一、中高能重离子碰撞的高能光子测量及相关物理(论文文献综述)
杨尧[1](2020)在《HIAF放射性次级束分离线(HFRS)辐射防护关键问题研究》文中认为放射性次级束装置是用于产生、分离、纯化和研究放射性核束的装置,利用放射性核束可以开展物理、材料、生物等领域的科学研究工作。目前,国内外已有许多正在运行、建造或计划建造的放射性核束装置。HFRS是HIAF装置上基于In-flight方法产生放射性核束的装置,典型238U束能量可达800 MeV/u,流强3×10111 pps。它由预分离器和主分离器组成,初级束在预分离器中轰击薄靶得到次级束,并进行初步分离,随后传输到主分离器中进一步的分离和纯化。此外,还可以在主分离器中安装次级靶,开展二次反应的研究。它的另一种运行模式为普通传输线模式,即将BRing中的主束直接传输到SRing中。HFRS可加速的粒子种类多,能量及流强高,且运行模式多样、束损分布广。其产生的次级辐射场瞬时剂量率可达1012μSv/h量级,高活化部件(初级靶、Beam dump)表面剂量率可达106μSv/h量级,这对装置的屏蔽设计、设备保护及部件维修等提出了挑战。论文首先从中子能谱、屏蔽计算及活化分析几个方面对比了蒙卡模拟、实验数据以及经验公式的结果,表明了FLUKA程序在中高能重离子加速器中防护计算的适用性。接着从HFRS运行模式出发,结合束流、产生靶参数及剂量率控制目标,分别完成了预分离器和主分离器的屏蔽设计。前者采用局部屏蔽(铁)与整体屏蔽(普通混凝土)+回填砂土结合的方案,后者采用整体屏蔽+回填砂土的方案。同时根据辐射源项结果,提出了设备保护方案,为束诊设备及抗辐射磁铁的设计提供了指导。另外,采用FLUKA程序和ANSYS程序结合的方法,初步完成了HFRS束流垃圾桶的设计,为未来涉及高功率装置的束流垃圾桶的设计和优化打下了良好的技术基础。最后,研究了加速器部件、空气、环境介质等的感生放射性水平,提出并解决了高活化部件维修转运问题,完成了工作人员和公众辐射剂量评价和环境影响分析。论文中分析比较了不同价态离子在蒙卡程序磁场模型中的输运,以及对辐射源项分布的影响,具有一定创新意义。相比较于普通加速器装置,放射性次级束装置的防护设计更为复杂,国内鲜有报道。本工作的完成推动了HIAF项目的顺利开展,为HFRS的辐射防护设计和建设项目的辐射环境影响评价提供了不可或缺的源头基础和依据,文中的研究方法、结果等也可为同类型装置提供重要参考。
刘凤仙[2](2020)在《在RHIC能区Cu+Cu碰撞中轻(反)原子核与(反)超核的产生与特性研究》文中研究指明理论上认为,宇宙产生之初正反物质应该是相同的,而现实的宇宙中已经很难找到反物质的存在。反物质和普通物质的这种不对称性是现代物理学研究的一个基本问题,研究这个不对称性的深刻的物理机理是过去几十年的一个热点。由于在高能重离子碰撞实验中,最初产生高温高密核物质的环境类似于宇宙大爆炸的初始阶段产生的“火球”环境,这为在实验中研究反物质提供了一条可能的途径;也为科学家研究宇宙演化早期物质形态,寻找奇特物质和反物质提供了理想场所。借助于现代加速器技术,科学家在高能碰撞实验中已经成功产生并捕捉到了反氢原子,并对轻(反)核物质以及(反)超核物质等进行了广泛的研究。特别是(反)超核物质被发现以来,极大地促进了核物理学家对探索奇特物质(如超核、反超核和含奇异夸克的束缚态)以及超子-核子相互作用的研究工作。本论文用部分子-强子级联模型(PACIAE)模拟质心能量为200 GeV、赝快度区间为|η|<0.5、以及横动量范围为0<pT<8GeV/c的铜铜(Cu+Cu)碰撞实验,产生多粒子末态;接着用动力学约束的相空间组合模型(DCPC)组合产生轻(反)原子核(d、(?)、3He、(?)、4He、(?))和(反)超核(Λ3H、(?))。模拟研究相对论重离子碰撞中轻(反)原子核和(反)超核的产生及其特性。其中,模型参数通过拟合STAR实验组相同条件下已有的实验数据确定。首先,计算了不同中心度区间轻(反)原子核(d、(?)、3He、(?)、4He、(?))的产额、产额比,研究了它们的中心度依赖性和质量标度特性。结果表明:轻(反)原子核的产额随着中心度的增大都迅速下降,呈现出很强的中心度依赖特性;但是,反原子核对原子核的产额比随着中心度的增大保持不变。轻(反)原子核的产额随着原子核质量数的增大而很快地减小,呈现出质量的指数标度行为,即每减少单位核子数,(反)原子核的产额下降约3个数量级。同时,可以发现:随着参与碰撞的核子数(Npart)的增加,每参加碰撞核子数产生轻(反)原子核的相对产额快速增大;而且重一些的(反)原子核比轻一些的(反)原子核增加得更快,这表明参与碰撞的核子数越多越容易产生轻(反)原子核。另外,本论文还用组合参数BA讨论了合成原子核的难易程度。结果显示,产生重一些的(反)原子核比轻的(反)原子核更难。模型结果与已有的STAR实验值符合得很好。这样,本论文预言了高能Cu+Cu碰撞中不同中心度轻(反)原子核产生的产额与产额比,给出了相对论重离子碰撞中轻(反)原子核产生的质量标度特性。然后,分别计算了三个中心度区间(0-10%、10-30%、30-60%)的超氚核和反超氚核(Λ3H、(?))的产额、产额比,并与(反)氦-3核(3He、(?))以及(反)氚核(3H、(?))进行了比较。研究结果表明:(反)超氚核的产额(Λ3H、(?))与3He、(?)、3H和(?)的产额均随着中心度的增大而迅速地降低;但其反超氚核与超氚核的比值保持不变,与中心度无关;(反)超氚核对原子核质量数相同的(反)原子核(3He、(?)、3H、(?))的混合比值(Λ3H/3He、(?)/(?)、Λ3H/3H、(?)/(?))都小于1,这表明(反)超核的产额比普通(反)原子核的产额低。此外,论文中还计算了超氚核和反超氚核的奇异丰度因子S3=Λ3H/(3He×Λ/p),其值都接近于1,这一结果进一步证实了相对论重离子碰撞中奇异夸克的相空间数与轻夸克的类似,意味着高能Cu+Cu碰撞中高温解禁夸克物质已经形成。模型研究结果也与已有的STAR实验数据符合得较好。同样,本论文用模型预言了高能Cu+Cu碰撞中不同中心度区间超氚核和反超氚核的产额、产额比和奇异丰度因子的值。最后,研究了质心能量为200 GeV的Cu+Cu碰撞中介子(π+、π-、k+、k-、kS0)、重子(p、(?)、Λ、(?))和轻(反)原子核(d、3H、(?)、3He和(?))的集体流行为,比较了正物质与反物质的集体流的差异。本论文用PACIAE模型和DCPC模型分别计算了介子、重子和轻(反)原子核椭圆流v2的横动量分布。结果发现:在高能Cu+Cu碰撞中产生的轻(反)原子核也存在集体流行为;特别是,本论文首次证明了,在误差范围内,正物质与反物质(包括介子、重子和原子核)的椭圆流的横动量分布完全相同,即正、反物质的产生和演化过程是完全对称的。这些结果都进一步证实在相对论重离子碰撞中QGP物质已经产生。计算得到的椭圆流v2的横动量分布特征与实验数据相似,在低横动量区域,模型结果与实验数据吻合较好;在高横动量区域,存在一些差异,这可能是由于模型和实验组对中心度的定义标准不同所引起。
