Tính toán thiết kế thực nghiệm đo các đặc trưng động học của hạt nhẹ từ các phản ứng chuyển 1n và 2n loại p d và p t với chùm hạt tới 24Si năng lượng 42 MeV NUCLEON

Tính toán thiết kế thực nghiệm đo các đặc trưng động học của hạt nhẹ từ các phản ứng chuyển 1n và 2n loại p d và p t với chùm hạt tới 24Si năng lượng 42 MeV NUCLEON Tính toán thiết kế thực nghiệm đo các đặc trưng động học của hạt nhẹ từ các phản ứng chuyển 1n và 2n loại p d và p t với chùm hạt tới 24Si năng lượng 42 MeV NUCLEON luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - BÙI DUY LINH Bùi Duy Linh KỸ THUẬT HẠT NHÂN TÍNH TỐN THIẾT KẾ THỰC NGHIỆM ĐO CÁC ĐẶC TRƯNG ĐỘNG HỌC CỦA HẠT NHẸ TỪ CÁC PHẢN ỨNG CHUYỂN 1n VÀ 2n LOẠI (p,d) VÀ (p,t) VỚI CHÙM HẠT TỚI 24Si NĂNG LƯỢNG 42 MeV/NUCLEON LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT HẠT NHÂN KHOÁ 2012B Hà Nội – Năm 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Bùi Duy Linh TÍNH TỐN THIẾT KẾ THỰC NGHIỆM ĐO CÁC ĐẶC TRƯNG ĐỘNG HỌC CỦA HẠT NHẸ TỪ CÁC PHẢN ỨNG CHUYỂN 1n VÀ 2n LOẠI (p,d) VÀ (p,t) VỚI CHÙM HẠT TỚI 24Si NĂNG LƯỢNG 42 MeV/NUCLEON LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT HẠT NHÂN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Nguyễn Tuấn Khải Hà Nội – Năm 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết nghiên cứu luận văn hồn tồn trung thực, chưa có sử dụng để cơng bố cơng trình khác Các thơng tin, tài liệu trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc Tôi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu trước Viện Đào tạo sau Đại Học Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Hà Nội, tháng 11 năm 2013 Học viên Bùi Duy Linh LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc TS Nguyễn Tuấn Khải, người quan tâm, hướng dẫn tận tình giúp tơi có hướng nghiên cứu đắn giải vấn đề nảy sinh để hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp cao học Tôi xin chân thành cảm ơn anh, chị bạn làm việc Trung tâm Vật Lý Hạt Nhân, Viện Khoa học Kỹ thuật Hạt nhân;các thầy cô Viện Kỹ thuật Hạt nhân Vật lý Môi trường, Đại học Bách khoa Hà Nội tạo điều kiện giúp đỡ nhiều q trình học tập hồn thành luận văn Đồng thời, xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới TS Adrien MATTA làm việc University of Surrey TS Anna CORSI làm việc Viện Nghiên cứu vấn đề (IRFU), Saclay thuộc Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Pháp (CEA), người nhiệt tình hướng dẫn trợ giúp tơi sử dụng phát triển phần mềm NPTool Cuối cùng, xin cảm ơn tất người thân yêu gia đình bạn bè giúp đỡ, khuyến khích động viên tơi nhiều tình cảm tinh thần để tơi hồn thành luận văn Hà Nội, tháng 11 năm 2013 Tác giả luận văn Bùi Duy Linh MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU .8 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THÍ NGHIỆM 13 1.1 Giới thiệu nghiên cứu 13 1.2 Detector MUST2 .15 1.3 Phần mềm mô NPTool 17 1.4 Một số sở lý thuyết tính tốn động học 20 1.4.1 Động học phản ứng chuyển neutron phản ứng tán xạ (p,p’) 20 1.4.2 Động học phản ứng phân rã proton (proton decay) 24 CHƯƠNG CÁC TÍNH TỐN MƠ PHỎNG THÍ NGHIỆM 27 2.1 Xây dựng số liệu .27 2.2 Tính tốn động học phản ứng 28 2.3 Thiết kế cấu hình thí nghiệm 33 2.4 Mô tả chương trình tính tốn 34 2.4.1 Tính tốn vị trí chùm hạt tới bia phản ứng CH2 34 2.4.2 Tính tốn nhận diện hạt 37 CHƯƠNG KẾT QUẢ THẢO LUẬN 42 3.1 Kết động học nhận diện hạt 42 3.2 Phổ lượng kích thích 45 3.3 Đánh giá thống kê đếm 46 KẾT LUẬN .48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC 52 DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 11 Li: Hạt nhân Liti 11 12 O, 14O, 24O: Hạt nhân Oxi 12, Oxi 14, Oxi 24 21 F, 23F, 25F: Hạt nhân Flo 21, Flo 23 Flo 25 22 Ne: Hạt nhân Neon 22 He, 8He: Hạt nhân Hêli 3, Hêli8 AGATA:Advanced GAmma Tracking Array c: Vận tốc ánh sáng CERN: Trung tâm gia tốc Châu Âu d: Hạt đơtêri dE, ΔE: Độ lượng Deg : Độ - đơn vị đo góc E: Energy - Năng lượng fm: femtometer (đơn vị đo = 1.0 x 10−15 m) GASPARD: Gamma Spectroscopy and PARticle Detection HYDE: Hybrid Detector LISE++: tên code tính tốn mb: milibar (đơn vị đo = 1.0 x 10−27 m) MeV/nucleon: trung bình lượng va chạm phản ứng nucleon n: Hạt nơtrôn N: Số nơtrôn Offline : Sau kết thúc thí nghiệm p: Hạt prơtơn P: Xung lượng pps: Particle Per Second – hạt giây ps: picô giây RIPS: RIKEN Projectile Fragment Separator ROOT: Phần mềm phân tích số liệu Sn: Năng lượng tách neutron Sp: Năng lượng tách proton SPIRAL2:Système de Production d'Ions Radioactifs en Ligne SRIM: tên phần mềm tính tốn t: Hạt triti USDA/B: tên riêng mẫu hạt nhân VAMOS: the VAriable MOde high acceptance Spectrometer z: Số điện tích hạt nhân Z: Số proton ε2n : Năng lượng tách nucleon σi: Tiết diện tương tác hạt nhân DANH MỤC HÌNH Hình Biểu đồ phân bố hạt nhân mặt phẳng (N,Z) .9 Hình Cấu trúc mức lượng lớp vỏ hạt nhân (bên trái) nguyên tử (bên phải) 10 Hình Hình ảnh tổng quan MUST2 16 Hình Sơ đồ mô tả hoạt động NPTool .20 Hình Giản đồ động học hệ hai hạt hệ khối tâm (bên trái), hệ phịng thí nghiệm (bên phải), bia đứng n 21 Hình Giản đồ động lượng hệ khối tâm (hình bên trái) hệ phịng thí nghiệm (hình bên phải) phản ứng phân rã 25 Hình Tiết diện phản ứng vi phân hệ khối tâm .27 Hình Xác suất kênh phản ứng theo góc θ hệ khối tâm 28 Hình Tương quan lượng với góc hệ phịng thí nghiệm: (a) – hạt nhân 22,23 Si (b) – hạt nhân triton deutron từ tính tốn; tương quan đồ thị cho hạt nhân 23 Si, deutron: (c) – từ tình tốn (d) – từ phần mềm LISE++ 29 Hình 10 Phổ lượng góc 22Al proton phản ứng phân rã 23Si 31 Hình 11 Tương quan lượng góc hệ phịng thí nghiệm 24 Si (hình trái) proton (hình phải) 32 Hình 12 Cấu hình cho thí nghiệm 24Si(p,d) 24Si(p,t) 33 Hình 13 Cấu hình detector thí nghiệm: thiết kế – (a); hiển thị mô – (b) 34 Hình 14 Bức tranh mơ tả vị trí phản ứng, độ lượng hạt tới sản phẩm phản ứng bia 36 Hình 15 Phổ lượng vị trí phản ứng (hình trái) phổ độ lượng (hình phải) 24Si 36 Hình 16 Phổ độ lượng (hình trái) phổ độ lượng khỏi bia CH2 (hình phải) deutron tritron 40 Hình 17 Phổ nhận diện hạt sử dụng detector Si (strip) CsI với lượng - 25 MeV/nucleon (hình a) - 60 MeV/nucleon (hình b) 41 Hình 18 Phân bố vị trí mặt phẳng X-Y: (a) – deutroncủa phản ứng (p,d); (b) – triton phản ứng (p,t) trạng thái bản; trạng thái kích thích 2+ – (c) detector MUST2 42 Hình 19 Phổ tương quan lượng góc phản ứng thu từ mô phỏng: (a) – Phổ MUST2 xung quanh; (b) – Phổ MUST2 đặt trung tâm; (c)– Phổ tất MUST2 43 Hình 20 Phổ tương quan độ lượng proton, deutron triton đo MUST2 từ mô .44 Hình 21 Phổ kích thích 22 Si với trạng thái (0 MeV) trạng thái kích thích 2+ (3.2 MeV) .45 Hình 22 Bức tranh mô tả suy giảm cường độ chùm qua bia 46 MỞ ĐẦU Nếu từ năm 50-60 kỷ 20, vật lý hạt nhân triển khai xung quanh đồng vị bền (stable isotopes) mà gia tốc lên mức lượng khác cho thí nghiệm phản ứng hạt nhân khác Với số khối lớn hạt nhân gia tốc, chùm đồng vị bền thường biết đến chùm ion nặng (heavy ions) Mặc dù tính tốn lý thuyết dự đốn tồn khoảng 6000 đồng vị hạt nhân, lúc ta biết đến nghiên cứu vài trăm đồng vị hạt nhân nằm vùng β ổn định giới hạn hai đường biên mặt phẳng (N, Z) Các đường biên mà lượng tách proton εp = lượng tách neutron εn = gọi proton drip-lines neutron drip-lines (hình 1) Từ thập kỷ 80 nay, với tiến vượt bậc công nghệ máy gia tốc, kỹ thuật phân tích khối phổ hệ detector hạt, nhà vật lý hạt nhân thu sản phẩm phản ứng va chạm ion nặng nhiều loại hạt nhân không bền khác (với thời gian sống ngắn) nằm gần đường drip-lines (đường giới hạn hạt nhân) xa vùng bền mà chưa biết tới Và từ đó, nhà vật lý hạt nhân bắt đầu phát nghiên cứu cấu trúc hạt nhân không bền điều kiện phịng thí nghiệm Những chùm hạt nhân khơng bền tách bay (in-flight) tiếp tục gia tốc với mật độ dòng cao Những chùm gọi chùm thứ cấp (secondary beams) chùm hạt nhân lạ (exotic nuclei) dùng nhiều phản ứng va chạm ion nặng để nghiên cứu cấu trúc hạt nhân lạ tương tác chúng thông qua phương pháp động học ngược Phương pháp động học ngược sử dụng chùm hạt nặng không bền bắn vào bia nhẹ bền để nghiên cứu đặc trưng chùm hạt tới Trong nghiên cứu cấu trúc hạt nhân, người ta sử dụng phản ứng tán xạ đàn hồi để tìm hiểu phân bố vật chất hạt nhân; phản ứng tán xạ phi đàn hồi dùng để nghiên cứu biến dạng, quay dao động hạt nhân; phản ứng chuyển nucleon (transfer reaction) nghiên cứu thông tin lớp vỏ hạt nhân viết sử dụng công thức Bethe-Bloch Hình 17 – (bên trái) phổ độ lượng deutron triton bia CH2, hạt lượng lượng nhỏ 0.5 MeV Năng lượng hai hạt nhẹ sinh từ phản ứng (p,d) (p,t) khỏi bia CH2 trải dài từ MeV/nucleon đến 90 MeV/nucleon Hình 16 Phổ độ lượng (hình trái) phổ độ lượng khỏi bia CH2 (hình phải) deutron tritron Phổ hình 17 – (bên phải) cho ta thấy phần lớn hạt d, t tạo có lượng cỡ vài chục MeV Chính khảo sát độ lượng để dùng nhận diện hạt hạt tích điện nhẹ, hai dải lượng từ MeV/nucleon đến 25 MeV/nucleon từ MeV/nucleon đến 60 MeV/nucleon input vào chương trình tính Chương trình nhận diện cho hạt proton, deutron, triton hạt alpha MUST2 Như trình bày phần 1.2 – detector MUST2, thông số detector strip Si đưa vào bao gồm: độ phân giải thời gian 250 ps lượng 50 keV