научная статья по теме РОЛЬ РАЗЛИЧНЫХ МЕХАНИЗМОВ В ОБРАЗОВАНИИ ЯДРА 12B В РЕАКЦИИ 10B(T,P)12B Физика

Текст научной статьи на тему «РОЛЬ РАЗЛИЧНЫХ МЕХАНИЗМОВ В ОБРАЗОВАНИИ ЯДРА 12B В РЕАКЦИИ 10B(T,P)12B»

ИЗВЕСТИЯ РАИ. СЕРИЯ ФИЗИЧЕСКАЯ, 2008, том 72, № 3, с. 331-335

УДК 539.17

РОЛЬ РАЗЛИЧНЫХ МЕХАНИЗМОВ В ОБРАЗОВАНИИ ЯДРА 12B

В РЕАКЦИИ 10B(t, p)12B

© 2008 г. Л. И. Галанина, Н. С. Зеленская

Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д. В. Скобельцына Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова E-mail: galanina@nsrd.sinp.msu.ru

Анализ углового распределения протонов из реакции 10B(t, p)12B выполнен в рамках трех механизмов: кластерного срыва динейтрона, срыва тяжелого кластера 9Ве и последовательной разновременной передачи нейтронов. Показана существенная роль механизмов кластерного срыва динейтрона и последовательной передачи нейтронов. Восстановлены волновые функции относительного движения 10B и динейтрона, как 10B и обоих нейтронов в основном состоянии 12B, которые показали, что в реакции 10B(t, p)B нейтронное гало в ядре 12B фактически не проявляется.

ВВЕДЕНИЕ

Реакция 10В(1, р)12В привлекает к себе внимание как теоретиков, так и экспериментаторов на протяжении уже нескольких десятков лет. Дело в том, что для этой реакции значения спинов начального и конечного ядра таковы, что для механизма срыва динейтронного кластера передаваемый ядру 12В орбитальный момент может иметь только одно значение I = 2. Между тем экспериментальное угловое распределение протонов [1, 2] не имеет ярко выраженной дифракционной структуры, характерной для механизма кластерного срыва, и не обнаруживает связанного с таким переданным угловым моментом максимума под углами вылета протонов, заметно отличных от нуля. Другими словами, угловое распределение протонов в этой реакции переданным моментом не определяется.

В [3] была сделана попытка на качественном уровне (в плосковолновом приближении с нулевым радиусом взаимодействия, с введением произвольных нормирующих множителей) объяснить экспериментальные особенности реакции 10В(1, р)12В. В ней рассматривался механизм независимой последовательной во времени передачи нейтронов с образованием виртуальной промежуточной системы ё + р = ё + 11В. Именно этот механизм позволил объяснить тот факт, что форма углового распределения протонов не определяется угловым моментом, разрешенным правилами отбора для срыва динейтронного кластера. Указанный двухступенчатый механизм в теории возмущений соответствует поправкам второго порядка к механизму срыва динейтронного кластера. При этом матричный элемент механизма срыва может быть рассчитан методом искаженных волн (МИВОКОР) [4] без введения нулевого радиуса взаимодействия.

В [3] была отмечена значительная зависимость вклада двухступенчатого механизма передачи нейтронов от структуры участвующих в реакции ядер.

Было показано, что этот механизм наиболее вероятен для ядер середины 1р-оболочки, где энергии передаваемых нейтронов могут сильно различаться, что не позволяет собрать из них виртуальный динейтрон. Можно надеяться, что учет наряду с механизмом кластерного срыва динейтрона двухступенчатого механизма передачи нейтронов позволит установить структуру двухнейтронного гало в ядре 12В, оценив вклад различных пространственных конфигураций относительного движения динейтрона, а также отдельных нейтронов и ядра 10В. Подобная программа была выполнена нами для упругого а6Не-рассеяния [5-7]. Было показано, что нейтронное гало ядра 6Не является сложным образованием, на 95% состоящим из динейтронного кластера, а оставшиеся 5% приходятся на долю некоррелированных нейтронов, расположенных симметрично по отношению к а-частице. Интересно сравнить особенности нейтронного гало в ядрах 6Не и 12В, поскольку структуры этих ядер различаются кардинально.