吴正新[3](2020)在《航天器舱内辐射环境及空间剂量学应用研究》文中提出空间辐射环境对执行任务期的航天员产生健康风险,有可能会导致宇航员致癌。而空间辐射主要有三种来源:首先是地球俘获带(包含内辐射带与外辐射带),内辐射带主要由电子组成,外辐射带主要由质子组成,能量高达几百兆电子伏特,其次太阳粒子事件和银河宇宙射线(Galactic Cosmic Rays,GCR),这两种辐射源主要由高能质子和重离子(HZE)组成。NASA已经制定了辐射防护策略以限制风险,其中包括使用诸如屏蔽防护之类的对策,正确的风险评估取决于对航天器结构对入射空间辐射环境的屏蔽效果的准确评估。由于复杂的屏蔽几何结构起着重要作用,因此必须改进现有的输运程序以及计算人体组织内部的剂量沉积。航天器的计算机模拟通常用于显示航天器结构提供的等效剂量的减少。但是根据已发表的研究表明,增加屏蔽并不总是会导致等效剂量的减少。航天器发射要考虑发射成本,增加了屏蔽厚度相当于提高了航天器的重量。当这些高能粒子与航天器的结构和屏蔽材料相互作用时,高能质子和重离子会产生次级粒子,与初级入射粒子相比,次级粒子可能会造成更大的辐射生物损害,因此研究不同的次级粒子与物质相互作用对人体组织器官或者等效人体组织的吸收剂量及剂量当量至关重要。本论文主要讨论以下三个方面的内容,并得到了一些有价值的结论:1.基于Geant4计算程序建立了空间辐射环境高能粒子输运分析方法与工具,该工具能够分析单能和复合能谱的电子、质子、重离子入射航天器屏蔽模型后在舱内的次级辐射环境和剂量分布。通过积分的方法比较了四种材料的屏蔽性能,经过计算得出,无论是单能质子,阿尔法,氧离子,铁离子,穿过聚乙烯后水模体的吸收剂量最小,其次是水,碳钎维,穿过铝的吸收剂量值最大,从而说明四种材料的屏蔽性能依次为聚乙烯,水,碳钎维,铝最差。通过欧空局开发的用于空间辐射效应研究的GRAS(Geant4 Radiation Analysis for Space)软件包,计算了银河宇宙质子穿过圆柱体壳型与球壳型两种结构的空间舱产生的次级粒子能谱以及舱内ICRU(International Commission Radiological Units)球的剂量当量等物理信息,详细的比较了穿过等质量厚度的四种材料舱内的次级电子,光子,中子,质子,计算结果表明穿过聚乙烯生成的中子最少,其次是水,碳钎维,经过铝生成的中子通量最多,屏蔽材料为聚乙烯时,ICRU球的吸收剂量,剂量当量也是最小的。2.通过加速器试验方法验证了质子入射屏蔽材料后在等效人体组织内的深度剂量分布。现有的剂量深度分布测量主要是通过两种方法:一种是基于多薄层厚度的材料叠加,将数量较多的剂量片放置不同的夹层当中,材料被分割为多层,加工多层时会导致材料不规整,测量时缝隙里混入空气等因素的影响将导致测量结果产生较大的误差,另外一种方法是改变试验模体的厚度进行多次测量,测量程序繁琐,多次辐照,增加试验成本等缺点。而本文通过特制不同倾角的楔形材料辐照模体能实现一次性辐照即可得到整个模体的剂量深度分布,测量结果精确,可用于不同能量的质子,电子,光子等束流辐照材料的剂量深度分布测试,基于该结构的辐照模体,灵活,简易,适用于空间材料辐照效应的研究。计算时以面积计算分值来比较验证参数,计算值和测量值的偏差小于20%。对高能重离子的试验验证,采用和文献发表的测量值的比较方法,比较了C、O和Ne离子入射水模体的实验测量深度剂量分布值。其中有三种能量的C离子,三种能量的O离子,一种能量的Ne离子,计算结果和测量值符合较好,偏差小于20%。因而本实验建立的高能粒子输运分析方法是有效可用的。3.电离总剂量效应研究的辐照模拟源主要用60Co辐照源,因而准确的测量钴源辐照室内不同位置的剂量十分重要,为此本文通过自制的一套钴源剂量测试装置标定了钴源三维剂量场以及使用薄膜剂量片测试了该钴源的剂量增强因子。应用该便携式测量装置标定钴源三维剂量场,携带方便,测量结果精确,可在钴源辐照室地面,不同高度,不同距离多角度测量,这对于提高电子元器件电离总剂量效应研究和抗辐射性能考核的准确性,推动总剂量效应试验方法和标准的完善,对保障航天器的运行安全、寿命都有重要的意义。
李蓉[4](2020)在《中高能重离子电荷拾取反应研究》文中研究指明本文在总结分析中高能重离子在不同能区电荷拾取反应截面对射弹核质量,靶核质量和能量的依赖关系基础上,用CR-39核探测器分别研究了最高能量为497 A MeV的56Fe和最高能量为395 A MeV的84Kr在Al,C和CH2靶上的电荷拾取反应截面,以及最高能量为398 A MeV的12C在C、CH2、Al、Cu、Pb靶上的电荷拾取反应截面。对于最高能量为497 A MeV的56Fe在Al,C和CH2靶上的电荷拾取反应截面,得到在我们研究的能量中,电荷拾取反应截面依赖于靶核的质量AT,截面随靶核质量AT增大而增大。用公式s (?)拟合了所测量的数据,得到对于靶核质量AT的强依赖(b31.0),这与在更高束流能量更重射弹核观察到的结果不同。对于最高能量为395 A MeV的84Kr作用于Al,C和CH2靶的电荷拾取反应截面,得到在我们研究的能量中,电荷拾取反应的截面依赖于靶核质量AT,截面随靶核质量AT增大而增大。利用公式(?)拟合了所测量的数据,得到对靶核质量AT的强依赖(b31.0),这与在更高束流能量更重射弹核观察到的结果不同。对于最高能量为398 A MeV的12C在C、CH2、Al、Cu、Pb靶的核电荷拾取反应截面,发现在我们研究的能量中,电荷拾取反应的截面依赖于靶核质量AT,截面随靶核质量AT增大而增大。分别用幂函数 (?)和线性函数(?)拟合实验结果得出,电荷拾取反应截面对靶核质量AT的线性函数关系可以更好地模拟我们的数据。
祝新鹏[5](2020)在《高能重离子碰撞中强子化机制与冻出粒子的背对背关联分析》文中提出夸克-胶子等离子体(QGP)是格点QCD预言存在的一种新物质,物理学者们普遍认为高能重离子碰撞后的短暂时期与宇宙早期可能存在着QGP。目前的实验精度还无法直接测量到QGP物质,实验上可以观测到的是末态粒子,对于碰撞后的中间过程是也只能依靠各种唯象模型来推演。在高能重离子碰撞所形成的高温高密媒介系统中,QCD预言产生的QGP物质会随着致密系统源的膨胀而产生相变-即强子化。继强子化后,利用波戈留波夫变换可以把粒子与媒介系统之间的相互作用压缩成准粒子,准粒子质量区别于探测器接收到的自由粒子质量,从而产生两粒子的背对背关联。本文利用准粒子模型的有效质量为变量来分析K介子背对背关联函数。随着高温高密媒介系统的膨胀演化,碰撞分析源要经历夸克—胶子等离子体态、完全化学平衡、部分化学平衡、热平衡四个温度不同的阶段,这其中就发生了两次相变,分别是夸克—胶子等离子体相变和粒子冻出时的强子化相变,其中强子化相变中,在选择以不同冻出温度为代表的粒子冻出模型时还存在争议。根据理论和实验上给出的四个不同温度值分析K介子背对背关联函数,分析指在为细致研究媒介系统的演化信息和探寻夸克—胶子等离子体存在提供一个理想的模型,最终得到以冻出温度Tpch(28)140Me V为标志的部分化学平衡模型是理想的粒子冻出模型。
王婷婷[6](2019)在《中能重离子碰撞中粒子动量关联函数与挤出发射时的集体流及核修正因子的核子数标度率研究》文中研究指明重离子碰撞的研究目的在于揭示在极端条件下核物质所表现出来的性质。在中高能重离子反应中,核物理前沿研究主要包括核反应机制、高热高密核物质性质和核状态方程。其中,中能重离子核反应机制主要是研究核反应的动力学以及统计过程。核反应的动力学包括核的集体运动,而核反应的统计过程主要侧重于平衡态或局部平衡下的热运动。因此,各向异性流的研究已成为中高能重离子碰撞中的热点。此外,两粒子之间的动量关联函数包含着有关碰撞的早期动力学信息,除了质子以外的轻碎片之间的关联函数则携带了更多关于中能重离子碰撞中轻碎片产生机制和反应动力学的信息。本论文利用同位旋相关的量子分子动力学模型(IQMD)研究了中能重离子碰撞的动力学过程。主要工作有三部分:首先,第一部分工作是研究了中能重离子碰撞过程中轻碎片的各向异性流以及核修正因子的核子数标度律。我们利用同位旋相关的量子分子动力学(IQMD)模型模拟并分析了在0.4A GeV能量下的Au+Au碰撞过程,计算了不同的碰撞参数以及两组不同的介质内核子-核子碰撞截面因子条件下的直接流(1)和椭圆流(2)以及核修正因子(R(8)的轻碎片组分核子数目的标度率(Number of constituent nucleon scaling)。此工作特别地就轻碎片的组合机制方面系统地研究了不同轻碎片的各向异性流和核修正因子(R(8)。结果表明:在该能量域中,轻碎片的发射可以通过挤出现象很好地描述;同时可以发现轻碎片的直接流1,椭圆流2和核修正因子R((8)都具有很好的核子数标度律。这些结果也说明了在中能重离子碰撞的挤出区域中轻碎片组合机制是上述物理现象产生的原因。在工作的第一部分,我们给出了常用的研究集体流的物理量的计算方法。接着,本论文的第二部分工作是研究了不同快度区域的质子-质子动量关联函数以及介质内核子-核子碰撞截面对其影响。在同位旋相关的量子分子动力学模型的框架下,我们采用Lednicky-Lyuboshitz关联函数分析方法,系统地研究了在0.4A–1.5A GeV区间不同能量和不同碰撞参数下的Au+Au碰撞在不同快度区域的质子-质子动量关联函数。本工作特别是对关联函数与介质内核子-核子碰撞截面依赖性进行了研究,同时探讨了动量关联函数对碰撞参数和能量的依赖性。