Institutional Repository of Institute of Modern Physics, CAS
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Pion Production in Heavy-ion Collisions in the 1 A GeV region
No full textWithin the framework of the improved isospin dependent quantum molecular dynamics (ImIQMD) model, the pion emission in heavy-ion collisions in the region 1AGeV is investigated systematically, in which the pion is considered to be mainly produced by the decay of resonances ∆(1232) and N∗(1440). The in-medium dependence and Coulomb effects of the pion production are included in the calculation. Total pion multiplicity and π−/π+ yields are calculated for the reaction 197Au+197Au in central collisions for selected Skyrme parameters SkP, SLy6,Ska, SIII and compared them with the measured data by the FOPI collaboration
Production mechanism of superheavy nuclei in massive fusion reactions
No full textWithin the concept of the dinuclear system (DNS), a dynamical model is proposed for describing the formation of superheavy nuclei in complete fusion reactions by incorporating the coupling of the relative motion to the nucleon transfer process. The capture of two heavy colliding nuclei, the formation of the compound nucleus and the de-excitation process are calculated by using an empirical coupled channel model, solving a set of microscopically derived master equations numerically and applying statistical theory, respectively.Fusion-fission reactions and evaporation residue excitation functions of synthesizing superheavy nuclei (SHN)are investigated systematically and compared them with available experimental data. The possible factors that affecting the production cross sections of SHN are discussed in this workshop
Effects of magnetic configuration on hot electrons in highly charged ECR plasma
No full textTo investigate the hot electrons in highly charged electron cyclotron resonance (ECR) plasma,
Bremsstrahlung radiations were measured on two ECR ion sources at the Institute of Modern
Physics. Used as a comparative index of the mean energy of the hot electrons, a spectral
temperature, Tspe, is derived through a linear fitting of the spectra in a semi-logarithmic
representation. The influences of the external source parameters, especially the magnetic
configuration, on the hot electrons are studied systematically. This study has experimentally
demonstrated the importance of high microwave frequency and high magnetic field in the
electron resonance heating to produce a high density of hot electrons, which is consistent with
the empirical ECR scaling laws. The experimental results have again shown that a good
compromise is needed between the ion extraction and the plasma confinement for an efficient
production of highly charged ion beams. In addition, this investigation has shown that the
correlation between the mean energy of the hot electrons and the magnetic field gradient at the
ECR is well in agreement with the theoretical models.中文摘要：ECR(电子回旋共振)离子源是产生稳定的强流多电荷态离子束流最有效装置。全永磁 ECR 离子源因其独特的特点为很多中小型多电荷态离子束流实验平台与离子注入机等系统所采用，为后者产生重复性好、稳定性强的多电荷态离子束流。本文着重论述了中国科学院近代物理研究所研制的几台全永磁多电荷态ECR离子源及其特性与典型性能，如能产生强流高电荷态离子束流的高性能全永磁离子源LAPECR2，能产生强流中低电荷态离子束流的LAPECR1，能产生多电荷态重金属离子束流的LAPECR1-M等。这些性能稳定的离子源为提高近代物理研究所相关试验平台的性能提供了关键的束流品质保障
Experimental results of helicon sources
No full textHelicon plasma source is known as an efficient generator of uniform and high density plasma. A
helicon plasma source was developed for the investigation of plasma striping and plasma lens at the Institute of
Modern Physics, CAS. In this paper, the characteristics of helicon plasma have been studied by using Langmuir
four-probe and a high plasma density up to 3.9×1013
/cm3
has been achieved with the Nagoya type III antenna.
