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随着核科学的深入发展,核技术应用对带电粒子在中高能区的核反应数据的需求日益增加,从而在客观上促进了中高能带电粒子诱发的核反应理论及实验研究的发展。目前,国际上已建立了部分带电粒子的中高能实验数据库和评价数据库,但都还处于起步阶段。由于弱束缚粒子氘核的破裂效应在核反应及核结构研究中具有极其重要的作用,因而针对氘核的破裂效应的核反应模型理论研究、程序开发及数据库建设则显得尤为重要。
本文基于现有的氘核诱发的核反应实验数据,通过对已有氘核光学势的势井深度、几何参数的改进,得到一套适用于200MeV以下靶核满足12≤A≤238的最佳氘核普适光学势参数;该套光参可作为研究氘核诱发的核反应的基础和出发点。为系统研究氘核破裂效应的贡献,基于连续离散化耦合道理论编制了连续离散化耦合道光学模型程序CDCCOM,并验证了该程序的收敛性和可重复性。以实验数据和由氘核普适光学势参数得到的理论计算值为参考,利用CDCCOM程序系统地研究了氘核的破裂效应对其诱发的核反应的影响;结果表明靶核越轻入射能量越低,破裂效应对弹性散射角分布的影响越明显,破裂效应对反应截面的贡献因靶核而异;通过假设组成剩余核的中子与靶核不仅可构成束缚态而且可构成具有连续正能量的激发态,阐述了破裂效应对(d,xp)反应的影响,进而从微观角度证实了出射质子能谱的特殊性,并据此修正了Kalbach的氘核破裂效应经验公式。利用CDCCOM程序,分别从靶核和能量两个方面系统研究了闭道对反应截面、破裂截面和弹性散射角分布的影响;结果表明入射能量约大于12MeV时闭道的影响可忽略不计,12MeV以下闭道会引起反应截面的下降,闭道对破裂截面影响因靶核而异,而且包含闭道耦合的弹性散射角分布理论值更合理;对氘核破裂效应及闭道影响的系统研究将为氘核诱发的核反应模型理论研究及实验设计提供理论支持。为更好地模拟实际核反应机制,将氘核破裂机制及唯象直接反应理论引入MEND程序,对200 MeV以下d+58Ni核反应进行了计算;结果表明出射粒子能谱、弹散射角分布、单举截面及剩余核截面等理论值均可以较好地符合实验数据;这种方法有效地克服了MEND程序在处理复杂粒子,尤其是弱束缚粒子诱发的核反应中的不足,并为200 MeV以下d+58Ni核反应数据库的建立奠定了基础。