hạt alpha lượng 5.48 MeV; độ phân giải lượng khoảng 300 keV hạt proton độ phân giải vị trí 0.7×0.7 mm2 Cịn detector CsI dày cm độ phân giải lượng cỡ 6% hạt alpha 5.48 MeV MUST2 không sử dụng detector Si(Li), phổ nhận diện tương quan độ lượng hai detector Si (strip) detector CsI Hình 18-(a) tương quan độ lượng hạt có dải lượng từ đến 25 40 MeV/nucleon, hình 18– (b) tương ứng dải lượng từ đến 60 MeV/nucleon Dựa vào dạng phổ ta thấy hạt từ proton đến alpha bị dừng lại detector CsI Mỗi hạt có đường đặc trưng riêng, vùng góc bên trái hạt có Z=1, hạt alpha có Z=2 nằm tách biệt phía Phổ hình 18 giúp ta nhận diện hạt p, d, t phản ứng (b) (a) α α t d t p d p Hình 17 Phổ nhận diện hạt sử dụng detector Si (strip) CsI với lượng - 25 MeV/nucleon (hình a) - 60 MeV/nucleon (hình b) 41 CHƯƠNG KẾT QUẢ THẢO LUẬN Chương đưa cấu hình thực nghiệm bao gồm chùm hạt tới, bia, detector, kỹ thuật nhận diện đồng kênh phản ứng cần quan tâm Chương tóm tắt kết tính tốn mơ đặc trưng động học, phổ kích thích đánh giá thống kê đếm phản ứng chuyển neutron loại (p,d) chuyển neutron loại (p,t) Đây sở quan trọng để kết luận tính khả thi thực nghiệm 3.1 Kết động học nhận diện hạt Kết quan tâm phân bố vị trí mặt phẳng X–Y Nó cho nhìn vị trí detector tiền đề để đánh giá độ xác q trình mơ y (a) MUST2 trung tâm y y (b) (c) MUST2 xung quanh x x x Hình 18 Phân bố vị trí mặt phẳng X-Y: (a) – deutroncủa phản ứng (p,d); (b) –triton phản ứng (p,t) trạng thái bản; trạng thái kích thích 2+ – (c) detector MUST2 Hình 19 phân bố vị trí deutron triton đo detector Si (strip) MUST2 Toàn kiện phản ứng loại (p,t) đo MUST2 trung tâm nên có phân bố dạng hình trịn hình 19 – (b), (c) Sự kiện phản ứng (p,d) đo tất MUST2 nên phân bố vị trí giống hình 19 – (a) So sánh phân bố vị trí thu hình 19 với cấu hình bố trí MUST2, ta thấy kết có mối liên hệ chặt chẽ với Phản ứng chuyển neutron loại (p,t) ghi nhận MUST2 đặt trung tâm Phản ứng chuyển neutron 42 loại (p,d) ghi nhận tất MUST2 Hiệu suất đo phản ứng 24 Si(p,d)23Si 64 %, phản ứng 24Si(p,t)22Si trạng thái kích thích 99% (a) (b) (c) Hình 19 Phổ tương quan lượng góc phản ứng thu từ mô phỏng: (a) – Phổ MUST2 xung quanh; (b) – Phổ MUST2 đặt trung tâm; (c)– Phổ tất MUST2 Kết động học mơ với MUST2 (hình 20) thu trùng khớp với tính tốn động học thu chương 2, có tương quan với phân bố vị trí (hình 19) Hình 20 – (a) phổ tương quan lượng góc đo từ MUST2 xung quanh Phổ thể MUST2 đo kiện phản ứng 43 (p,d) tương ứng góc đo góc θ = 21o, điều phù hợp với thiết kế cấu hình đo phần 2.3 Detector MUST2 đặt vị trí trung tâm đo tồn kiện phản ứng chuyển neutron phần phản ứng chuyển neutron (phổ hình 20 – (b)) Hình 20 – (c) phổ đo tất MUST2 Trong hình 20 tương ứng với ba đường phổ ba phản ứng: màu đen đường tương quan lượng góc phản ứng (p,d) có dải góc dải lượng lớn nhất; đường tương quan phản ứng (p,t) với trạng thái 2+ có góc lượng nhỏ có màu đỏ; đường lại màu xanh phản ứng (p,t) trạng thái Kết quan tâm phổ tương quan độ lượng phản ứng, phổ quan trọng giúp xác định kênh phản