Linear momentum transfer in the heavy-ion reactions at intermediate energies

Abstract

Although fusion reactions are predominant in the low-energy heavy-ion reaction, incomplete fusion reaction becomes more important as the incident energy increase. Hence the question how an incomplete fusion develops with increasing incident energy and what kind of factor contributes to the mechanism were investigated. The nuclear systems studied are (N-14) + (Ho-165) and (Ar-40) + (Pr-141) at intermediate energies. Recoil momenta of the nuclides identified in experiments were obtained not only from measurement using a thick-target-thick-catcher technique but also from the angular distribution measurement. Both results exhibit a similar tendency that the momentum decreases as the product mass increases or as the incident energies increases in each combination of target and projectile. The absolute values obtained from the two methods, however, are rather different from each other. Since a similar tendency was obtained in both of the two experiments, it can be assumed that the incomplete fusion process is predominant as a whole as the energy increases. The ratios of average momenta to the momenta for the case of full momentum transfer were compared with the calculated values by a sum rule model. The calculated values reproduce the trend of the observed data in relation to the product mass. This means that the projectile dependence is important in the incomplete fusion reaction.

低エネルギーの重イオン反応において支配的な核融合反応も、エネルギー増大とともに不完全な核融合反応が重要になってくる。入射エネルギー増大により不完全核融合がどのように進展するのか、またその機構に寄与する因子は何かという問いについて調べた。対象とした核反応系は、中間エネルギーでの(N-14)+(Ho-165)および(Ar-40)+(Pr-141)である。実験で同定した核種の反跳運動量を、厚いターゲット・厚いキャッチャ(thick-target-thick-catcher)法による測定だけでなく、角度分布測定からも得た。どちらの方法でも、ターゲットと入射原子の各組合せにおいて、生成物の質量増大または入射エネルギー増大とともに反跳運動量が減少していく傾向が見られた。しかし、この2つの方法で得た絶対値はかなり異なっている。2つの実験に同じ傾向が得られたことから、エネルギー増大に伴い不完全な核融合反応が支配的であると思われる。全運動量移行の場合の反跳運動量に対する平均反跳運動量の比を総和則モデルで計算した値と比較した。計算値は生成物質量に関して、観測データの傾向をよく再現した。このことは、入射原子依存性が不完全な核融合に重要であり、重要な因子と見なすべきことを意味する。