在A60质量范围内的入射和发射低能粒子的光学势的验证

　　文/大壮编辑/大壮
　　介绍
　　先前通过分析A 45-209原子核上的α粒子弹性散射和诱导反应，在能量 50 MeV下建立的α粒子光学模型势(OMP)，最近被证明可以描述A ~ 60质数范围内激发原子核的α发射。
　　统计Hauser-Feshbach (HF)和预平衡排放(PE)模型的描述使用了之前通过分析其他独立数据验证的一致参数集。 这也为天体物理学和聚变技术提供了一个关于α-发射和吸收的所谓α-势之谜的备选解。
　　实际上，进一步考虑拾取直接反应(DR)在HF+PE结果之外增加α-发射，就可以得出上述结论。55,57,58fe激发核在巨大四极共振(GQR)能量下α发射截面的测量，除了HF+PE结果外，也归因于类似的GQR分量。 虽然之前的α发射分析利用了Fe、Co、Cu和Zn核上的(n，α)反应中低能态的最新数据，但在58,60,61ni中子激发的核GQR能量附近的进一步新数据引发了类似的兴趣。
　　事实上，中子诱导反应在59Co和稳定的镍同位素上的α -发射(高达20 MeV)也是早期系统研究的对象。使用OMP来描述中子诱导反应中的α粒子发射，与入射α粒子的电位有明显的预测，但(n，α)反应数据有很大的高估。进一步的实验和理论进展特别涉及中子入射更丰富的58,60ni以及后来的研究指出了α -发射洞察力仍然存在的问题。
　　除了本工作感兴趣的α -发射外，还应适当考虑竞争反应通道的所有可用数据，以避免粗糙模型参数的补偿效应。在这方面的最新结论性评论强调，简单或任意的参数调整，调整为提供一个更好的适合感兴趣的单一反应通道，是非唯一的，可能不具有全局物理基础，因为相邻的反应通道可能会受到适合选择的影响。
　　化合物和预平衡参数
　　使用与前面相同的核模型、代码和局部方法得到了以下计算结果。因此，典型的直接非弹性散射截面，例如58,60ni上的中子，当入射能量为2 - 7 MeV时，反应截面σR分别从~ 1.5%和~ 4%增长到~ 4%和~ 9%，然后在能量为~ 25 MeV时，分别略微下降到4%和~ 7%以下。
　　表1给出了本工作涉及的所有原子核的后移费米气体(BSFG)模型的低能级和核能级密度(NLD)参数。对s波核子共振间距误差棒极限的拟合，Dexp0数据也被用来提供拟合的a参数的极限。在HF计算中也使用了这些极限，以说明NLD对计算得到的截面不确定带的影响。表1中还给出了没有共振数据的核的平均a值的不确定度，随着拟合a参数的扩散。它们可能比更精确的Dexp0拟合得到的a值更大，但在HF计算中使用它们会增加计算的截面不确定带。对拟合Nd的额外不确定性的假设导致了NLD参数不确定性的增加， 如表1中第二对括号所示。由于对拟合Nd的更好选择或同时可用的数据，导致几个核最终在本表中的NLD参数与参考文献之间存在差异。但仍处于不确定性之中。
　　Koning和Delaroche的中子OMP是一个附加分析的主题，类似于54,56fe核。因此，我们发现表2给出的它们的全局参数集的能量相关几何参数很好地描述了图1中中子总截面σT(E)在1 MeV附近的最小值。它的解释似乎比在不低于~ 2 MeV的入射能量下更新耦合通道(CC)分析提供的解释更好。同时，σT(E)下降到1 MeV以下与CC计算结果至少相似，而s波和p波中子强度函数分别为S0和S1，潜在散射半径R ＂与CC计算结果相当或有所提高。 人们可以注意到表2中给出的中子能量进行了比较，在CC分析中相差10 keV。除61Ni外(图1c)，几何参数的能量依赖性避免了在1 MeV附近的中子能量高估 20%，这对于激发复合核(CN)的中子蒸发和带电粒子发射的竞争具有明显的重要性。
　　Koning和Delaroche的质子OMP用于59Co上的质子诱导反应的HF分析和低于~ 6 MeV的入射能量导致(p，γ)数据低于(p, n)反应有效阈值的低估 50%，在4 MeV附近的(p, n)数据被高估 50%(图2b)。实际上，质子OMP完全约束了计算出来的(p，γ)截面，在质子能量为~ 2 MeV以下，在那里它们最接近σR。对于能量高于3 MeV的(p, n)反应也是如此，其中这成为主要的反应通道，其横截面也接近σR。  化合物和预平衡结果