Настоящая работа посвящена расчету углового распределения протонов из реакции 10В(1, р)12В в рамках трех механизмов: кластерного срыва динейтрона, срыва тяжелого кластера 9Ве и последовательной разновременной передачи нейтронов. В разделе 1 рассмотрен общий формализм расчета матричных элементов всех трех механизмов, и приведены формулы сечения реакции как некогерентной суммы механизмов передачи динейтрона и срыва тяжелого кластера. В свою очередь, механизм передачи динейтрона включает когерентное суммирование матричных элементов срыва динейтрона и последовательной передачи нейтрона (поправок второго порядка). В разделе 2 обсуждаются результаты расчетов сечения реакции 10В(1, р)12В при энергии тритонов 23 МэВ [2] и определяется структура нейтронного гало в ядре 12В. В за-

В

В

А

В

А

о

А

Рис. 1. Диаграммы, иллюстрирующие механизмы реакции 10Б(1, р)12В: а - полюсная для кластерного срыва динейтрона; б - полюсная для механизма срыва тяжелого кластера 9Ве; в - четырехугольная с последовательной передачей нейтронов.

Р

а

Р

ключении проведено обсуждение полученных результатов.

1. ОБЩИЙ ФОРМАЛИЗМ РАСЧЕТА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ РЕАКЦИИ 10Б(г, р)12В ДЛЯ МЕХАНИЗМОВ СРЫВА ДИНЕЙТРОНА И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ РАЗНОВРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ НЕЙТРОНОВ Изложим формализм расчета сечения реакции (1, р), принимая во внимание три возможных меха-

низма: кластерный срыв динейтрона, срыв тяжелого кластера 9Ве и последовательный срыв нейтронов. Диаграммы, иллюстрирующие эти процессы для реакции А(1, р)В, где А = 10Б, В = 12Б, изображены на рис. 1.

Расчет матричного элемента кластерного срыва динейтрона и механизма срыва тяжелого кластера 9Ве проведен в рамках метода искаженных волн (МИВОКОР) [4]. Выражение для матрич-

М2п

срыва динейтрона имеет вид

М

2п

= Х(-1+

?7(27ТТХ27ТТ)< 1аМАМ ^вМв){^р С ^ СК - дт>©Лр^е р), (1)

¡л

где ЛАМА(ЛВМВ), (¡рСР) - полные моменты соответствующих ядер и их проекции. В выражении (1) Р/т(бр) - кинематический множитель, содержащий

информацию о перестройке системы, ©Л - структурный множитель:

©л =

(-1)

25

7( 2к+ 1)

0В ^ А + ^ р + 2п

¡¡7 ©5 •

(2)

©

>А + 2п

¡¡7

= X ©

> А + 2п

^Л^В^ Л^ в

t ^ р + 2п

( \ I 5 7

^В^В7в

Величины ©

©

В ^ А + 2п

= 73/2.

(3)

(3) являются приведенными

В (2) ©ЛА + 2п, ©5 ^ р + 2п - приведенные ширины ширинами динейтрона в ядре В в И-связи [8].

динейтрона в ядре В и тритоне соответственно, имеющие вид

Поскольку спин динейтрона к = 0, выражения (1)—(3) упрощаются, имеет место равенство пере-

Таблица 1. Спектроскопические множители © ^^ в реакции 10Б(1, р)12Б для механизма передачи тяжелого кластера (11 = 1)

/2 5/2 7/2

/1 1 3 1 3

2 -0.17389 -0.07062

1/2 3 -0.05268 0.08999

4 -0.00191

1 0.03910

3/2 2 -0.07840 -0.03441 -0.03763 -0.03736

3 -0.06745 -0.04619

4 -0.00501 0.00543

Таблица 2. Спектроскопические множители ©,,/ в реакции 10В(1, р)12В для механизма независимой передачи нейтронов (11 = 12 = 1)

данного орбитального и полного моментов, так что в реакции 10В(1, р)12В ©15] имеет единственное значение для I = ] = 2, равное 0.811.

