sd壳N=Z-1丰质子核中能库仑激发研究

The intermediate-energy Coulomb excitation experiments of the sd shell proton-rich nuclei 27Si,31S,and 35Ar will be performed at the Heavy Ion Research Facility in Lanzhou(HIRFL).The second beams will be produced via 36Ar fragmentation reaction,and　separated by using the Radioactive Ion Beam Line in Lanzhou(RIBLL).By the Coulomb and nuclear interactions between the fragments and thick second Au or Pb target, the fragments will be excited.Only the scattering products in the scattering angle less than 5 degree and its de-exciting γ rays will be detected.The small angle Coulomb excitation cross section can be extracted from the counts of γ rays after the efficiency correction. Comparing the expermental results with the theory calculations, we can obtain the electromagnetic reduced transition probabilities and then deduce the nuclear deformation,and extracted the rates of the proton and neutron matrix element combining with the known data in the corresponding mirror nuclei. The sd shell N=Z-1 nuclei located near the stability line could provide rich information of the nuclear structure.Therefore,the study of the intermediate-energy Coulomb excitations in these nuclei is important for analyzing the micromechanism ofthe nuclear deformation and investigating the dynamical properties of the nuclear states as well as accumulating the information of the nuclear structure in this region.

本课题拟在兰州重离子加速器上开展sd壳丰质子奇A核27Si、31S和35Ar的中能库仑激发实验研究。目标核由36Ar弹核碎裂反应产生，利用兰州放射性束流线分离。次级束经过与厚的次级靶Au 或Pb 库仑和核相互作用激发到激发态。探测散射角小于5度的激发产物及其退激γ射线。由效率修正后的γ计数获得小角度库仑激发截面，并与理论计算结果比较提取电磁约化跃迁几率。从电磁跃迁几率推断原子核形变信息，同时结合镜像核已有数据提取基态到第一激发态的质子和中子跃迁矩阵元之比。在sd壳区，N=Z-1核靠近稳定线，蕴含丰富的核结构信息。研究这些核的中能库仑激发，对探索核态的动力学性质，分析原子核形变的微观机制，以及丰富这一核区核结构信息有重要意义。

在课题11205207的支持下，我们在兰州放射性次级束流线（RIBLL）终端开展了两轮次37S的中能库仑激发实验。次级束由70MeV/u 40Ar轰击1000 mm 厚的9Be弹核碎裂反应产生。在实验准备过程中我们搭建了可在放射性次级束流线（RIBLL）终端使用的由16个高纯锗（HPGe）和8个Clover组成的大型γ探测阵列和由10个溴化镧探测器、2台高纯锗和3台Clover组成的γ探测阵列。第一轮次实验我们使用大型Ge探测阵列，观察到较弱库仑激发γ射线。在对实验结果和条件进行仔细分析之后，我们发现： 整个RIBLL1 束流线都暴露在实验大厅，Ge探测阵列直接受到加速器所带来的大量中子和γ辐照，导致很高的γ本底，原本较强的库仑激发γ射线大多湮没在高的γ本底下。因此，第二轮次实验，我们改进方案，设计带孔的石蜡箱和铅筒屏蔽中子和γ射线。结果发现中子和石蜡中的氢原子核反应产生的2.2 MeV γ射线的康普顿平台同样会湮没库仑激发目标γ（646 keV）射线。因此我们执行了备用实验方案，即在库仑激发实验不成功情况下，利用37P beta衰变的电子与γ符合测量37S第一激发态寿命，实验数据分析已完成，目前正在撰写文章。所以我们成功地完成了基金课题11205207，并为今后的研究奠定了较坚实的基础。在本课题执行期间，发表SCI文章3篇。培养研究生2名、库仑激发方向青年研究骨干1名。