散射的影响。 本底 199Pb （353.4keV） 198Pb （173.4keV ） 开窗前 72MeV 开窗后 束流能量72MeV时与X射线符合的γ能谱局部示意图

  16. （1）参考值为文献（ Phys. Rev. C，1995，52 (6) ）给出的总熔合反应截面值

  17. 总结与展望 结论 X-γ符合测量方法能较好的降低实验本底。 提取的剩余核的半衰期与已评价值一致 截面测量值与其他方法测量结果相符 本工作中所构建的X-γ符合测量系统是可靠的

  18. 总结 与 展望 掌握了X-γ符合测量熔合反应截面的方法 解决了测量中的许多的实际问题，积累了测量经验 将完成库伦位垒以下熔合截面的测量工作 将来作为独立的测量终端与三期串列升级后加速配套工作 THANK YOU!

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