【摘 要】
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12C+12C熔合反应是核天体物理中的重要反应,其在天体中发生的温度约为0.15～2 GK,对应能量为几十ke V到3 Me V,目前直接测量都停留在c.m.=2.14 Me V以上。因为12C+12C反应的复杂性,准确的理论预言变得很困难,不同模型在低能区的理论外推差别很大,在c.m.=1.5 Me V时模型计算相差2个量级。为了得到更准确的反应率,需要使用间接测量和可靠的理论外推,或者发展新的
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12C+12C熔合反应是核天体物理中的重要反应,其在天体中发生的温度约为0.15～2 GK,对应能量为几十ke V到3 Me V,目前直接测量都停留在c.m.=2.14 Me V以上。因为12C+12C反应的复杂性,准确的理论预言变得很困难,不同模型在低能区的理论外推差别很大,在c.m.=1.5 Me V时模型计算相差2个量级。为了得到更准确的反应率,需要使用间接测量和可靠的理论外推,或者发展新的直接测量方法突破现有测量极限。本论文围绕低能区碳碳熔合反应,在以下两个方面开展工作。第一部分为12C+13C截面测量工作。相对于12C+12C熔合反应中存在的复杂共振,12C+13C同位素体系的反应截面非常光滑,可有效约束深垒下能区的外推模型。我们利用IFIN-HH的3 MV串列加速器的高流强和μBq地下实验室的低本底条件,在c.m.=2.2～5.6 Me V能量范围,对12C(13C,p)24Na反应产生的蒸发剩余核24Na(1/2=14.997 hr)进行离线活度测量,通过统计模型的分支比修正,获得12C+13C反应的熔合反应总截面。本次实验我们首次将反应能量推进到c.m.=2.323 Me V,得到12C(13C,p)24Na反应道截面和熔合总截面分别为0.22（7）nb和0.9（3）nb。我们的实验结果证明hindrance模型不适用于碳碳同位素体系,并为12C+12C熔合反应截面建立更加可靠的理论上限。第二部分为12C+12C直接测量新方法的研究。我们发展了时间投影室（TPC）和硅探测器组成的探测器,利用TPC优秀的三维径迹重建能力,同时进行位置测量和能量测量,结合硅探测器,可以提供完整的空间、能量信息和粒子鉴别。利用低能强流重离子加速器（LEAF）的高流强束流,我们在c.m.=2.22 Me V开展了对0反应道的测量,将本底水平降低到＜0.45个/天,得到的0产额为1.38-0+2..8741×10-17/12C（1）,相应截面为4.43×10-11b。新的实验方法具有极强的粒子鉴别能力和本底压制能力,为我们检验c.m.=2.14 Me V的超强共振,并最终获得可靠的碳碳熔合反应截面和天体反应率创造了条件。
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