本工作同时还利用高斯源拟合的方法对动量关联函数进行拟合,提取出发射源的尺寸。结果表明:在较小的碰撞参数条件下以及全快度和弹或靶快度区域内,介质内核子-核子碰撞截面对质子-质子动量关联函数有明显的影响,但在中快度区域,其对质子-质子动量关联函数几乎没有影响,这也说明弹或靶快度与中快度区域质子的发射机制不相同。最后讨论了中能重离子碰撞中发射的轻粒子的动量关联函数以及不同轻粒子关联与发射顺序关系。我们在同位旋相关的量子分子动力学模型的框架内,采用Lednicky-Lyuboshitz的关联函数解析方法计算了Au+Au碰撞在不同碰撞参数和入射能量条件下产生的轻粒子(例如中子、质子、氘核、氚核)的动量关联函数。本工作首先计算了在0.4A GeV到1.5A GeV的能量范围内质子-质子动量关联函数并与FOPI/EOS实验结果进行比较。结果表明:IQMD模型能够在0.4A GeV到1.5A GeV的大能量范围内再现FOPI实验组的质子-质子动量关联函数的实验数据。然后,我们重点研究了不同轻粒子对的总动量、碰撞参数和介质内核子-核子碰撞截面对粒子对关联函数的影响。结果表明:氘核和氚核末态相互作用导致其关联函数都是反关联的,并且敏感于较高的粒子对总动量,但对较低的粒子对总动量不敏感。此外,通过拟合动量关联函数,我们提取了发射源半径并且也探讨了与碰撞参数和介质内核子-核子碰撞截面的相关性。结果表明:介质内核子-核子碰撞截面因子(η)或碰撞参数(b)越小,动量关联函数对于粒子对总动量依赖性越强。最后还探讨了不相同粒子(例如p-d,p-t和d-t)之间的动量关联函数,并利用粒子对速度差的条件对粒子发射顺序进行了研究。结果表明,较重的粒子(氘核或氚核)在小的相对动量区域的平均发射时间要早于质子。
张小楠[7](2019)在《Fe、Ni基金属玻璃的离子辐照损伤研究》文中研究说明磁约束等离子体聚变装置中,面向等离子体材料与边缘等离子体刮削层接触,受到强流粒子轰击。面临强辐照环境,传统晶体材料易出现开裂、脱落等行为。金属玻璃具有独特的长程无序结构且包含大量的自由体积有利于容纳入射离子,被认为可能具有更好的耐辐照性能。其中Fe、Ni基金属玻璃由于具有良好的玻璃形成能力、较高的玻璃转化温度以及较宽的过冷液相区成为应用于辐照环境中的热门候选材料。本文着眼于阐述长程无序结构在辐照环境中为金属玻璃带来的性能优势,以及辐照参数如离子能量、种类等对材料辐照行为的影响。采用He离子辐照Fe、Ni基金属玻璃与金属钨、低活化钢,探讨不同材料结构对耐He离子辐照性能的影响;同时采用低、中、高三种能量的He离子辐照Fe基金属玻璃,分析离子能量对金属玻璃辐照损伤行为的影响;比较H、He离子辐照以及其复合辐照时金属玻璃的损伤,讨论H、He离子产生损伤过程的差异。论文第一章综述了传统晶体耐辐照材料如钨、钼、低活化钢等辐照性能的不足,引出具有长程无序、各向同性结构且包含大量自由体积的金属玻璃可能具有更优越的耐辐照性能。综述了关于不同组分的金属玻璃的辐照行为研究,在此基础上提炼出本文研究方向:金属玻璃与晶体金属相比辐照损伤阂值、机制的差异;比较不同组元金属玻璃的耐辐照性能;离子能量、种类及复合辐照对金属玻璃辐照行为的影响。论文第二章根据第一章的研究思路介绍了完成实验的平台、分析方法和使用仪器的实验参数,选择的辐照实验靶材料的参数和加工清洗过程,以及辐照实验的详细参数。论文第三章给出了 SRIM程序模拟计算辐照损伤的结果。得到能量为700 eV时,He离子在材料中损失能量由核能损主导转为电子能损主导,这一结果为辐照实验能量参数的选择提供了指导。300 keV的He离子辐照在金属钨中产生的原子移位损伤小于金属玻璃中的,为比较材料抗辐照性能提供了数据支持。同时,计算结果还给出了离子入射材料时的能量耗散过程,其中大部分能量用于带来电子的激发电离和晶格振动,只有一小部分用于形成原子移位,这一结果有助于更全面的理解离子与材料的相互作用过程。同时通过比较H、He离子产生的损伤计算结果,帮助理解两种离子形成辐照损伤机制的差异。论文第四章比较了 300 keV的He离子辐照下,Fe、Ni基金属玻璃和金属钨、低活化钢辐照行为的差别,给出了金属玻璃的微结构随辐照剂量增加的演化过程,描述了其中泡成核与生长机制,得到金属玻璃中自由体积与长程无序结构有助于其容纳更多入射离子与原子移位损伤,其表面损伤阈值明显高于金属钨和低活化钢。同时比较三种金属玻璃的结构辐照响应,发现组分原子具有更大半径差及更负混合焓的金属玻璃具有更好的辐照结构稳定性,为筛选耐辐照金属玻璃提供了参考条件。论文第五章给出了不同能量He离子辐照Fe基金属玻璃的损伤行为,发现低能离子辐照,金属玻璃表面形成波浪状起伏,中高能量离子辐照使金属玻璃表面开裂脱落,提出低能核能损主导机制下表面粘性流以及溅射原子沉积的自组织生长,中高能电子能损主导机制下局部喷流的压力波使表面破裂两种表面演化机制。几百keV到几MeV能量范围的He离子辐照,Fe基金属玻璃中原子有序排列均先形成β-Mn型相。论文第六章观察了 H离子辐照下Ni基金属玻璃与金属钨的损伤行为,与He离子辐照比较,H原子由于更小的溅射产额,在金属玻璃表面诱导的粗糙化程度更小,同时H离子入射到金属玻璃中没有形成泡层。此外比较了 He、H离子复合辐照与单离子辐照Fe基金属玻璃时产生的损伤,描述了 He、H离子复合辐照下金属玻璃的损伤状况,复合辐照时,金属玻璃中的泡密度增加而尺寸减小,泡形成机制转变为移动与捕获。论文第七章对研究课题的进行总结,给出主要结论与创新点,同时分析本文研究工作的不足并对后续工作进行展望。
王志[8](2019)在《利用重离子碰撞研究原子核内核子的短程关联及高动量分布》文中研究说明原子核内核子之间的短程关联及其对核子动量分布的影响是近年来人们关注的一个热点问题。传统的壳模型认为原子核内的每个核子都处在一个与其他所有核子共同作用而产生的平均场中做近似独立粒子运动,因而核子的动量不能超过费米动量(k<kF)。然而随后的质子敲出实验却指出只有60-70%的核子满足这种独立粒子运动,这显然有悖于壳模型图像。近年来进行的高能电子散射实验则进一步指出,原子核中普遍存在着同位旋依赖的核子-核子短程关联对,即质子-中子关联、质子-质子关联及中子-中子关联,其中质子-中子关联对占主导地位(np-dominance),这种由张量力导致的关联核子对之间具有大的相对动量和小的质心动量,使得一部分低动量核子(k<kF)获得更高的动量(k>kF),从而在核子动量分布中产生一个高动量尾巴。短程关联及其导致的高动量尾巴对核结构与核天体物理中的许多问题,如核物质对称能、中子星的结构及状态方程等都会造成显着影响,这方面的研究也在如火如茶的进行。基于目前实验和理论上的一些进展,本文我们将在同位旋依赖的Boltzmann-Uehling-Uhlenbeck(IBUU)模型的框架下,利用重离子反应来研究核子之间短程关联及高动量尾巴。通过比较和分析在考虑与未考虑高动量尾巴效应下的模型计算结果,进而去寻找实验上敏感于高动量尾巴的观测量。首先第二章介绍了目前常用的描述中能重离子碰撞的微观输运模型。在第三章,根据一些实验事实及理论研究,如由于质子-中子短程关联对的主导地位,在丰中子核内质子拥有高动量(k>kF)的几率大于中子;理论和实验指出,高动量尾巴的分布形式为~1/k4;微观计算显示同位旋不对称度δ与动量分布的高动量组分之间近似呈线性关系,我们获得了考虑核子-核子短程关联效应之后,核物质核子动量分布的参数化形式n(k)。进一步结合局域密度近似,得到了有限核的核子动量分布,并在IBUU输运模型中加入了这种高动量的核子动量分布。计算结果显示当考虑短程关联后,核子动量分布中明显出现一个高动量尾巴。第四章基于合并了高动量尾巴效应的IBUU输运模型,我们模拟了束流能量为50 MeV/nucleon及140 MeV/nucleon的对称核系统12C+12C和非对称核系统124Srn+124Sn的碰撞反应,计算表明高动量尾巴效应能明显增加高能自由质子和自由中子的产出几率,并且高能核子的出射几率会随着束流能量的提高而增加,但是高动量尾巴在高能核子排放中的效应却有所减弱,这是由于越高的反应能量,会导致短程关联的作用在核子碰撞过程中相比其他作用影响越低。