[发明专利]一种探测原子核内部物质结构的装置及其方法

说明书

本发明属于原子核物理实验研究领域，涉及一种探测原子核内部物质结构的装置及其方法。该装置从左至右依次包括两块平行板雪崩探测器，所述的平行板雪崩探测器后装有一个硅探测器，所述的硅探测器后装有一个靶核，所述的靶核后装有两块硅微条探测器，所述的硅微条探测器后装有一个CsI晶体望远镜阵列。本发明结构简单，操作方便，利用各探测器得到的数据，经计算后可得原子核内部物质结构信息，具有准确性和可靠性。

技术领域

本发明属于原子核物理领域，涉及一种物理实验装置及方法，具体涉及一种探测原子核 内部物质结构的装置及其方法。

背景技术

中子核反应技术的应用使原子核结团结构的研究有了一定突破。基于中子核反应，实验 中入射粒子和靶核碰撞后发生碎裂反应，用探测器测量碎裂产物，通过对碎裂产物反推可以 重建碎裂前的激发能谱，激发能同原子核的结合能大小可以相提并论，从而得到核的结团结 构。但是中子的产生和测量实验局限性很大，能量越大，得到的碎裂产物越精细，所以通过 实验无法得到原子核的精确结构，因此不能对建立的核结构理论进行有效的实验验证。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明目的在于提供一种探测原子核内部物质结构的装置及 其方法，具有实验装置结构简单，操作方便，计算方便，实验结果准确等特点。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

提供一种探测原子核内部物质结构的装置，包括两块平行板雪崩探测器，所述的平行板 雪崩探测器后装有一个硅探测器，所述的硅探测器后装有一个靶核，所述的靶核后装有两块 硅微条探测器，所述的硅微条探测器后装有一个CsI晶体望远镜立体多单元m×n(m，n 为正整数)阵列。

进一步，所述的两块平行板雪崩探测器双维位置灵敏。

进一步，所述的硅探测器与平行板雪崩探测器平行且几何中心在同一条直线上。

进一步，所述的靶核材料可以根据所测量粒子种类进行选择，厚度也可以根据所测量粒 子种类进行选择，与硅探测器平行且几何中心在同一条直线上。

进一步，所述的两块硅微条探测器相互垂直，可以根据需要调整与靶核的距离来获得不 同的发射角，与靶核的几何中心在同一条直线上。

进一步，所述的CsI晶体望远镜立体多单元m×n(m，n为正整数)阵列，根据测量内容的不同可以选择单元的多少，同时可以调整与靶核的距离，获得能够覆盖实验所需的立体 发射角，与靶核平行且几何中心在同一条直线上。

本发明所述的探测原子核内部物质结构的方法，其特征在于按照以下步骤进行：

(1)根据物理目标，选择要研究的原子核作为入射束流，进入权利要求1所述的一种探测 原子核内部物质结构的装置。

(2)所选择的原子核束流进入两块平行板雪崩探测器后，可得出入射原子核束流中每个粒 子的运动方向。

(3)所选择的原子核束流飞出平行板雪崩探测器后进入硅探测器，可得出能量损失ΔE信 号，结合粒子的飞行时间谱进行束流在靶核前的粒子鉴别，可以鉴别出原子核束流中的不同 粒子。

(4)用鉴别出的原子核束流，打击靶核，当束流中的某些原子核粒子和靶核碰撞时，有一 定的反应几率被布局到具有结团结构的激发态，发生破裂反应。破裂的反应过程可表述为： P+T→B^*+3，B^*→1+2。其中，P代表了炮弹核，T代表了靶核，B代表目标核，1、2、 3分别代表了3种末态粒子。

(5)破裂产物集中在前角区，利用硅微条探测器和CsI晶体望远镜立体多单元m×n(m， n为正整数)阵列测出它们碎片的能损ΔE-能量E谱，并分辨出各碎片的种类。