ứng cần quan tâm Theo tính tốn nhận diện phần 2.3.3 proton, deutron, triton có độ lượng tăng dần MUST2 Do đó, biểu diễn tương quan độ lượng detector Si (strip) detector CsI mô ba hạt đồ thị kết thu phải ba đường phổ tương ứng ba hạt proton, deutron triton Hình 21 phổ tương quan độ lượng đo MUST2 proton, deutron, triton mô phỏng, kết phù hợp với tính tốn chương E(MeV/nucleon) E(MeV/) ΔECsI (MeV) p d t ΔESi-Strip(MeV) Hình 20 Phổ tương quan độ lượng proton, deutron triton đo MUST2 từ mô 44 2+ 3.2 Phổ lượng kích thích Phương pháp độ hụt khối lượng có hai giá trị cần phải đo động W3 góc bay hạt nhân θ3 (hạt nhân bền tích điện nhẹ) (ở mục 1.4), từ hai giá trị ta tính lượng kích thích hạt nhân cần nghiên cứu Năng lượng kích thích E* hạt nhân B định nghĩa theo công thức (3.4): (3.4) Ở đây, m4gs khối lượng hạt nhân trạng thái bản, m4 khối lượng hạt nhân trạng thái kích thích Trong trường hợp trạng thái kích thích 2+ hạt nhân 22Si Hình 22 phổ kích kích 22Si trạng thái ứng trạng thái kích thích 2+ ứng với lượng 3.2 MeV Sử dụng hàm Gausian để fit cho trạng thái kích thích 2+ kết thu giá trị đỉnh phổ 3.148 MeV với độ lệch chuẩn sigma = 0.4693 MeV Hình 21 Phổ kích thích 22Si với trạng thái (0 MeV) trạng thái kích thích 2+ (3.2 MeV) 45 3.3 Đánh giá thống kê đếm Chùm sơ cấp 32 t (cm) S có cường độ cỡ 104 pps I0 (pps) 24 lượng 95 MeV/nucleon, cường độ chùm Si Ib (pps) bia thu I0=300 pps [2] Hình 23 mô tả suy giảm cường độ truyền Hình 22 Bức tranh mơ tả suy giảm cường độ chùm qua bia qua chùm tia qua bia có bề dày t Cường độ 24 Si truyền qua (Ib) tính cơng thức: N số nguyên tử hyđrô T bề dày bia CH2 trường hợp t =0.1mm (tức 10-2 cm) với mật độ hyđrô ρ=0.92g/cm3, σ tiết diện phản ứng (nguyên tử hyđrô) Cường độ chùm truyền qua (Ib) có giá trị là: Lúc đó, tỉ lệ phản ứng (Ireac) là: Ireac = I0 – Ib = I0(1 - ) (phản ứng/s) Thống kê đếm (Nevent):Nevent =Ireac×T×acceptance Với T thời gian sử dụng chùm tia, acceptance hiệu suất đo detector phản ứng Trong thí nghiệm, thời gian cho phép sử dụng chùm tia để đo ngày (tức 432000 giây) thời gian hiệu chỉnh trước đo ngày Số đếm thống kê ước lượng đo tính tốn mơ sử dụng cấu hình MUST2 theo mục 2.3 là: - Phản ứng (p,d) Tiết diện phản ứng (p,d) tính theo lý thuyết 16.8 mb Hiệu suất đo cấu hình cho phản ứng (p,d) 64% Khi số kiện ước tính đo là:  ( ) = 1114 (số đếm) 46 - Phản ứng (p,t) trạng thái Phản ứng có tiết diện 0.57 mb hiệu suất đo cỡ 99%  ( ) = 59 (số đếm) - Phản ứng (p,t) trạng thái kích thích 2+ Tiết diện phản ứng 0.26 mb hiệu suất đo 99%  ( ) = 27 (số đếm) Trạng thái kích thích 2+ trạng thái phản ứng chuyển neutron có số đếm thống kê thấp 27 số đếm 59 số đếm, trạng thái phản ứng chuyển neutron có số đếm lớn nhiều 1114 số đếm Kết thu thấp bề dày bia phản ứng sử dụng mỏng 47 KẾT LUẬN Các phản ứng chuyển 1n 2n kiểu (p,d) (p,t) sử dụng phương pháp động học ngược phương tiện hiệu để nghiên cứu cấu trúc hạt nhân giàu proton, nằm xa vùng bền beta Luận văn trình bày kết tính tốn đặc trưng động học hai phản ứng chuyển 1n 2n: 24 