用于逆运动学(^(3)He,t)电荷交换反应实验探测系统的研制

作     者：何志轩 李蒙 卜文娟 杨贺润 胡碧涛 张毅 HE Zhixuan;LI Meng;BU Wenjuan;YANG Herun;HU Bitao;ZHANG Yi

作者机构：兰州大学核科学与技术学院兰州730000 中南大学湘雅二医院长沙410000 中国科学院近代物理研究所兰州730000 

出 版 物：《原子核物理评论》 (Nuclear Physics Review)

年 卷 期：2024年第41卷第1期

页      面：473-479页

学科分类：08[工学] 0827[工学-核科学与技术] 082701[工学-核能科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(U2032166,11875301,U1832167) 国家重点研发计划项目(2022YFE0103900) 

主　　题：探测系统 Geant4 模拟 电荷交换反应 

摘      要：中能区电荷交换反应可以从自旋-同位旋激发的角度研究原子核复杂结构。利用中国科学院近代物理研究所的放射性束流线,利用逆运动学方法进行电荷交换反应实验,可以将研究的对象核素拓展至丰中子核乃至不稳定核。基于此,设计了用于电荷交换反应实验的探测器系统,该系统主要包括了^(3)He气体靶、TPC和CsI(Tl)阵列,其中TPC和CsI(Tl)阵列构成ΔE-E系统。利用Geant4、Garfield++等模拟软件,优化了TPC的工作条件,确定了实验研究的运动学区间和探测器的基本设计,考察了探测系统的粒子鉴别能力。基于模拟优化,搭建了探测系统,并利用激光测试了TPC的位置分辨,在读出电极平面,位置分辨约为422μm;在电子漂移方向,位置分辨约为681μm。TPC的性能足以支撑对核反应次级粒子的径迹重建,尤其能够实现较高的散射角分辨。