In the experiment, several important phenomena have been found: (1) for a given magnetic induction intensity,
the plasma density became greater with the increase of RF power; (2) the helicon mode appeared at the RF
power between 300 W and 400 W; (3) the plasma density gradually tended to saturation as the RF power
increased to the higher power; (4) a higher plasma density can be obtained by a good matching between the
RF power and the magnetic field distribution. The key issue is how to optimize the matching between the RF
power and the magnetic field. Moreover, some tests on the extraction of ion beam were performed, and the
preliminary results were given. The problems which existed in the helicon ion source will be discussed and the
increase in beam density will be expected by extraction system optimum
NIM\\ECL\TTL Level Adapter Based on the Multiple-using Structure of Circuit
No full textIn this paper,a multi-functional adapter circuit which can be used to accomplish level adaptation between the NIM,TTL,ECL levels will be described briefly.This circuit is designed based on the multiple-using structure of circuit unit.It is signal-width NIM standard module.The module is used for level adaptation between the different digital signals in the measurement system of nuclear physics experiments.中文文摘：基于单元电路复用结构,设计了NIM、ECL、TTL电平多功能适配器,介绍了电路复用结构和单元电路的设计原理。该插件用于核物理实验测量系统中不同逻辑电平的数字信号的适配与转换
Measurement of 16O5+ Induced L X-Ray Production Cross Sections for Gold
No full textThe characteristic Ll, Lα, Lβ and Lγx-rays of Au and energy shifts produced by 20–50MeV 16O5+ beams on a thick Au ilm are measured with a Si (Li) detector. Cross-section ratios of σ(Ll)/σ(Lα), σ(Lβ)/σ(Lα) andσ(Lγ)/σ(Lα) versus O5+ energy show that consistent calculations yield considerably better agreements. Energy shifts Ll, Lα, Lβ and Lγ x-rays of Au target increase with more incidence energy. The main application for these measurements is multi-element trace analysis through particle induced x-ray emission
Breeding of new variety and study on the mutation mechanism in sweet sorghum by heavy ion beam irradiation