对于高动量尾巴效应对核反应中的韧致辐射光子产出的影响,我们也模拟计算了 112Sn+112Sn,124Sn+124Sn和197Au+197Au三个体系的碰撞反应。结果表明反应产出的质子-中子韧致辐射光子非常敏感于原子核动量分布中的高动量成分,核子动量分布中的高动量尾巴可以导致丰中子核中高能韧致辐射光子产出量的显着增长。对于不同的平均场势,反应中硬光子的产出会有一定的差异,但是光子发射的高动量尾巴效应却都很明显。不同平均场下光子产量之所以不同,是因为韧致辐射光子来自于核子之间的散射,不同的平均场导致核子受到的力不同,因而会直接影响到核子的散射过程,最终影响到反应中光子的产额。为了减小反应模拟中的不确定性,如光子产出几率和核子散射截面以及系统误差,同一反应体系在不同束能下的双微分光子产出几率之比Rp及不同反应体系在同一束能下的双微分光子产出几率比Rp’被提出作为潜在的敏感探针来研究核子之间的短程关联及其导致的高动量尾巴。核物质对称能也是人们关注的一个热点问题,其在重离子核反应动力学、非对称核物质状态方程等方面以及天体物理领域中的核素合成和中子星的结构与演化等方面具有的重要影响。在考虑了高动量尾巴效应的IBUU模型的基础上,我们也讨论和分析了利用质子-中子韧致辐射光子作为对称能敏感探针的可能性。第五章模拟了束流能量为50 MeV/nucleon的132Sn+124Sn和40Ca+40Ca两个系统的反应,讨论了在考虑与不考虑高动量尾巴两种动量分布情况下,质子-中子韧致辐射光子的产出情况并进一步分析了其对核对称能的敏感性。通过对不同的对称能下光子的产额及其能量的几率分布可知,无论有没有考虑短程关联效应,韧致辐射光子的产出都不敏感于对称能。然而两个不同系统的光子产出比R,不仅敏感于原子核的高动量尾巴,同时也敏感于核对称能,甚至在考虑高动量尾巴效应后,核对称能对硬光子产出比的影响会进一步增大,这可能是由于比值降低了光子产出的介质效应的影响以及光子产出几率模型所导致的差异,从而使得光子产出的对称能效应显现出来。另外,相比于不考虑高动量尾巴的情况,在考虑短程关联导致的高动量成分后,光子产出比有所降低,这是由于核子动量分布中的高动量组分主要由质子-中子关联导致,因而高动量尾巴效应对光子产出的影响会随着同位旋不确定度占的增加而减弱。最后,在第六章中,我们对本文涉及的工作进行了总结,并对以后可能的研究方向作了展望。
董子健[9](2019)在《高能Au-Au碰撞中轻反核物质产生的能量依赖性研究》文中指出一直以来,对称性是物理学炙手可热的话题。理论上认为,在宇宙产生之初正、反物质是等量的,然而在现实宇宙中反物质却不见了,正、反物质的这种不对称性问题是宇宙衍变过程的未解之谜。随着粒子物理学和高能物理实验条件的发展和进步,对微观粒子的可观测性和可控性显着提高,在高能碰撞实验中产生和研究反物质成为可能。近几年美国BNL/RHIC实验组和欧洲CERN/LHC实验组,在高能Au-Au碰撞和Pb-Pb碰撞实验中,先后发现了(?),(?)和(?)等轻反原子核和反超核,这对反物质的研究和理解具有深刻的意义。由于高能物理实验消耗的成本巨大,因此,目前粒子物理学的重要研究手段之一,就是通过运用理论模型模拟研究高能碰撞实验。本文首先对高能物理和反物质的背景、部分子-强子输运模型(PACIAE模型)和相空间动力学约束组合模型(DCPC模型)、以及Au-Au碰撞实验进行了介绍。然后,使用PACIAE模型和DCPC模型,在质心能量(?)=11.5、14.5、19.6、27、39、62.4、130、200、800、2760 和 5020 GeV 能量下模拟产生 Au-Au 碰撞事件,再用DCPC模型组合产生轻(反)原子核和超核,研究了高能Au-Au碰撞中轻(反)核物质产生的能量依赖性,以及相应的性质。其中,选取的快度区间为-0.5 ≤y≤0.5、横动量区间为pT≤ 5 GeV、中心度为0-10%。研究结果表明:(1)正粒子p、Λ、d、3He、(?)的产额大于反粒子(?)、(?)、(?)、(?)、(?)的产额,普通核的产额大于超核的产额;(2)正粒子p、Λ、d、3He、(?)的产额随着质心能量(?)的增加,先减少后增加;反粒子(?)、(?)、(?)、(?)、(?)的产额一直呈现增加的趋势,即高能Au-Au碰撞中,末态强子和核子的产生存在很强的能量依赖性;(3)反核与它们对应的正物质的比值随着碰撞时质心能量的增加而上升,最终趋近于1。为了研究高能Au-Au碰撞中核子和超子组合产生不同的原子核的难易程度及其能量依赖性,我们模拟计算了不同碰撞能量下组合产生原子核和超核的聚合参数BA以及差异性因子s3。结果表明:聚合参数BA存在很强的能量依赖性,当质心能量(?)增加时,BA先减少后增加,在20 GeV附近存在一个转变点,这很可能是由相变引起的;(?)H和3He的差异因子s3随碰撞能量的增加,开始较快增加,在20 GeV附近趋于饱和,其值约为0.8,这表明超核比普通核更难形成;而s3和(?)近似相等,这表明组合产生反原子核的难易程度与组合产生原子核相同。我们用模型计算得到的结果在误差范围内与已有的实验结果符合较好。
马国扬[10](2019)在《相对论重离子碰撞中大横动量粒子的产生》文中认为在美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机(RHIC)和欧洲核子中心的大型强子对撞机(LHC)进行的超相对论重离子对撞实验中,我们能够在极小的区域内沉积极高的能量,创造出的极端高温、高密的环境,从而将原本禁闭在强子束缚态的夸克和胶子解禁闭,进而产生出一种全新的物质形态——夸克胶子等离子体(QGP)。夸克胶子等离子体存在很短时间,在其形成之后便会开始膨胀,并在演化过程中逐步地冷却,部分子最终又会重新回归禁闭状态,强子化变成末态可观测到的强子。为了探究该短暂存在的物质形态的形成过程和物态性质,不同的QGP信号、探针过去二十多年里被提出并得到了广泛且深入地研究,其中喷注淬火效应被认为是一种重要的研究夸克胶子等离子体的探针。喷注淬火又被称为部分子能量损失过程,它描述了初始硬散射过程中产生的高能部分子在穿越夸克胶子等离子体时,会与该热密介质发生相互作用,从而损失其部分初始能量的现象。实验上我们则可观测到高能重离子碰撞中单举强子的归一化高横动量谱会低于在核子核子碰撞中的产额、双强子(喷注)和规范波色子标记喷注的横动量不对称性、喷注子结构的差异等现象。随着高能对撞实验的质心能不断地提升,喷注淬火效应作为一种重要的QGP探针得到实验、理论以及唯像上越来越多的关注。在本文研究中,我们将使用一套基于次领头阶微扰量子色动力学(NLO pQCD)的部分子模型的方法来研究高能重离子碰撞中喷注淬火效应及相关问题。大横动量强子因其主要来源于硬散射过程中末态部分子的碎裂过程,能够很好地应用微扰QCD理论进行描述,其中π介子作为末态产额最丰富的强子,是高能重离子碰撞研究中最早亦是最广泛的观测量,RHIC实验中所观测到的大横动量π0介子在核-核碰撞中的压低现象是最早证实QGP存在的信号。我们采用了基于pQCD理论的部分子模型研究了质子-质子碰撞中次领头阶下单举领头强子产额、隔离光子产额以及隔离光子标记的整体喷注产额。在本文中,我们在国际上首次分别在RHIC下200GeV和LHC下2760GeV计算了两类新介子ω和K0s以及一个重子Λ的产生,其中通过对初始标度下不同单举强子的碎裂函数按DGLAP方程演化得到不同标度下的碎裂函数,并与部分子分布函数和部分子硬散射截面卷积得到质子-质子碰撞中的产生截面。我们分别讨论了RHIC和LHC能级下不同单举强子的散射截面,系统验证了pQCD理论的有效性,并为研究不同强子的碎裂过程奠定了基础。引入喷注淬火效应时,我们采用的是多重散射模型的高扭度方法。在该框架描述中,一个快速部分子与QCD介质相互作用,发生多重散射并由介质诱发的胶子辐射从而损失能量,这样的多重散射与碰撞的扭度-4过程有关,并能够给出真空部分子碎裂函数(FFs)在介质中的次领头阶有效碎裂函数(mmFFs),运用pQCD因子定理,得到核-核碰撞中单举强子的产额,给我们研究强子的不同碎裂模式提供了契机。