用转移反应研究~6He奇特核体系的光学势

由于受到放射性束强度弱、品质差的限制,奇特核体系的光学势性质一直是亟待解决的国际难题。本工作利用稳定束的转移反应作为探针,深入研究了反应出射道奇特核体系的光学势性质。利用中国原子能科学研究院的HI-13串列加速器在近库仑位垒能区高精度测量了~7Li+~(63)Cu、~(208)Pb的弹性散射以及单质子转移反应角分布,并利用扭曲波玻恩近似(DWBA)和耦合反应道(CRC)方法对实验数据进行了拟合,抽取了出射道~6He+~(64)Zn、~(209)Bi晕核体系的光学势参数。所得参数可重现文献中已有的~6He体系的弹性散射角分布,验证了这种方法的可靠性。对所得势参数的能量相依性的分析表明,在重体系~6He+~(209)Bi中,基于因果律的色散关系并不适用,其潜在的物理原因还需进一步深入研究。     

基于双核模型研究大质量转移反应中结团发射机制

本文借助双核模型，进行了对多核子转移反应中前平衡结团发射机制进行了系统研究。以反应系统¹²C+²⁰⁹Bi、⁴⁰Ca+²⁰⁸Pb和⁴⁸Ca+²³⁸U为例，重点分析了库仑位垒附近重离子碰撞产生前平衡轻粒子，如中子、质子、氘核、氚核、³He、⁴He、⁶Li、⁷Li、⁸Be和⁹Be时间演化、动能分布和角分布。研究结果表明：结团发射呈现出一定核结构效应，⁴He发射概率与质子相当并远大于³He。前平衡结团主要分布在“类弹”和“类靶”角度区域发射，其动能分布呈现出玻尔兹曼分布形式。考虑结团预形成因子后该方法可以拓展用于不稳定原子核引起的结团发射机制研究。     

单质子转移反应~(208)Pb(~7Li,~6He)~(209)Bi在深垒能区的测量

正由于受放射性束流强度和品质的限制,很难通过直接的弹性散射测量来抽取晕核体系的光学势。因此,采用转移反应作为间接的方法研究晕核体系的光学势。为能在深垒能区进一步研究晕核~6 He体系光学势的性质,在垒下能区测量了单质子转移反应~(208)Pb(~7Li,~6He)~(209)Bi的角分布,通过拟合实验数据以期抽取出射道晕核~6 He+~(209)Bi体系的光学势。实验在中国原子能科学研究院的HI-13串列加速器上完成,束流7Li的能量分别为E_(lab)(~7Li)=21.20、24.30、25.67和28.55 MeV,束流强度约     

26 从转移反应抽取奇特核体系的光学势

核-核相互作用势（光学势）是核反应过程中的基本物理量。近年来，晕核体系反应机制的研究变得越来越重要。国际上遇到的普遍难点是体系的光学势未知。由于放射性核束强度弱，从传统的弹性散射角分布抽取光学势十分困难。本工作提出利用稳定核束流，从转移反应抽取出射道感兴趣晕核体系光学势的方法。当跃迁前后两个束缚态波函数确定以及入射道扭曲波确定的时候，可以拟合转移反应角分布得到出射道的光学势。     

利用12C+96Zr弹性散射角分布研究96Zr的中子皮

中子皮是原子核的关键物理参数之一,对非对称核物质状态方程有重要的约束作用。本工作主要利用¹²C+⁹⁶Zr弹性散射角分布研究⁹⁶Zr的中子皮,首先采用Woods-Saxon势,通过改变实部势参数得到与实验数据拟合最优的1组光学势参数,然后利用双折叠势模型（DFM）计算⁹⁶Zr在不同中子密度分布下与¹²C的相互作用势,通过比较两组相互作用势,找出与最佳光学势对应的⁹⁶Zr核的中子分布均方根半径,从而得到⁹⁶Zr的中子皮厚度为0.087 fm,此结果与其他研究结果在误差范围内符合很好。     