Si(p,d)23Si 24 Si(p,t)22Si với chùm tới 24 Si lượng 42 MeV/nucleon, nhận diện hạt phổ lượng kích thích hạt nhân 22,23 Si Đây sở quan trọng để thực thiết kế cấu hình thực nghiệm, hình học hệ thống detector đánh giá thống kê đếm Các kết thu tóm tắt sau: Chùm hạt nhân thứ cấp 24Si lượng 42 MeV/nucleon với độ phân giải ~ 1% cường độ 300 pps tạo từ phản ứng phân mảnh chùm hạt nhân sơ cấp 32S lượng 95 MeV/nucleon Hai detector tọa độ CATS1&2 sử dụng để xác định quỹ đạo vị trí tương tác chùm 24 Si bia phản ứng, khoảng cách 1600 mm 500 mm tính từ bia phản ứng Bia phản ứng bia CH2 (thuộc dự án CHyMENE –"Cible Minced'Hydrogene pour l'Etude des Noyaux Exotiques) loại bia khơng cần “cửa sổ” Mylar bảo vệ, có khối lượng riêng 0.92 g/cm3, bề dày 10 mg/cm2 bán kính 10 mm Để nhận diện xác định hai đặc trưng động học quan trọng lượng góc tán xạ hạt tích điện nhẹ d, t tạo thành phản ứng (p,d) (p,t), 05 detector MUST2 bố trí sau: MUST2 đặt vị trí trung tâm phía sau bia cách bia 142 mm tính theo chiều bay chùm hạt; bốn MUST2 lại đặt xung quanh vị trí góc φ = 0o, 90o, 180o, 270o, cần lưu ý detector trung tâm (tại 0o) ghi nhận hầu hết hạt t tạo phản ứng (p,t) 48 Các đánh giá thống kê đếm thời gian dự kiến 05 ngày diễn thực nghiệm cho kết khả ghi nhận 59 27 kiện phản ứng (p,t) dẫn đến trạng thái trạng thái kích thích 2+ hạt nhân 22 Si Nhóm nghiên cứu Trung tâm Vật lý hạt nhân, Viện KHKTHN tham gia xây dựng đề cương thực nghiệm từ giai đoạn đầu chịu trách nhiệm thực tính tốn trình bày với mục đích đánh giá tính khả thi thực nghiệm Đây hai yêu cầu quan trọng (bao gồm ý tưởng vật lý đánh giá tính khả thi) đề cương nghiên cứu thực nghiệm cấu trúc hạt nhân máy gia tốc lớn Đề cương nghiên cứu Hội đồng khoa học Trung tâm Khoa học Quốc gia Pháp thơng qua đầu năm 2012 thí nghiệm dự kiến thực năm 2014 Trung tâm Gia tốc Quốc gia Pháp (GANIL) Trong thời gian này, nỗ lực nghiên cứu để cải tiến hệ thống bia phản ứng, cấu hình detector tiếp tục để nâng cao thống kê đếm khả nhận diện tốt phản ứng (p,t) tiết diện thấp so với phản ứng cạnh tranh (p,d), (p,p’) đặc biệt phản ứng phân mảnh tạo phơng lớn hạt tích điện nhẹ Bên cạnh đó, nâng cao hiểu biết, khả làm chủ phần mềm NPTool để thích ứng với cấu hình phức tạp hệ thống bia - detector u cầu nhóm nghiên cứu, khơng thực nghiệm mà cịn có ý nghĩa mang tầm dài hạn tham gia vào số dự án nghiên cứu cấu trúc hạt nhân GANIL (Pháp) RIKEN (Nhật Bản) 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO A MATTA (2012), Ph.D Thesis at Université Paris-Sud XI A Obertelli, D SOHLER, I Stefan , Zs Dombradi, I Kuti, Zs Vajta, D Khoa, X.C.Lee, K.N Tuan, L Audirac, A Corsi, F Flavigny, A Signoraci, B Bastin, L Caceres, O Kamalou, O Sorlin, C Stodel, J.C Thomas, M Assie, D Beaumel, S Franchoo, F Hammache, M Niikura, J.A Scarpaci, N De Sereville, N Keeley, K Rusek, W Catford, Zs Podolyak (2011),“Search for drip line effects around the doubly magic 22 Si nucleus”,GANIL proposal for experiment, GANIL - France A Obertelli, T Uesaka (2011), “Hydrogen target for exotic-nuclei studies developed over the past 10 years”, The European Physical Journal A 47, article 105 Ahmet Bingül's, “A Monte Carlo Simulation of Two Body Decay”, website: http://www1.gantep.edu.tr/~bingul/simulation/twoBody/ D Suzuki et al.,Phys Rev Lett 103 (2009) 152503 E Becheva et al.