No full text利用重离子辐照技术对甜高粱种子进行不同剂量的诱变处理，并分析辐照后代的农艺性状、生理生化特性及基因组DNA的多态性差异，旨在选育出含糖量高、生物量高及抗逆性强的新品种，为发展生物质燃料乙醇产业提供优质的原料，并阐明重离子对甜高粱的诱变机理。主要结果如下： 1.甜高粱在田间的存活曲线表现为“类马鞍型”，随着辐照剂量的增加，其存活率先降后升再下降。 2.筛选出株高、单秆重、糖锤度、早熟型、茎粗等突变类型的材料，尤其是80Gy辐照剂量下从BJ0602中得到的早熟突变材料KFJT-1，生育期缩短了20天左右。 3.和未辐照株KFJT-CK相比，辐照突变株KFJT-1的萌芽指标表现为极显著差异（p＜0.01），其发芽势、发芽指数、活力指数和子叶长度、胚根鲜重及子叶鲜重分别下降了24％、12.69％、0.8108％和15.32％、76.27％、27.08％。 4. 利用RAPD技术对不同剂量的辐照处理检测出的多态性差异表明，不同剂量的碳离子束辐照后，不同辐照剂量对应的5种处理材料的DNA突变率分别0％、11.4％、12.2％、18.7％和17.7％。 重离子辐照可引起甜高粱各个方向的突变，有些突变材料生物量和含糖量均高，而有些突变材料表现出生长点消失、叶片扭曲、黄化等表型性状利用重离子辐照技术对甜高粱种子进行不同剂量的诱变处理，并分析辐照后代的农艺性状、生理生化特性及基因组DNA的多态性差异，旨在选育出含糖量高、生物量高及抗逆性强的新品种，为发展生物质燃料乙醇产业提供优质的原料，并阐明重离子对甜高粱的诱变机理。主要结果如下： 1.甜高粱在田间的存活曲线表现为“类马鞍型”，随着辐照剂量的增加，其存活率先降后升再下降。 2.筛选出株高、单秆重、糖锤度、早熟型、茎粗等突变类型的材料，尤其是80Gy辐照剂量下从BJ0602中得到的早熟突变材料KFJT-1，生育期缩短了20天左右。 3.和未辐照株KFJT-CK相比，辐照突变株KFJT-1的萌芽指标表现为极显著差异（p＜0.01），其发芽势、发芽指数、活力指数和子叶长度、胚根鲜重及子叶鲜重分别下降了24％、12.69％、0.8108％和15.32％、76.27％、27.08％。 4. 利用RAPD技术对不同剂量的辐照处理检测出的多态性差异表明，不同剂量的碳离子束辐照后，不同辐照剂量对应的5种处理材料的DNA突变率分别0％、11.4％、12.2％、18.7％和17.7％。 重离子辐照可引起甜高粱各个方向的突变，有些突变材料生物量和含糖量均高，而有些突变材料表现出生长点消失、叶片扭曲、黄化等表型性
Study of High-spin Level Structure in Doubly Odd Nuclei 188Au
No full text作为核物理的前沿领域之一，高自旋态的研究能够提供核结构、核形变、核子耦合等非常有价值的信息。本论文内容为研究188Au 高自旋态的结构特性。 利用能量为86 和90MeV的19F束流，通过重离子熔合蒸发反应173Yb(19F,4nγ)研究了双奇核188Au 的高自旋态能级结构。利用GEMINI 探测器阵列进行了γ射线的激发函数、X-γ和γ-γ-t 符合测量，共获取了约160×106 个符合事件。基于实验测量结果，对原有的双奇核188Au 能级纲图做了较大的修改。新发现了两个转动带，分别对应建立在π1/2[541]⊗ν1/2[510] 和π1/2[541]⊗νi13/2 组态上的双退耦带和半退耦带。对前人所建立的正宇称带能级进行了修改，发现了一条新的20+态能级，并且指定其为πh11/2⊗2νi13/2h9/2的四准粒子结构。考查与费米面临近的单粒子轨道γ形变驱动效应，188Au 晕态带的γ∼70°非轴对称的形变可能是由h11/2− 奇质子驱动的。π1/2[541]⊗νi13/2 带观察到在低自旋发生旋称反转现象，对这个组态带的A∼180 区旋称反转系统性分析表明，反转点的转动惯量c Θ 函数不随NpNn而变，这与其它几个区有明显的不同。 另外，本论文还介绍了利用16 路Segment 型Clover 探测器的γ射线线性极化测量方法。并且利用60Co 源的两条级联γ射线对其灵敏度进行测试，发现能有效地测量γ射线的电磁属性，从而确定能级的宇称作为核物理的前沿领域之一，高自旋态的研究能够提供核结构、核形变、核子耦合等非常有价值的信息。本论文内容为研究188Au 高自旋态的结构特性。 利用能量为86 和90MeV的19F束流，通过重离子熔合蒸发反应173Yb(19F,4nγ)研究了双奇核188Au 的高自旋态能级结构。利用GEMINI 探测器阵列进行了γ射线的激发函数、X-γ和γ-γ-t 符合测量，共获取了约160×106 个符合事件。基于实验测量结果，对原有的双奇核188Au 能级纲图做了较大的修改。新发现了两个转动带，分别对应建立在π1/2[541]⊗ν1/2[510] 和π1/2[541]⊗νi13/2 组态上的双退耦带和半退耦带。对前人所建立的正宇称带能级进行了修改，发现了一条新的20+态能级，并且指定其为πh11/2⊗2νi13/2h9/2的四准粒子结构。考查与费米面临近的单粒子轨道γ形变驱动效应，188Au 晕态带的γ∼70°非轴对称的形变可能是由h11/2− 奇质子驱动的。π1/2[541]⊗νi13/2 带观察到在低自旋发生旋称反转现象，对这个组态带的A∼180 区旋称反转系统性分析表明，反转点的转动惯量c Θ 函数不随NpNn而变，这与其它几个区有明显的不同。 另外，本论文还介绍了利用16 路Segment 型Clover 探测器的γ射线线性极化测量方法。并且利用60Co 源的两条级联γ射线对其灵敏度进行测试，发现能有效地测量γ射线的电磁属性，从而确定能级的宇
Research and Manufacture of RF System at CSR Experimental Ring