　　下面将展示使用上述一致参数集对Ni稳定同位素上的中子诱导反应的测量截面的模型分析，并特别关注最近的数据。目的是确定α粒子OMP[1]对α粒子发射的解释或最终可能还需要进一步考虑的问题，同时也适当地描述了所有竞争反应通道。
　　58Ni(n, x)反应
　　最轻的稳定Ni同位素的(n, p)反应的大截面与半魔法核54Fe[2]的情况类似，为质子OMP提供了有用的检查。NLD效应，仅存在于事件能量为~ 6 MeV以上(图3a)，也应该被注意到。另一方面，(n, p)激发函数的宽平台使剩余核58Ni和58Co分别在中子发射和质子发射通道内具有明显的NLD不确定性。由于魔术数Z = 28，它们的能级密度参数a的平均值较小，因此我们假设它们的不确定性只与较大的值相关(表1)。因此，计算(n, p)激励函数的相应影响以及不确定性带是相反的。在10到12兆电子伏之间，它们甚至大于10%，但在更高的能量下，PE的贡献增加。然而，由于PE横截面也依赖于相关pld的值，我们的计算结果与现有数据的良好一致性确实支持目前的方法。 60Ni(n, x)反应
　　61,62,64ni (n, x)反应
　　直接反应和类似gqr过程
　　(n，α)反应中对低能级的拾取作用也在DWBA形式中确定，使用代码FRESCO，上面给出的相同OMP参数和参考文献[2]中概述的方法。然而，在稳定的镍同位素上的(n，α)反应中，没有发现从拾取过程中测量到α粒子的角度分布。因此，我们在Glendenning给出的观察者质子对光谱因子的基础上进行了拾取(n，α)截面计算。然后，通过中子拾取过程的角分布分析，得到了在相同残馀核中被拾取中子的波谱因子(3He，α)、(d, t)和(p, d)，从而导致角动量转移。显然，这样只能得到关于(n，α)反应中拾取机制重要性的定性结论。
　　58Ni(n，α)55Fe反应拾取截面采用Zaman等分析56Fe(3He，α)55Fe拾取反应所得的中子波谱因子和从1f7/2亚层转移的观众质子对对应的Glendenning波谱因子。这方面考虑了26个激发态，具有众所周知的Jπ和转移轨道角动量，激发能量达到9.115 MeV。 结论
　　先前通过分析α粒子弹性散射和诱导反应验证了光学势，最后也验证了A ~ 60核上核子诱导反应中的α-发射，这也证实了58、60、61、62、64Ni核上中子诱导的α-发射。 使用了相同的一致的输入参数，增加了对残余铁核的可疑低能级方案的考虑，并对Ni稳定同位素上中子的OMP和Co上质子的OMP进行了额外的分析。同时，再次证明了一个较早但独特的α粒子OMP不适用于Ni同位素的(n，α)反应分析。尽管它的设置，特别是α-发射帐户，但对入射能量高达10兆电子伏。
　　同时，通过对所有竞争反应通道及其可用数据的相似考虑，进一步支持了一致的参数集。此外，本文还考虑了α-发射截面计算结果对其他反应通道主要参数的敏感性，以便最后指出α-粒子势对数据核算起主要作用的入射能量(最终在核子发射数据的水平上)。在相当低的中子能量下的最新数据的优势是必不可少的。另一方面，为了提高计算截面的精度，还需要进一步精确的平均s波核子共振间距数据。
　　为了使α-发射截面超出统计预测，适当考虑额外的反应通道再次被证明是必要的。然而，即使是研究最多的58Ni核，也只能通过使用(3He，α)拾取反应对应的中子空穴态光谱数据来评估(n，α)拾取截面。实际上，对于60Ni的激发态要少得多，或者没有激发态，只能使用类似的数据进行定性估计，而必须用66,64ni靶核的剥离(d, p)反应分析中获得的粒子态光谱因子来替代。因此，对于Fe原子核，目前发现DR拾取贡献仅为约6%，与64Ni上质子的4倍高的拾取贡献有差异。
　　然而，在Ni激发核的GQR能量上，还需要类似的贡献，以适当地解释在这些能量下测量的α-发射截面。由于(n，α)反应截面的同位素效应，这一问题在64Ni靶核中得到了特别的证明。另一方面，由于在这方面添加的相应高斯分布的宽度远低于系统的＂最佳＂值，我们仍然可以将这些分量称为- gqr分量。更多类似的分析也可以启发对这些特殊过程的理解。