(2006), “The N=14 shell closure in 22O viewed through a neutron sensitive probe”, Phys Rev Lett 96, 012501 M Stanoiu et al (2004), Phys Rev C 69, Article 034312 N Frank et al (2011), PRC 84, Article 037302 N T Khai, B D Linh, L X Chung, D T Khoa, A Obertelli, A Corsi, A Gillibert, N Alamanos, D Sohler, Zs Dombradi, N Keeley (2013), "Design and simulation calculations for one- and two–neutron transfer 24Si(p,d)23Si and 24Si(p,t)22Si reaction experiment", Nuclear Science And Technology, No.2 (2013), p15-21 (ISSN 1810-5408) 10 O Sorlin and M.-G.Porquet (2008), Prog.In Part.And Nucl Phys 61, p.p 602 11 P Baron et al (2003), Nucl Sci Sym Conf Re V1, p.p 386-390 50 12 S Andriamonje, S Aune, T Dafni, G Fanourakis, E Ferrer Ribas,H Fischer, J Franz, T Geralis, A Giganon, Y Giomataris, F.H Heinsius, K Konigsmann, T Papaevangelou, K Zachariadou (2004), ”A Micromegas detector for the CAST experiment”,Nucl Instr.and Meth in Phys Res A 518, p.p 252–255 13 Signoracci and Brown (2007), PRC 75, Article 024303 14 S Michimasa et al ( 2006), Phys Lett B 638, p.p 146 15 V Lapoux (2011),“Unbound states of the drip-line nucleus 24O”, French Japanese Symposium on Nuclear Structure Problems, RIKEN Nishina Center, Japan 16 W von Schlippe (March 2002), “Relativistic Kinematics of Particle Interactions”, St Petersburg Nuclear Physics Institute, Russia 17 William R Leo (1993), “Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments”, Springer-Verlag, p.p 21-33 18 Xavier Mougeot (2008), “Spectroscopie des noyaux exotiques ⁶He, ⁷ He avec les télescopes pistes MUST2 et le faisceau SPIRAL d' ⁸He”, Ph.D Thesis at Université Paris-Sud VII 19 Y Blumenfeld et al (1999), Nucl Instr.and Meth in Phys Res A 421, p.p 471491 20 Y Ichikawa et al (2011), “Proton-rich nuclear structure and mirror asymmetry investigatedby β-decay spectroscopy of 24Si”, Journal of Physics: Conference Series 312, Article 092031 51 PHỤ LỤC A Một số thông số đầu vào mơ Cấu hình detector (saclay.detector): %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% GeneralTarget %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% Target THICKNESS= 100.0 RADIUS= 10 MATERIAL= CH2 ANGLE= X= Y= Z= %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ScintillatorPlastic %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% Plastic X= Y= Z= 100 Shape= Square Height= 98 Width= 98 Thickness= 2.2 Scintillator= BC400 LeadThickness= %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% MUST2Array %%%%%%% Telescope %%%%%%% M2Telescope X1_Y1= -49.0 149.7 203.39 X1_Y128= -49.0 68.1 264.1 X128_Y1= 49.0 149.7 203.39 X128_Y128= 49.0 68.1 264.1 SI= SILI= CSI= VIS= all %%%%%%% Telescope %%%%%%% M2Telescope X1_Y1= 149.7 -49.0 203.39 