为了更好地描述QGP火球的演化过程,我们将原模型中的3+1维理想流体力学模型Hirano替换成逐事例(event-by-event)2+1维粘滞流体力学模型VISHNU,并系统地计算了六类介子π0、p0、η ω和K0s在Au+Au 200 GeV和Pb+Pb 2760 GeV下核修正因子RAA,并通过与实验数据点进行x2拟合相应抽离出描述部分子和热密介质相互作用强度量——喷注输运参数q0的最优取值范围(RHIC:q0=0.5(+0.15/-0.05)GeV2/fm和 LHC:q0 = 1.2(+0.25/-0.15)GeV2/fm)。这也是第一次同时考虑不同种类介子的RAA来抽离喷注输运参数q0的最优取值范围,以后随着实验的精度进一步提高,各类末态粒子的实验数据更为丰富,能够极大地提高我们计算结果地精度。应用我们提取出地最佳喷注输运参数q0,我们进一步比较了ω介子、K0s介子与π0介子在质子-质子、核-核碰撞中的产额比。我们发现在RHIC能级下大横动量区间p+p碰撞下产额比ω/π0比A+A碰撞下产额比ω/π0要更大,并且没有明显地重合趋势,这是因为ω介子主要是由胶子碎裂而来,即便在核-核碰撞中胶子碎裂的占比会因为喷注淬火效应而进一步降低,我们仍然可以看到在ω介子在横动量pT = 20GeV时的胶子碎裂占比约为60%。而类似情形下π0介子的产生绝大部分都是由夸克碎裂而来,喷注淬火效应则会进一步提高π0介子的夸克碎裂占比。正是因为这两类介子的部分子碎裂占比间差异,结合喷注淬火效应导致了ω/π 在A+A碰撞中比P+p碰撞中要更为压低,类似的结果我们在φ/π0的研究中也能得到。在K0s/π0的计算中,我们可以看到其产额比在LHC能级下p+p碰撞和A+A碰撞的结果会明显重合。我们分析K0s介子的碎裂占比发现它在大横动量区间也是以夸克碎裂为主,并略低于π0介子的夸克碎裂占比,此时K0s/π0的结果主要会取决于各自介子的夸克碎裂函数(DqKs0(zh,Q2))与(Dqπ0(zh,Q2))的比值。由于部分子会在穿越QGP时损失能量,所以在核-核碰撞中K0s/π0的计算结果可以看作真空下夸克碎裂函数比值经由pT移动得到,加之我们发现夸克碎裂函数在大标度下Q= PT随zh和pT的变化不大,所以A+A碰撞下大横动量区间K0s/π0会与p+p碰撞下的结果相接近,类似的结果我们在p0/π0和η/π的研究中也能得到。在重子介子产额比(P+p/(π+π-)和(Λ+Λ)/2KS0计算中,我们发现其奇异性一方面是由于末态强子碎裂过程不同导致,另一方面是由于介质演化过程或粒子流引起。在相对论重离子碰撞中,初态冷核物质效应(CNM effects)是指由原子核引起地对高能碰撞过程的核修正效应,显然它也会对重离子实验中测量的QGP信号产生影响,在本文中我们也研究了冷核物质效应对核修正因子的贡献,一方面加深对CNM效应的理论认识,另一方面也是作为研究热核介质效应的比较基准。引入初态冷核物质效应一个主流方法是在自由核子分布函数(PDFs)上乘上参数化因子得到核中部分子分布函数(nPDFs),但由于非微扰效应,我们很难从第一性原理出发得到恰当的参数化因子或nPDFs,只能通过深度非弹(DIS)过程、Drell-Yan过程以及质子-核碰撞等实验数据拟合得到。目前不同参数化形式的nPDFs表现出的差异性十分明显,因此还需要更多的实验结果以及相应的理论来更好地约束冷核物质效应的可能参数化形式。规范波色子标记的喷注一直都是实验和理论学者们所关注喷注物理的相关热点,由于它是一个研究CNM效应很好的物理观测量。因为在领头阶下,规范波色子与部分子在硬散射过程中是背对背产生,并且规范波色子或其末态轻子在穿越夸克胶子等离子时不与热密介质发生相互作用,因此其将携带全部碰撞初期的信息。这就为我们研究冷核物质效应提供了极佳的探针。在本文中,我们选用的是光子标记的整体喷注,考虑到光子来源较多而我们更关心地是硬散射过程产生的直接光子,需要对碎裂和衰变光子进行背景扣除,我们所采用是与实验组一致的“隔离截断”方法,即围绕着光子方向锥角内伴随强子的能量总和不高于一定阈值。在次领头阶下隔离光子和隔离光子标记的喷注产额的计算中,可观测光子(prompt photon)主要来源于两个机制,一个是直接从硬散射产生的直接光子,另一个是由高能部分子碎裂而来的碎裂光子,随后我们讨论了“隔离截断”分别对两类贡献的影响。由于“隔离截断”的引入,对于光子产生的末态相空间会有额外的约束,因此微扰QCD的因子化定理对于隔离光子的产生并非始终成立。在本文中我们从理论上证明了“隔离截断”满足一定的要求则可以保证pQCD因子化定理有效。在本文中,我们使用隔离光子和隔离光子标记的整体喷注来研究高能碰撞中的冷核效应,我们分别讨论四种不同的核分布函数参数化(DSSZ,nCTEQ15,EPPS16,nIMParton16)形式下次领头阶隔离光子以及隔离光子标记的整体喷注在质子-铅核在8.16TeV下的产额。我们系统阐述了次领头阶隔离光子在特别向前和向后快度区间下冷核修正因子随末态光子横动量以及快度的依赖关系,并对应讨论了在铅核方向上平均Bjorken变量的变化范围。结果表明在不同快度区间的隔离光子的产额可以提供给我们一个有效区分不同冷核效应的机会,并且也十分直观地体现出不同nPDFs参数化形式下冷核效应地差异。我们同时也计算了隔离光子的向前向后产额不对称度,与冷核修正因子的结论一致。受双喷注相关研究启发,我们报告了隔离光子标记的整体喷注的冷核修正因子在特定隔离光子和喷注平均横动量区间下随隔离光子和喷注平均快度的变化。同时我们也发现不同的隔离光子和喷注平均横动量区间各nPDFs参数化形式给出的冷核修正因子有着显着差异,实验上亦可以计算同样的物理量,为nPDFs的参数化形式提供更多的限制。同时我们还计算并比较了pPb和pp碰撞中在入射核方向上平均Bjorken变量与在靶核方向上平均Bjorken变量比值,发现几乎没有任何变化,说明冷核效应对于入射核和靶核的影响是等同的,并未引起不平衡性分布。本文中我们还讨论了蒙特卡洛方法及其在高能核物理领域的一些应用,并简述了用于研究质子-质子碰撞的蒙特卡洛事例产生器PYTHIA的框架与主要物理内涵。随后我们又介绍了用于研究重离子碰撞蒙特卡洛事例产生器HIJING以及将其由FORTRAN版本升级成为C++版本过程中的相关工作,因为HIJING是架构在FORTRAN语言下的PYTHIA6核子核子碰撞模型上以研究高能重离子碰撞过程的模型,我们升级的工作重心就是如何实现在C++语言下的PYTHIA8模型上构建以研究高能重离子碰撞过程的HIJING++模型。我们首先深入了解、分析、比较并总结了PYTHIA6和PYTHIA8两个不同版本模型处理核子核子碰撞过程的异同,对于两者有差异的地方,在HIJING++模型内做出相应地修改与标注,如PYTHIA8中设置以及读取初始参量的方式。我们还对HIJING模型进行了模块化分析,按功能提取并定义出不同类,如Hij Physics类,更进一步将它们嫁接到PYTHIA8的程序框架内并重新封装成Hijing类,并设计、提供与用户交互的接口函数。在升级过程中,我们还对HIJING++的功能以及理论框架做出部分改良,如替换新的随机数种子产生器,新的伪随机数序列有着更好的独立性或不相干性;更丰富、灵活的数学计算相关库的接口函数;引入核遮蔽效应的标度依赖关系以更贴合实际物理过程等。最后我们给出了beta版HIJING++并行计算下效率提升的表现以及部分计算结果并与实验数据进行比较。
二、中高能重离子碰撞的高能光子测量及相关物理(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、中高能重离子碰撞的高能光子测量及相关物理(论文提纲范文)
(1)HIAF放射性次级束分离线(HFRS)辐射防护关键问题研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 引言 |
1.1 放射性次级束的应用 |
1.2 放射性次级束的产生与加速 |
1.2.1 在线同位素分离法(ISOL) |
1.2.2 飞行中分离方法(In-flight) |
1.3 国内外次级束装置的防护设计 |
1.3.1 GSI-FRS& Super FRS |
1.3.2 RIKEN-RIBF Big RIPS |
1.3.3 MSU-FRIB ARIS |
1.3.4 CERN-ISOLDE |
1.3.5 小结 |
1.4 课题内容 |
1.4.1 HIAF-HFRS介绍 |
1.4.2 研究内容及结构安排 |
1.4.3 研究难点和创新点 |
