弱束缚核9Be在库仑位垒附近的熔合反应机制研究

Nuclear reaction products at different beam energies around the Coulomb barrier will be investigated by the bombardment of laminated 197Au and 180W targets with 9Be projectiles at Heavy Ion Research Facility in Lanzhou(HIRFL).The count of γ rays of interest will be obtained using the offline Kx-γ coincidence spectra and γ-ray spectra measured after the irradiation.On this basis,cross sections of complete fusion,incomplete fusion,and neutron transfer reaction at different bombarding energies can be deduced, using the information of incident particle number,the target thickness,as well as the count of γ rays of interest after the efficiency correction.The complete fusion suppression factor will be obtained through the comparison of experimental data with theoretical values of FRESCO code.Using the experimental data to be obtained in this project and other research results in the literature,the issues regarding incomplete fusion probability,complete fusion suppression factor,and effects of breakup and transfer channels in the fusion reactions induced by the weakly bound nuclei will be systematically studied. A critical understanding of the fusion mechanism with weakly bound projectiles like 9Be is very significant for the understanding of nucleosynthesis process in the astrophysical reactions and for the production of new nuclei near the drip lines.

基于兰州重离子加速器，通过9Be束流轰击197Au和180W叠层靶，得到库仑位垒附近不同能量点下的反应产物。离线测量生成核的放射性，利用γ射线与Kx射线的符合谱或单谱分析目标核衰变放出的特征射线。效率修正后的射线计数反映了实际生成原子核的个数，与入射粒子数和单位面积靶核数成正比，比例系数即为相应能量点下的反应截面。提取9Be与两种靶子反应的非完全熔合截面、完全熔合截面以及单中子转移截面。用FRESCO等程序计算相应反应的完全熔合截面并与实验值进行对比，得到完全熔合抑制系数。收集已有实验数据，系统分析稳定弱束缚核引起的核反应当中非完全熔合的概率、完全熔合被抑制情况、以及破裂道和中子转移道对熔合反应的影响。9Be等弱束缚核的熔合机制研究，对于天体反应中的核合成过程和滴线附近新核素的合成研究都有着重要意义。

弱束缚核由于破裂阈值较低在与靶核发生核反应时会表现出与紧束缚核不同的性质。理论认为，在垒上由于耦合道效应减弱或消失，而破裂道的影响使得完全熔合截面降低。在实验上，弱束缚核与靶核的熔合截面数据目前还是比较缺乏，人们仍不能够得到系统性的规律。本项目采用89Y、181Ta、187Re和169Tm作为靶材料，补充了9Be在库仑位垒附近与它们的非完全熔合反应截面、完全熔合反应截面、特别是单中子转移的截面数据并与耦合道反应计算的理论值进行了比较。结果表明，在库伦位垒以下的区域完全熔合反应的截面相对于理论值偏高，在库伦位垒以上的区域则偏低了30%左右，而总熔合截面在库伦位垒以上却与理论值符合较好。在9Be与181Ta、187Re和169Tm三个靶核反应的系统中，非完全熔合与总熔合截面的比例也约为30%。这说明30%的压低因子很有可能是破裂道引起的。于此同时，我们还发现以上三个反应系统当中在低于库伦位垒附近单中子转移的截面较大，而在高于库伦位垒附近熔合反应截面占据主要部分。这些实验数据为系统性的研究弱束缚核的反应机制奠定了基础。