X1_Y128= 149.7 49.0 203.39 X128_Y1= 68.1 -49.0 264.1 X128_Y128= 68.1 49.0 264.1 SI= SILI= CSI= VIS= all %%%%%%% Telescope %%%%%%% 52 M2Telescope X1_Y1= -49.0 X1_Y128= -49.0 -49.0 X128_Y1= 49.0 49.0 X128_Y128= 49.0 -49.0 SI= SILI= CSI= VIS= all %%%%%%% Telescope M2Telescope X1_Y1= X1_Y128= -49.0 X128_Y1= 49.0 X128_Y128= 49.0 SI= SILI= CSI= VIS= all 49.0 142.0 142.0 142.0 142.0 %%%%%%% -49.0 -68.1 264.1 -149.7 203.39 -68.1 264.1 -149.7 203.39 %%%%%%% Telescope %%%%%%% M2Telescope X1_Y1= -68.1 -49.0 264.1 X1_Y128= -68.1 49.0 264.1 X128_Y1= -149.7 -49.0 203.39 X128_Y128= -149.7 49.0 203.39 SI= SILI= CSI= VIS= all Input cho NPTool phản ứng (p,t) trạng thái 0+ %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%% Reaction file for 24Si(p,t)22Si reaction %%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%Beam energy given in MeV ; Excitation in MeV ; emmitance in rad ; sigma in mm Transfert Beam= 24Si Target= 1H Light= 3H Heavy= 22Si ExcitationEnergyLight= 0.0 ExcitationEnergyHeavy= 0.0 BeamEnergy= 1008.48 BeamEnergySpread= 11.52 SigmaX= 4.5 SigmaY= 3.5 SigmaThetaX= SigmaPhiY= CrossSectionPath= 0+.dat ShootLight= ShootHeavy= %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 53 Input cho NPTool phản ứng (p,t) trạng thái 2+ %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%% Reaction file for 24Si(p,t)22Si reaction %%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%Beam energy given in MeV ; Excitation in MeV ; emmitance in rad ; sigma in mm Transfert Beam= 24Si Target= 1H Light= 3H Heavy= 22Si ExcitationEnergyLight= 0.0 ExcitationEnergyHeavy= 3.2 BeamEnergy= 1008.48 BeamEnergySpread= 11.52 SigmaX= 4.5 SigmaY= 3.5 SigmaThetaX= SigmaPhiY= CrossSectionPath= 2+.dat ShootLight= ShootHeavy= %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% Input cho NPTool phản ứng (p,d) %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%% Reaction file for 24Si(p,t)22Si reaction %%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%Beam energy given in MeV ; Excitation in MeV ; emmitance in rad ; sigma in mm Transfert Beam= 24Si Target= 1H Light= 2H Heavy= 23Si ExcitationEnergyLight= 0.0 ExcitationEnergyHeavy= 0.0 BeamEnergy= 1008.48 BeamEnergySpread= 11.52 SigmaX= 4.5 SigmaY= 3.5 SigmaThetaX= SigmaPhiY= CrossSectionPath= pd.dat ShootLight= ShootHeavy= %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 54 ... đề t? ?i t? ?i lựa chọn là: ? ?T? ?nh toán thi? ?t kế thực nghiệm đo đặc trưng động học h? ?t nhẹ t? ?? phản ứng chuyển 1n 2n loại (p, d) (p, t) với chùm h? ?t t? ??i 24 Si lượng 4 2MeV/ nucleon? ?? Luận văn có cấu trúc... thích neutron 1.2 Detector MUST2 Detector MUST vi? ?t t? ?t cụm t? ?? MUr STrips MUST2 hệ thứ MUST Nó t? ?? h? ?p gh? ?p t? ?? ba detector thành phần: detector Si (strip); detector Si(Li); detector CsI MUST2 có... h? ?t t? ??i (projectile particle) – 24Si, (2) bia (the target) – 1H, (3) h? ?t nhân (out-going particle) – deutron ( phản ứng (p, d) ) triti (đối với phản ứng (p, t) ) proton (phản ứng (p, p’)), (4) hạt