第2章 加速器辐射源项分析 |
2.1 带电粒子与物质的相互作用 |
2.1.1 电磁相互作用 |
2.1.2 核相互作用 |
2.2 瞬时辐射场 |
2.2.1 基本规律 |
2.2.2 屏蔽材料 |
2.3 感生放射性 |
2.3.1 基本规律 |
2.3.2 加速器部件 |
2.3.3 混凝土 |
2.3.4 冷却水 |
2.3.5 空气 |
2.3.6 环境介质 |
2.4 小结 |
第3章 研究方法的选择及验证 |
3.1 中子能谱对比 |
3.1.1 计算模型 |
3.1.2 结果及讨论 |
3.2 屏蔽计算 |
3.2.1 经验公式 |
3.2.2 蒙卡方法 |
3.2.3 结果对比 |
3.3 感生放射性计算 |
3.3.1 经验公式 |
3.3.2 蒙卡方法 |
3.3.3 结果对比 |
3.4 RIBLL1测量与模拟对比 |
3.4.1 实验设置 |
3.4.2 FLUKA计算 |
3.4.3 结果及讨论 |
3.5 小结 |
第4章 HFRS屏蔽计算及设计 |
4.1 概述 |
4.1.1 运行模式介绍 |
4.1.2 剂量控制目标 |
4.1.3 源项计算 |
4.2 设备保护 |
4.2.1 磁铁线圈 |
4.2.2 其他部件 |
4.3 Beam dump的设计 |
4.3.1 材料的选择 |
4.3.2 结构设计 |
4.3.3 热力学计算 |
4.4 HFRS的屏蔽计算 |
4.4.1 磁场方法 |
4.4.2 预分离器 |
4.4.3 主分离器 |
4.4.4 高能外靶终端 |
4.5 中子天空反照 |
4.6 小结 |
第5章 HFRS感生放射性计算及分析 |
5.1 加速器部件 |
5.1.1 剩余剂量率分布 |
5.1.2 部件的感生放射性 |
5.1.3 部件转运及维修方案 |
5.2 冷却水 |
5.2.1 感生放射性结果 |
5.2.2 处理与处置方案 |
5.3 隧道空气 |
5.3.1 感生放射性结果 |
5.3.2 工作人员受照分析 |
5.3.3 公众受照分析 |
5.3.4 有害气体的产生 |
5.4 环境介质 |
5.4.1 土壤 |
5.4.2 地下水 |
5.4.3 花岗岩 |
5.5 高能外靶终端 |
5.5.1 感生放射性结果 |
5.5.2 局部屏蔽体设计 |
5.6 小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 论文总结 |
6.2 未来研究展望 |
附录A Moyer模型输入文件 |
附录B HFRS输入文件 |
参考文献 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
致谢 |
(2)在RHIC能区Cu+Cu碰撞中轻(反)原子核与(反)超核的产生与特性研究(论文提纲范文)
作者简历 |
摘要 |
abstract |
第一章 引言 |
第二章 反核物质产生的理论与实验 |
2.1 反物质与对称性(Dirac方程) |
2.2 高能碰撞实验中轻(反)原子核和(反)超核的产生 |
2.3 高能碰撞实验中反核物质的发现 |
2.3.1 早期实验中反物质的发现 |
2.3.2 RHIC和 STAR实验中反核物质的产生 |
2.4 轻(反)原子核产生的模拟研究 |
第三章 高能碰撞的输运模型与动力学约束相空间组合模型 |
3.1 部分子-强子级联模型(PACIAE) |
3.2 动力学约束的相空间组合模型(DCPC) |
第四章 高能Cu+Cu碰撞中轻(反)原子核的产生 |
4.1 STAR实验介绍 |
4.2 产额与产额比的计算 |
4.3 组合参数的研究 |
4.4 质量标度特性的研究 |
4.5 小结 |
第五章 高能Cu+Cu碰撞中(反)超核的产生 |
5.1 超核与反超核的发现 |
5.2 产额与产额比的计算 |
5.3 超核与普通原子核的特性比较 |
5.4 小结 |
第六章 高能Cu+Cu碰撞中介子、重子和轻核的集体流 |
6.1 椭圆流介绍 |
6.2 Cu+Cu碰撞中椭圆流的计算 |
6.3 正、反物质椭圆流的比较 |
6.4 小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
(3)航天器舱内辐射环境及空间剂量学应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 本文的主要工作 |
第二章 蒙特卡罗方法及Geant4 软件介绍 |
2.1 蒙特卡罗方法的由来 |
2.2 蒙特卡罗方法的基本思想 |
2.3 蒙特卡罗方法的收敛性及误差 |
2.3.1 收敛性 |
2.3.2 误差 |
2.4 蒙特卡罗方法在计算机上的实现 |
2.5 蒙特卡罗方法解粒子输运问题的程序结构 |
2.5.1 程序结构 |
2.5.2 粒子输运的终止条件 |
2.6 Geant4 软件介绍及处理粒子输运过程 |
2.6.1 Geant4 简介 |
2.6.2 Geant4 处理粒子过程 |
2.6.3 Geant4 的归一化 |
第三章 高能重离子计算验证以及材料屏蔽性能分析 |
3.1 相互作用物理包的选择 |
3.2 材料屏蔽性能比较方法 |
3.3 计算方法的验证 |
3.3.1 质子剂量深度分布验证 |
3.3.2 碳离子验证 |
3.3.3 高能量铁离子验证 |
3.4 典型屏蔽材料屏蔽性能分析比较 |
3.4.1 56GeV铁离子比较 |
3.4.2 复合粒子能谱的比较 |
3.4.3 单能质子的比较 |
3.4.4 单能α粒子的比较 |
3.4.5 氧离子与铁离子计算 |
3.5 不同种类的次级粒子对总剂量的贡献 |
3.5.1 圆柱体壳型空间飞行器计算结果 |
3.5.2 平板型空间飞行器计算结果 |
3.6 核碎片通量分布计算 |
3.7 本章小结 |
第四章 简化结构的航天器舱内辐射剂量研究 |
4.1 计算方法 |
4.2 高能质子能谱计算结果分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 典型航天器结构内水模体的剂量分析与研究 |
5.1 计算方法 |
5.2 不同种类的重离子引起的剂量以及次级粒子剂量计算分析 |
5.2.1 ~(12)C离子总吸收剂量及次级粒子引起的深度剂量分布 |
5.2.2 ~(16)O离子总吸收剂量及次级粒子引起的深度剂量分布 |
5.2.3 ~(28)Si离子总吸收剂量及次级粒子引起的深度剂量分布 |
5.2.4 ~(56)Fe离子总吸收剂量及次级粒子引起的深度剂量分布 |
5.3 本章小结 |
第六章 空间舱内次级能谱计算及载人登月辐射剂量分析 |
6.1 圆柱体壳型舱内次级能谱的计算 |
6.2 球壳型空间舱内次级粒子能谱计算 |
6.3 本章小结 |
第七章 高能粒子输运分析地面验证试验与分析 |
7.1 测量方法 |
7.2 实验验证方法 |
7.2.1 剂量计的选择 |
7.2.2 显色胶片剂量计测量方法 |
7.2.3 显色胶片的变色修正 |
7.2.4 深度剂量分布测量方法 |
7.3 验证比较参数 |
7.4 试验过程 |
7.5 计算和试验结果比较 |
7.5.1 高能质子结果比较 |
7.5.2 高能重离子结果比较 |
7.6 本章小结 |
第八章 空间剂量学应用研究 |
8.1 ~(60)Coγ射线辐照源的剂量标定 |
8.2 剂量增强因子的实验测量与模拟研究 |
8.2.1 钴源剂量增强因子的测量方法 |
8.2.2 铅铝屏蔽盒对X射线剂量增强效应的影响 |
8.3 本章小结 |
第九章 总结与展望 |
9.1 研究工作总结 |
9.2 研究工作展望 |
参考文献 |
作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
致谢 |
(4)中高能重离子电荷拾取反应研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 中高能核-核碰撞的研究发展 |
1.2 中高能重离子碰撞的电荷拾取反应研究发展 |
2 实验设计 |
2.1 CR-39固体核径迹探测器 |
2.1.1 CR-39简介 |
2.1.2 CR-39探测器的径迹形成原理 |
2.2 束流照射 |
2.3 蚀刻处理 |
2.4 径迹扫描与拟合 |
