400AMeV12C诱发乳胶核反应α射弹碎片的角分布

杨文锦，郑素华，韦 仙，段振兴

（太原工业学院理学系，山西太原 030008）

1 投影角与发射角的定义

核乳胶经过显影处理后，AgBr 被溶去了，只剩下明胶和显示粒子径迹的银颗粒，因此体积大约只有原来的一半。由于乳胶是粘在玻璃基板上的，在水平方向上几乎不会收缩，只有厚度变薄了。乳胶的收缩系数S[1-2]：

本实验的测量周期比较长，需要考虑温度、湿度的影响，需要每天都记录固定四个点的乳胶厚度。收缩系数的修正公式为[1-2]：

如图1所示，选取乳胶平面为x-y，垂直乳胶平面方向为z。初始径迹方向为x轴方向，作用点为坐标原点。投影角：α为作用后的次级粒子径迹在x-y平面内的投影（实验测量得到）。发射角：θ为主径迹与次级径迹夹角[1-2]（计算得到）。

图1 测量量及其示意图

其中，L1、L2分别为初始径迹和次级径迹的实际长度，L1，L2、分别表示初始碳核和次级粒子的径迹矢量，一般取R1=100 μm。

2 α射弹碎片的投影角分布与发射角分布

图2、3 分别给出了400 A MeV 12C 诱发乳胶核反应产生α射弹碎片的投影角分布和发射角分布，虚线为高斯函数拟合的曲线。

图2 α射弹碎片的投影角分布

图3 α射弹碎片的发射角分布

可以看出α射弹碎片的投影角分布符合一个高斯分布，而α射弹碎片的发射角分布需要用两个分布宽度不同的高斯分布叠加拟合。发射角分布宽度与发射源的温度、α粒子质量和α粒子动量相关。由于α粒子每核子动量可以近似为弹核每核子动量，所以两个分布宽度不同的高斯分布，认为是由发射源温度引起的。也就是说，在核-核碰撞时，存在两个温度不同的发射源[3-5]。

3 α射弹碎片的横动量分布

假定射弹碎片每核子动量与入射束流每核子的动量相同。那么，第i个射弹碎片的横动量的大小为[6]：

这里θi为第i个射弹碎片的发射角。图4 给出了400 A MeV12C 诱发乳胶核反应产生α射弹碎片的横动量分布，虚线为用高斯函数拟合的曲线。

图4 α射弹碎片的横动量分布

从图4中可以看出，α粒子的横动量分布也不能用单一的高斯分布来进行描述，而需要用两个不同宽度的高斯分布的叠加进行拟合。也说明存在两个α射弹碎片发射源[4-5]。

4 结语

α射弹碎片的发射角分布与横动量分布都需要用两个不同宽度的高斯分布叠加拟合，可以用弹核旁观体的局域平衡过程来解释。在中高能核-核碰撞中，反应体由于碰撞停止，旁观体继续运动，就会在它们相连接的接触层产生摩擦。摩擦热对于正处在碰撞中高激发态的反应体来说可以忽略，而对于旁观体来说，它的激发能是来源于摩擦热的。由于摩擦热的作用，会使旁观体能量不均衡，导致接触层和剩余部分脱离，各自形成球形核并在激发能的作用下发射粒子。也就是形成了双温发射源。