Measurement of cross sections of the Li-8(alpha,n)B-11 and Li-8(alpha,alpha n)Li-7 reactions with a New-MUSIC detector

Abstract

The cross section of the Li-8(alpha,n)B-11 and Li-8(alpha,alpha n)Li-7 were measured with a New-MUSIC (Multi-Sampling Ionization Chamber) detector system in order to identify the final states of Li-8(alpha,n) reactions. The New-MUSIC detector can measure the energy loss along the particle track. The main advantage of the detector is its capability to work as a time-projection chamber employing flash-ADC's (Analog to Digital Converter) to identify multi-track events. The experiment was performed with RIPS (RIKEN (Institute of Physical and Chemical Research) Projectile fragment Separator) at RIKEN Ring Cyclotron Facility. The Li-8 beams were produced by a fragmentation reaction of the C-12 beams at an energy of 70 MeV/nucleon. The beam energies were degraded by Al-plate to 10-30 MeV and were determined event by event through a time of flight measurement. The beams were exposed into the New-MUSIC detector filled by the gases of He-4 admixed with 5(10) percent of iso-butane at 400 torr pressure. The cross section of the Li-8(alpha,n)B-11 and Li-8(alpha,alpha n)Li-7 were measured as a function of the center of mass system. It is found that the escape channel, Li-8(alpha,alpha n)Li-7 has a comparable cross section to the Li-8(alpha,n)B-11 channel. Some computer simulations are necessary in order to determine the absolute cross section and branching ratios.

Li-8(α,n)反応の終状態を同定するためにLi-8(α,n)B-11とLi-8(α,αn)Li-7の反応断面積をNew-MUSIC(マルチサンプリング電離箱)検出器システムを用いて測定した。この検出器は、粒子線飛跡に沿うエネルギー損失を測定することができる。この検出器の主な優位性は、フラッシュADC(アナログデジタル変換器)を使用することにより、多重飛跡事象の同定のためのタイムプロジェクションチェンバとして動作可能であることである。RIKEN(理化学研究所)リングサイクロトロン施設のRIPS(理化学研究所入射核破砕片分離装置)を用いて実験を行った。核子当たり70MeVのエネルギーを持つC-12ビームの破砕反応によりLi-8ビームを生成した。ビームのエネルギーをアルミ板によって10?30MeVに減衰し、飛行時間測定により事象ごとに決定した。400トル気圧下でHe-4ガスと5(10)%のイソブタンガスを混合したガスで満たされたNew-MUSIC検出器にビームを照射した。Li-8(α,n)B-11とLi-8(α,αn)Li-7の反応断面積を重心系エネルギーの関数として測定した。脱出チャネルであるLi-8(α,αn)Li-7反応の断面積がLi-8(α,n)B-11チャネルに相当する反応断面積を持つことを確かめた。反応断面積の絶対値や分岐比を決定するためにはコンピュータ・シミュレーションが必要である。