2.5 径迹重建 |
2.5.1 蚀刻径迹截面面积修正 |
2.5.2 标准点选取 |
2.5.3 最小二乘法 |
2.5.4 径迹重建 |
2.5.5 径迹匹配 |
3 中高能重离子电荷拾取反应基本物理概念 |
3.1 中高能重离子电荷拾取反应的碰撞类型 |
3.2 反应截面 |
3.3 Δ共振 |
4 不同能区的重离子电荷拾取反应变化因素分析 |
4.1 前言 |
4.2 中高能重离子电荷拾取反应随靶核质量的变化关系 |
4.3 中高能重离子电荷拾取反应随射弹核质量的变化关系 |
4.4 中高能重离子电荷拾取反应随能量的变化 |
4.5 中高能重离子电荷拾取反应分截面的研究 |
4.6 极端相对论能量下的重离子电荷拾取反应 |
5 500 A MeV ~(56)Fe与 Al,C,CH_2 靶作用电荷拾取反应截面测量 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.3 结果与讨论 |
6 400 A MeV ~(84)Kr与 Al,C,CH_2 靶作用电荷拾取反应截面测量 |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.3 结果与讨论 |
7 400 A MeV ~(12)C与元素靶作用的电荷拾取反应截面的测量 |
7.1 引言 |
7.2 实验部分 |
7.3 结果与讨论 |
8 结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间的研究成果 |
致谢 |
(5)高能重离子碰撞中强子化机制与冻出粒子的背对背关联分析(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 高能重离子碰撞简介 |
1.2 实验背景 |
1.3 夸克-胶子等离子体存在的信号 |
1.3.1 J/ψ产额压低 |
1.3.2 奇异粒子的增加 |
1.3.3 光子产生谱 |
1.3.4 双轻子的产生谱 |
1.3.5 喷注淬火 |
1.3.6 粒子关联 |
第2章 高能重离子碰撞演化过程 |
2.1 粒子碰撞过程 |
2.2 演化系统中的粒子产生情况 |
2.3 演化系统中相变过程分析 |
2.3.1 相变的理论分析 |
2.3.2 系统中的强子化相变过程 |
第3章 冻出粒子的背对背关联函数 |
3.1 背对背关联的发展历史 |
3.2 系统内粒子间的统计关联 |
3.2.1 波戈留波夫变换 |
3.2.2 双粒子背对背关联函数 |
第四章 背对背关联的理论与实验数据 |
4.1 背对背关联函数的数值模拟 |
4.2 实验数据分析 |
4.3 粒子强子化冻出机制分析 |
4.4 最佳粒子背对背关联的冻出机制 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表论文 |
致谢 |
(6)中能重离子碰撞中粒子动量关联函数与挤出发射时的集体流及核修正因子的核子数标度率研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 原子核物理 |
1.2 重离子核反应 |
1.3 核介质效应的研究背景及现状 |
1.4 核子数标度率(Number of constituent nucleon scaling)研究背景及现状 |
1.5 强度干涉法(HBT方法)研究背景及现状 |
第2章 IQMD模型和HBT分析方法 |
2.1 IQMD模型的介绍 |
2.1.1 IQMD模型中的Hamiltonian(相互作用哈密顿量) |
2.1.2 IQMD模型中的两体碰撞项 |
2.1.3 IQMD模型中的泡利阻塞效应 |
2.1.4 IQMD模型中的初始化 |
2.1.5 IQMD模型中的程序框架和参数 |
2.2 HBT分析方法(Lednicky-Lyuboshitz分析方法) |
2.2.1 无末态相互作用的粒子关联 |
2.2.2 末态相互作用的粒子关联 |
第3章 基于IQMD模型的中能重离子反应观测量的计算 |
3.1 中能重离子碰撞核子数标度律 |
3.1.1 快度 |
3.1.2 直接流和椭圆流的定义 |
3.1.3 核修正因子的定义 |
3.1.4 挤出区域轻核的各向异性流和核修正因子的核子数标度律 |
3.1.5 本节小结 |
3.2 中能重离子反应中质子-质子关联函数 |
3.2.1 介质内核子-核子碰撞截面(NNCS)对质子-质子动量关联函数的影响 |
3.2.2 爆炸波模型(BW)拟合质子的横动量谱 |
3.2.3 本节小结 |
3.3 中能重离子反应中轻粒子之间动量关联函数 |
3.3.1 质子-质子动量关联函数与FOPI实验数据比较 |
3.3.2 轻粒子动量关联函数 |
3.3.3 不同类型轻粒子动量关联函数 |
3.3.4 本节小结 |
第4章 总结与展望 |
4.1 总结 |
4.2 展望 |
参考文献 |
发表文章 |
致谢 |
(7)Fe、Ni基金属玻璃的离子辐照损伤研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
1 绪论 |
1.1 核聚变 |
1.1.1 核聚变的提出与发展 |
1.1.2 核聚变装置中的面向等离子体的材料问题 |
1.1.3 太空辐照环境中的材料问题 |
1.2 传统晶体材料耐辐照性能的国内外研究状况 |
1.2.1 金属钨的辐照损伤行为 |
1.2.2 金属钼、低活化钢等晶体材料的辐照损伤行为 |
1.2.3 改进晶体材料耐辐照性能的方法 |
1.3 面向等离子体候选材料—金属玻璃 |
1.3.1 金属玻璃的发展与优异性能 |
1.3.2 金属玻璃的耐辐照性能研究 |
1.4 论文研究思路与主要内容 |
2 实验设备、方法及实验内容 |
2.1 辐照平台 |
2.1.1 材料辐照实验装置(Materials Irradiation Experiment System,MIES) |
2.1.2 320 kV全离子综合实验平台 |
2.1.3 4.5MV静电加速器 |
2.2 模拟计算 |
2.2.1 The Stopping and Range of Ions in Matter(SRIM)程序 |
2.3 检测分析 |
2.3.1 结构与缺陷分析 |
2.3.2 表面形貌分析 |
2.3.3 性能分析 |
2.4 实验内容及参数 |
2.4.1 不同结构的材料的离子辐照的响应行为 |
2.4.2 离子能量对金属玻璃辐照行为的影响 |
2.4.3 离子种类及复合辐照对材料损伤行为的影响 |
3 辐照损伤的模拟计算 |
3.1 300 keV He离子辐照金属玻璃与金属钨、CLF-1钢的损伤计算 |
3.2 不同能量的He离子辐照Fe基金属玻璃的损伤计算 |
3.3 H离子及H/He离子复合辐照金属玻璃的损伤计算 |
3.3.1 H/He离子辐照金属玻璃Ni_(62)Ta_(38)的损伤 |
3.3.2 H/He离子复合辐照金属玻璃Fe_(80)Si_7B_(13)的损伤 |
3.4 本章小结 |
4 300 keV He离子辐照金属玻璃、金属钨及钢的损伤行为 |
4.1 300 keV He离子辐照Fe基金属玻璃的损伤行为 |
4.1.1 Fe基金属玻璃的结构变化 |
4.1.2 Fe基金属玻璃中的He泡与缺陷分析 |
4.1.3 Fe基金属玻璃中的表面损伤 |
4.1.4 金属玻璃Fe_(80)Si_7B_(13)的磁性能变化 |
4.2 300 keV He离子辐照Ni基金属玻璃的损伤行为 |
4.2.1 Ni基金属玻璃的结构变化 |
4.2.2 Ni基金属玻璃的泡分析 |
4.2.3 Ni基金属玻璃的表面损伤 |
4.3 300 keV He离子辐照金属钨的损伤行为 |
4.3.1 金属钨的结构损伤 |
4.3.2 金属钨的表面损伤 |
4.3.3 金属钨的硬度变化 |
4.4 300 keV He离子辐照CLF-1钢的损伤行为 |
4.4.1 CLF-1钢的结构损伤及He泡形成 |
4.4.2 CLF-1钢的表面损伤 |
4.4.3 CLF-1钢的硬度变化 |
4.5 金属玻璃及金属W、CLF-1钢辐照损伤机制讨论与比较 |
4.6 本章小结 |
5 不同能量的He离子辐照Fe基金属玻璃的损伤行为 |