Выражение для матричного элемента М^

срыва тяжелого кластера 9Ве аналогично формуле (1) с заменой А ^ 1 и угла 6р на угол п-бр. Структурные множители для механизма срыва тяжелого кластера будут определяться (см. рис. 16) суммой произведений приведенных ширин протона в 10В и тритона в 12В [8]. Их конкретные выражения приведены в табл. 1.

Общее выражение для расчета матричного эле- произвольных реакций приведено в [7]. Для реак-мента двухступенчатого механизма, иллюстрируе- ции (1, р) в случае передачи нейтронов справедливо мого четырехугольной диаграммой рис.1 в, для упрощенное выражение

J 2 3

s l 0 1 1

1 -0.0968

2 0.8256 0.2806 0.1597

M _ 4 -Jin2 [lpd

I ikpd £(-1 )2

2 J + 1 )( 2 5 + 1 )x

jp

sJlm,

X

x <JAMAJM\JBMB){spZpsZ\stZ><JMs - Cilmi>eSJ2 X I iLt + Lp(-1 )A<imlLp - mi\Lt0>\ L ll Л \pL H(ey)ILtLpA,

У li Lpl J pM ' p

(4)

i1i2i

где р = 11В, а спектроскопический множитель ©,,7 выражается через структурные множители срыва нейтрона в МИВОКОР [6]:

eJ _ (211 + 1 )(2ii + 1 )V(27TT)I(-1 )J1

j1+j 2 - j+1+12+11

X

J1 j 2

xj( 2 J1 + 1 )( 2 J 2 + 1 )( 2s1 + 1 )( 2s2 + 1 )©5; J&1 j2

J1 s1 i1 J2 s2 i2 J s i

(5)

U ( JaJ 1 JbJ 2: J p J ) U ( sps2 sts1'. sds ).

Многомерный интеграл 1Ь Ь Л определяется формулой (12) из [7].

Для реакции 10В(1, р)12В значения 11 = 12 = 1, ^ = = 52 = 1/2, а полный переданный момент ] может принимать значения 2, 3, 4. В результате переданный орбитальный момент I = 1, 2. В табл. 2 приведены значения спектроскопических множителей

©^^ для всех разрешенных правилами отбора комбинаций I, 5, ]. Как видно из этой таблицы, компо-

ГЛ1^1 1 О

ненты ©!,] с I = 2 являются основными и для механизма, учитывающего запаздывание. Тем не менее, как следует из (4), угловая зависимость матричного элемента механизма независимой передачи нейтронов формируется в результате векторного сложения момента I как с моментами парциальных компонентов искаженных волн во входном и выходном каналах реакции, так и с моментом Л, определяющим разложение функции Грина [7] виртуальной

промежуточной системы d + nB, поэтому без конкретных расчетов предсказать форму углового распределения протонов для механизма независимой передачи нейтронов практически невозможно.

В заключение раздела приведем формулы для расчета сечения реакции (t, p) с учетом всех трех рассмотренных механизмов. Поскольку матричные элементы передачи динейтрона и срыва тяжелого кластера отвечают различным разбиениям ядерной системы, они суммируются некогерентно. Матричные элементы срыва динейтрона и последовательной передачи нейтронов складываются когерентно, как два первых члена разложения полной амплитуды двухнуклонной передачи в системе четырех тел [9]. В результате выражение для дифференциального сечения реакции (t, p) имеет вид

de _ M- tAM-pв dQP ( 2 nh2 )2

{( МЩГ + Mo) + ( MZr)}. (6)

Таблица 3. Параметры оптических потенциалов для входного и выходного каналов в реакции В(Х р)В [2]

Канал V, МэВ Г\т, фм й^,, фм Ш, МэВ гт фм йт фм гс, фм

1 + 10В 174.0 1.140 0.490 19.40 1.530 1.070 1.24

р + 12В 53.0 1.240 0.630 10.40 1.380 0.320 1.30

Примечание. V(г) =

V

( г - гV

1 + ехр -

V а..

( Г - Г^ 1 + ехр -

V а„

+ I

2. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ УГЛОВОГО

РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОТОНОВ ИЗ РЕАКЦИИ 10В(1, р)12В И СТРУКТУРА НЕЙТРОННОГО ГАЛО В ЯДРЕ 12В

В предыдущем разделе мы получили формулы для расчета угловых

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Физика»