低能核反应及相关核结构研究进展

中国原子能科学研究院核反应团队依托国内外的大科学装置，在重离子熔合-裂变机制、垒下熔合增强机制、奇特核反应机制、奇异结构和奇异衰变方面取得了多项原创性成果。本文对其中的代表性成果进行了简要回顾。主要包括(：1)系统调查了正Q值中子转移的耦合道效应，并提出了自洽的方法评估转移耦合的贡献，发现了异常的同位素效应；(2)提出了用高精度背角准弹散射方法抽取原子核的形变参数，确证了原子核存在十六极形变；(3)提出了用轻带电粒子的替代俘获反应方法，基于此方法给出了关键的²³⁹Pu(n,2n)反应截面；(4)系统考察了sd壳丰质子核奇异衰变谱学，发现了²²Si的β缓发双质子衰变模式，并发现镜像核²²Si/²²O的β衰变中存在极大的同位旋不对称性，同时在²⁶Si中发现了迄今为止最强的同位旋混合态(；5)系统研究了奇特核体系在近垒能区的反应机制，首次给出了实验证据表明经典色散关系不适用于中子晕核⁶He+²⁰⁹Bi体系，并对质子滴线核⁸     

Ep≤200 MeV能区p+58Ni反应的计算与分析

以现有质子诱发⁵⁸Ni的各种核反应截面、能谱、双微分截面、弹性散射角分布等实验数据为基础，利用自行研制的大型核模型计算程序MEND计算质子能量在200MeV能区内⁵⁸Ni(p,x)反应的截面、能谱、角分布和n、p、α、d、t、³He6种出射轻粒子的双微分截面。MEND程序的理论框架基于球形光学模型、核子的核内级联发射模型、以激子模型为基础的预平衡发射理论、蒸发模型和带宽度涨落修正的Hauser Feshbach统计理论。光学模型中的势参数由APMN程序通过符合p+⁵⁸Ni反应的去弹截面和弹性散射角分布获得。出射粒子的双微分截面则利用MEND程序输出的能谱再通过Kalbach系统学公式计算。将计算结果与实验数据及ENDF/B6评价库进行了比较，计算结果与实验数据基本一致，与ENDF/B6相比，增加了³He的计算，且将能区上推至200MeV。      

束流漂移对硅条探测器阵列测量的影响

为研究束流漂移对结构紧凑、覆盖立体角较大的硅条探测器阵列测量的影响,利用蒙特卡罗方法,模拟了不同方向、不同大小的束流漂移对熔合蒸发残余核α衰变和卢瑟福散射角分布的影响,表明束流漂移距离小于3.0 mm时,探测器阵列的对称性能将计数误差控制在10%以下。开展了25 MeV和40 MeV ⁶Li+²⁰⁹Bi体系的实验测量,利用监视器数据研究了束流漂移的情况,结果表明,所有轮次的束流漂移均未超过3.0 mm。对束流漂移进行修正后,用3种不同的立体角刻度方法得到了弹性散射角分布,感兴趣的40 MeV数据与文献数据基本一致。     

中能中子与60Ni反应的理论计算和分析

在中子与⁶⁰Ni反应的总截面、去弹性散射截面和弹性散射角分布的实验数据基础上,获得了入射中子能量0.456~150MeV范围内的一组普适的中子与⁶⁰Ni反应的光学模型势参数。利用光学模型、宽度涨落修正的Hauser-Feshbach理论、预平衡反应的激子模型和核内级联模型的中能核反应计算程序UNF和MEND,计算了中子与⁶⁰Ni反应的所有截面、角分布和能谱,并将理论计算结果与实验数据和评价数据进行了分析比较。     

~(209)Bi中子反应双微分截面的理论计算和分析

根据209Bi与中子反应的总截面、弹性散射截面、去弹性散射截面和弹性散射角分布的实验数据,应用自动调整光学模型势参数程序,得到了一组中子的光学模型势参数;使用这组参数和中子能量在20 MeV以下的核反应理论计算程序并考虑了中子直接非弹性散射的贡献,计算了209Bi与中子反应的所有截面、角分布和能谱,特别是发射中子、质子、氘、氚和α 粒子的双微分截面,γ产生截面和γ产生谱。理论计算结果与实验数据和评价库的结果进行了比较和分析,结果表明:无论是反应截面,还是能谱,现在的结果比ENDF/B-6和JENDL-3评价库中的结果与实验数据符合的更好、更合理。理论计算结果以ENDF/B-6格式推荐并提供使用。     

北京大学4.5 MV静电加速器核反应分析系统

为满足对聚变堆面向等离子体材料中氘氚滞留问题的研究,北京大学4.5 MV静电加速器在原束线基础上新增核反应分析系统,该系统使用能量0.8～3.6 MeV的H⁺、D⁺、³He⁺和⁴He⁺粒子束流,可对核反应微分截面和样品中元素浓度的深度分布进行测量分析。本文对核反应分析原理、核反应分析系统的设备布局和实验方法进行了讨论,并以D(³He,p)⁴He核反应为例,分析了微分截面计算和样品中氘元素浓度深度分布的数据结果,其深度分辨小于1.5 μm,实验误差约为7.5%。     