No full text本文对兰州重离子加速器冷却储存实验环（CSRe）高频系统的研制进行了全面的研究，在首先说明整个冷却储存环物理要求的基础上，提出了CSR实验环对高频系统的物理及参数要求。 CSR实验环高频系统是一套具有较高技术指标和特殊要求的非标复杂设备，除腔体的部分结构以及稳定系统原理参考由近物所与俄罗斯联合设计并由俄罗斯制造的CSR主环高频系统，可以说是国内第一台独立设计、自主研发的重离子同步加速器高频系统，它不仅能在脉冲扫频模式工作，而且能在点频连续波模式工作。论文对CSRe高频同轴谐振腔从理论计算进行了详细的推导，并引入了计算机软件仿真结果对理论推导进行验证，最后在腔体研制加工完成后，将腔体冷态实测结果与理论计算及软件仿真进行了比对，对腔体理论设计的正确性进行了进一步的验证。此外还对整个高频腔体的工艺设计和加工做了较为详细的描述。本文还详细论述了CSRe高频功率源的设计思路与原理，并对整个功率源进行了工程计算与推导，特别针对这种阻抗变化的腔体为负载的功率源的电子管各级工作状态进行了计算与参数选择。最后对四个点频下的高频电压、频率精度和相位失谐量进行了测量，还对特殊的扫频脉冲调制下的电压、相位失谐进行了测量。通过测试结果对系统的设计与研制进行了分析与总结本文对兰州重离子加速器冷却储存实验环（CSRe）高频系统的研制进行了全面的研究，在首先说明整个冷却储存环物理要求的基础上，提出了CSR实验环对高频系统的物理及参数要求。 CSR实验环高频系统是一套具有较高技术指标和特殊要求的非标复杂设备，除腔体的部分结构以及稳定系统原理参考由近物所与俄罗斯联合设计并由俄罗斯制造的CSR主环高频系统，可以说是国内第一台独立设计、自主研发的重离子同步加速器高频系统，它不仅能在脉冲扫频模式工作，而且能在点频连续波模式工作。论文对CSRe高频同轴谐振腔从理论计算进行了详细的推导，并引入了计算机软件仿真结果对理论推导进行验证，最后在腔体研制加工完成后，将腔体冷态实测结果与理论计算及软件仿真进行了比对，对腔体理论设计的正确性进行了进一步的验证。此外还对整个高频腔体的工艺设计和加工做了较为详细的描述。本文还详细论述了CSRe高频功率源的设计思路与原理，并对整个功率源进行了工程计算与推导，特别针对这种阻抗变化的腔体为负载的功率源的电子管各级工作状态进行了计算与参数选择。最后对四个点频下的高频电压、频率精度和相位失谐量进行了测量，还对特殊的扫频脉冲调制下的电压、相位失谐进行了测量。通过测试结果对系统的设计与研制进行了分析与总
Development and Construction of Fast Plastic Scintillator Detector Array for External Target Experiment at CSRm
No full text随着HIRFL-CSR工程的顺利完工，更高能量和更多种类的束流可以用于实验，大大拓展了可开展的核物理实验研究的内容。为了更好的利用束流，促进核物理实验研究的深入，设计和建造新的大规模探测设备成为必然。本论文工作针对CSR主环外靶实验终端建设，完成了利用飞行时间方法探测中子和带电粒子的两种快塑料闪烁体探测器阵列的研制。其中中子探测器有效体积为1.5 1.5 1 m3，包含252个，两种不同结构的探测单元；每组带电粒子探测器（TOFW）由60个探测单元构成，有效探测面积为1.21.2m2。论文工作通过解决材料加工、抛光、粘接、单元包装、测试等一系列工艺难题，完成了中子探测器和三组TOFW探测器的安装和测试。利用宇宙射线测试得到两种类型中子探测单元和TOFW探测单元的平均时间分辨分别为278 ± 59、272 ± 44和258 ± 51 ps，扣除各种因素后，探测单元的本证时间分辨可以达到80、100和150 ps；对后者利用12C重离子束流在线测试，得到本证时间分辨好于70 ps,完全满足设计的要求。论文工作中还设计完成了探测单元中光电倍增管高压系统的控制和监测系统，并建立了以LED为光源的光刻度系统，用于探测单元的刻度和工作状态的在线监测。在终端现场对探测器进行的初步在束测试表明，两种探测器工作稳定，运行良好，其性能均满足实验需求随着HIRFL-CSR工程的顺利完工，更高能量和更多种类的束流可以用于实验，大大拓展了可开展的核物理实验研究的内容。为了更好的利用束流，促进核物理实验研究的深入，设计和建造新的大规模探测设备成为必然。本论文工作针对CSR主环外靶实验终端建设，完成了利用飞行时间方法探测中子和带电粒子的两种快塑料闪烁体探测器阵列的研制。其中中子探测器有效体积为1.5 1.5 1 m3，包含252个，两种不同结构的探测单元；每组带电粒子探测器（TOFW）由60个探测单元构成，有效探测面积为1.21.2m2。论文工作通过解决材料加工、抛光、粘接、单元包装、测试等一系列工艺难题，完成了中子探测器和三组TOFW探测器的安装和测试。利用宇宙射线测试得到两种类型中子探测单元和TOFW探测单元的平均时间分辨分别为278 ± 59、272 ± 44和258 ± 51 ps，扣除各种因素后，探测单元的本证时间分辨可以达到80、100和150 ps；对后者利用12C重离子束流在线测试，得到本证时间分辨好于70 ps,完全满足设计的要求。论文工作中还设计完成了探测单元中光电倍增管高压系统的控制和监测系统，并建立了以LED为光源的光刻度系统，用于探测单元的刻度和工作状态的在线监测。在终端现场对探测器进行的初步在束测试表明，两种探测器工作稳定，运行良好，其性能均满足实验需