5.1 200 eV He离子辐照Fe基金属玻璃的损伤行为 |
5.1.1 Fe基金属玻璃的结构损伤与表层缺陷 |
5.1.2 Fe基金属玻璃的表面损伤 |
5.1.3 Fe基金属玻璃的光学性能-表面反射率的变化 |
5.2 2 MeV He离子辐照Fe基金属玻璃的损伤行为 |
5.2.1 Fe基金属玻璃的结构损伤与泡形成 |
5.2.2 Fe基金属玻璃的表面损伤 |
5.2.3 Fe基金属玻璃的光学性能-表面反射率的变化 |
5.2.4 Fe基金属玻璃的磁性能变化 |
5.3 不同能量的He离子辐照损伤机制探讨 |
5.3.1 不同能损机制下金属玻璃的表面损伤比较 |
5.3.2 中高能离子辐照下金属玻璃的结构损伤比较 |
5.4 本章小结 |
6 离子种类对辐照损伤行为的影响以及离子复合辐照效应 |
6.1 250 keV H离子辐照Ni基金属玻璃的损伤行为 |
6.1.1 Ni基金属玻璃的结构损伤 |
6.1.2 Ni基金属玻璃的表面损伤 |
6.2 250 keV H离子辐照金属钨的损伤行为 |
6.2.1 金属钨的结构变化 |
6.2.2 金属钨的表面损伤 |
6.3 H离子与He离子辐照Ni基金属玻璃的结构演化与泡的比较 |
6.4 He离子与H离子复合辐照Fe基金属玻璃的损伤行为 |
6.4.1 Fe基金属玻璃的结构损伤与泡分析 |
6.4.2 Fe基金属玻璃的表面损伤 |
6.4.3 Fe基金属玻璃的磁性能变化 |
6.5 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
致谢 |
作者简介 |
(8)利用重离子碰撞研究原子核内核子的短程关联及高动量分布(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 引言 |
1.1 重离子碰撞简介 |
1.2 原子核内核子的独立粒子运动 |
1.2.1 费米气体模型 |
1.2.2 原子核壳模型 |
1.3 短程关联与高动量尾巴 |
1.4 核物质对称能 |
1.4.1 核物质对称能的研究现状 |
1.4.2 利用重离子反应研究核物质的对称能 |
1.5 论文的研究目的和主要内容 |
第二章 输运模型介绍 |
2.1 同位旋相关的BUU模型(IBUU模型) |
2.1.1 BUU模型的动力学方程 |
2.1.2 模型的计算模拟过程 |
2.2 同位旋相关的分子动力学模型(IQMD) |
2.2.1 IQMD模型的输运方程 |
2.2.2 模型初始化与碰撞过程 |
2.3 本章小结 |
第三章 模型初始化与核子动量分布 |
3.1 平均场及核子散射截面 |
3.2 韧致光子产出几率公式 |
3.3 对称核体系与非对称核体系的核子动量分布 |
第四章 核子动量分布中高动量尾巴的敏感探针研究 |
4.1 利用自由核子探测高动量尾巴 |
4.2 利用韧致辐射光子探测高动量尾巴 |
4.3 高动量尾巴其他可能的敏感观测量 |
4.4 本章小结 |
第五章 短程关联效应对核对称能敏感探针的影响 |
第六章 总结与展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间完成的学术成果 |
致谢 |
(9)高能Au-Au碰撞中轻反核物质产生的能量依赖性研究(论文提纲范文)
作者简历 |
摘要 |
Abstract |
第一章 引言 |
1.1 高能物理简介 |
1.1.1 高能物理的发展 |
1.1.2 标准模型理论 |
1.2 高能重离子碰撞 |
1.2.1 高能重离子碰撞实验 |
1.2.2 高能重离子碰撞过程 |
1.2.3 描述碰撞过程的相关物理量 |
1.3 反物质的发现与研究 |
1.4 论文的内容安排 |
第二章 模型介绍 |
2.1 PACIAE模型 |
2.2 DCPC模型 |
第三章 Au-Au碰撞实验中轻反核物质的产生 |
3.1 Au-Au碰撞实验中轻反核物质的发现 |
3.2 Au-Au碰撞实验中(?)和(?)的识别 |
3.3 Au-Au 碰撞实验中部分数据结果 |
第四章 Au-Au碰撞中轻(反)核物质产生的能量依赖性 |
4.1 末态强子产生的能量依赖性 |
4.2 轻(反)核物质产生的能量依赖性 |
4.3 核聚合参数B_A的能量依赖性 |
4.4 超核与普通核特性差异的比较 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
(10)相对论重离子碰撞中大横动量粒子的产生(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 引言 |
1.1 相对论重离子碰撞简介 |
1.2 相对论重离子碰撞的时空演化 |
1.3 喷注层析以及标记整体喷注研究 |
1.4 重离子碰撞中的蒙特卡洛模拟 |
1.5 本文提纲 |
第二章 质子质子碰撞中大横动量粒子的产生 |
2.1 微扰QCD理论框架下领头和次领头阶部分子散射截面的计算 |
2.2 ω和K_s介子的NLO真空碎裂函数参数化 |
2.3 质子质子碰撞中大横动量ω和K_s介子的产生 |
2.4 质子质子碰撞中大横动量隔离光子及其标记整体喷注的产生 |
2.5 隔离截断对于微扰QCD理论适用性影响分析 |
2.6 整体喷注重建算法 |
2.7 本章小结 |
第三章 重离子碰撞中大横动量单举强子的产生和喷注淬火效应研究 |
3.1 Glauber模型和碰撞核几何 |
3.2 高扭度方法与碎裂函数的核修正 |
3.3 重离子碰撞中热密介质的流体力学演化 |
3.4 热密介质修正的ω和K_s介子谱压低数值结果分析 |
3.5 基于多种类介子谱压低提取核输运参数 |
3.6 重离子碰撞中喷注淬火效应下重子与介子产额比奇异性研究 |
3.7 本章小结 |
第四章 大横动量隔离光子及标记整体喷注的核修正研究 |
4.1 部分子分布函数与冷核物质效应 |
4.2 冷核物质效应对隔离光子及标记整体喷注产生的影响 |
4.3 多种nPDFs参数化形式对p+A碰撞中隔离光子标记的喷注产生的比较与分析 |
4.4 介质修正的隔离光子标记整体喷注的产生和数值研究 |
4.5 本章小结 |
第五章 高能重离子碰撞中的蒙特卡洛事例产生器 |
5.1 蒙特卡洛方法及其在高能核物理中的应用 |
5.2 蒙特卡洛方法事例产生器在核子核子以及重离子碰撞中的应用 |
5.3 HIJING++的发展与应用 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
附录: 破碎SU(3)模型输入参量 |
参考文献 |
发表论文和已完成工作情况 |
致谢 |
四、中高能重离子碰撞的高能光子测量及相关物理(论文参考文献)
- [1]HIAF放射性次级束分离线(HFRS)辐射防护关键问题研究[D]. 杨尧. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2020(01)
- [2]在RHIC能区Cu+Cu碰撞中轻(反)原子核与(反)超核的产生与特性研究[D]. 刘凤仙. 中国地质大学, 2020(03)
- [3]航天器舱内辐射环境及空间剂量学应用研究[D]. 吴正新. 吉林大学, 2020(08)
- [4]中高能重离子电荷拾取反应研究[D]. 李蓉. 山西师范大学, 2020(07)
- [5]高能重离子碰撞中强子化机制与冻出粒子的背对背关联分析[D]. 祝新鹏. 黑龙江大学, 2020(04)
- [6]中能重离子碰撞中粒子动量关联函数与挤出发射时的集体流及核修正因子的核子数标度率研究[D]. 王婷婷. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2019(01)
- [7]Fe、Ni基金属玻璃的离子辐照损伤研究[D]. 张小楠. 大连理工大学, 2019(06)
- [8]利用重离子碰撞研究原子核内核子的短程关联及高动量分布[D]. 王志. 南京大学, 2019(01)
- [9]高能Au-Au碰撞中轻反核物质产生的能量依赖性研究[D]. 董子健. 中国地质大学, 2019(02)
- [10]相对论重离子碰撞中大横动量粒子的产生[D]. 马国扬. 华中师范大学, 2019(01)