Depth-profiling of beryllium on graphite with ion beams

The surface layer of beryllium-coated graphite was analysed by backscattering and nuclear reaction methods using a 2.5 MeV accelerator. For the Be analysis the nuclear reactions ⁹Be(p, d)⁸Be, ⁹Be(p, )⁶Li, ⁹Be(d, p)¹⁰Be, ⁹Be(d, t)⁸Be, ⁹Be(d, )⁷Li and ⁹Be(³He, p)¹¹B are compared with backscattering of ⁴He⁺ and protons. For the analysis of carbon, which provides complementary information to the depth profiling of Be, and for the analysis of oxygen, which is the third element of importance in the system, elastic backscattering of ⁴He⁺ and protons is applied. It turns out that the backscattering analysis with protons of 1.3 MeV presents the best compromise for a quick and straightforward measurement of all three elements. The other methods have their merits for a more detailed analysis.     

板状Bi样品泄漏中子和γ谱实验测量与模拟计算

通过飞行时间法,测量了氘氘脉冲中子与不同厚度209Bi样品作用后61°和119°方向的泄漏中子飞行时间谱和泄漏γ能谱,样品尺寸分别为30 cm×30 cm×5 cm、30 cm×30 cm×10 cm和30 cm×30 cm×15 cm。采用BC501A液体闪烁体探测器测量0.8～3.2 MeV能区的泄漏中子飞行时间谱,钾冰晶石探测器（CLYC）测量0.2～0.8 MeV的泄漏中子飞行时间谱和泄漏γ能谱。用MCNP-4C程序对泄漏中子飞行时间谱和泄漏γ能谱进行了模拟计算,²⁰⁹Bi的评价中子核数据分别采用了CENDL-3.1库、ENDF/B-Ⅷ.0库、JENDL-4.0库以及JEFF-3.3库中的数据,模拟结果分别与实验结果进行比较分析,研究结果表明,泄漏中子谱CENDL-3.1库的模拟结果在119°方向弹性峰位置有较严重的低估现象,JENDL-4.0库在1.5 MeV附近（第二非弹能区）有一定高估,而在低能区有明显低估;泄漏γ能谱JENDL-4.0库和JEFF-3.3库的模拟结果与实验结果偏差明显,而CENDL-3.1库符合较好。     

3D hydrogen profiling by elastic recoil detection analysis in transmission geometry

An analytical procedure and a simulation-optimization algorithm are described for hydrogen determination based on elastic recoil detection induced by low-energy ⁴He ions ( 3 MeV) using transmission geometry. Hydrogen concentration depth profiles can be derived from the experimental recoil spectra for a depth range of up to 6 μm with a resolution better than 40 nm at the surface. The method is applied to thin polyimide films irradiated by high-energy heavy ions. The 3D hydrogen distribution is determined with a ⁴He⁺ mubeam. A high-hydrogen-concentration zone below the surface is shown. The hydrogen distribution is seen to evolve during the ⁴He⁺ irradiation.     

Low energy radioactive beams by inversion kinematics

Kinematically focussed radioactive beams of energies lower than 10 MeV/nucleon were produced by means of inversion kinematic in heavy ion induced reactions on ¹H. The characteristics of the produced radioactive beam were examined with the view of performing scattering and reaction experiments. On the basis of these results, a new beamline was constructed to collect and focus the radioactive beams. Using this beamline the elastically scattered spectra of ¹⁵O obtained from the ¹H(¹⁵N, ¹⁵O) reaction were observed with an energy resolution better than 0.6 MeV.     

α核素肿瘤靶向治疗药物研究的进展与挑战

与目前常用于肿瘤内放射治疗研究的β核素相比,α核素具有射线能量高、射程短、放射生物学效应和细胞毒性作用强等特点,对散在性癌和微转移癌的内放射治疗具有良好的应用前景。本文介绍了近年来211 At、213Bi、212Bi、225Ac和223 Ra等α核素肿瘤靶向治疗研究的最新进展,并结合本课题组的工作对211 At肿瘤靶向治疗药物的研究现状进行重点评述。同时,对目前α核素肿瘤靶向治疗药物研究中面临的问题及临床应用前景进行分析与展望。