R-过程对核输入量的敏感性研究及轻质量区超形变核态研究

发布时间：2020-05-23 23:09

【摘要】：本论文的研究重要分为两个部分:一是推转壳模型下的粒子数守恒方法对轻质量的超形变原子核的研究;二是快中子俘获过程对多种核输入量的敏感性研究。推转壳模型下的粒子数守恒方法对轻质量的超形变原子核的研究原子核的超形变转动带一直是原子核结构研究中的一个重要课题,第一个实验上发现的超形变核是152Dy,传统的超形变带多位于4 = 80,150,190的质量区域,最近15年间人们陆续在实验上发现了轻核区(A≈40)的超形变带:36Ar、40Ar、40Ca。这些幻数核或近幻数核中的形状共存现象为理论模型提供了良好的测试平台。本文采用的推转壳模型下的粒子数守恒方法在研究A ≈ 170核区的正常形变核以及A≈150,190核区的超形变核的性质时是非常成功的,本文首次将粒子数守恒方法用于轻核区超形变原子核的研究。粒子数守恒方法很好地重现了轻核区超形变带的实验数据,通过分析费米面附近的单粒子轨道的填布几率,质子和中子轨道特别是高-j闯入轨道对角动量顺排的贡献,给出了这些核的组态标记,解释了这些核的微观结构及转动惯量的回弯机制。这些结果说明粒子数守恒方法在该核区是适用的,并可用来研究一些更重的核(如62Zn)的超形变带。快中子俘获过程对多种核输入量的敏感性研究元素的起源一直是科学家们关注的热门话题,1957年Burbidge等人提出的核合成理论为人们揭开了宇宙中元素形成的神秘面纱,其中有大约一半的核素是由快中子俘获过程合成的。可是人们对快中子俘获过程的了解还非常有限,这是因为人们并不能确定发生快中子俘获过程的天体场所,以及人们对快中子俘获过程中产生的远离稳定线的丰中子核素的知识的缺乏。所以,研究快中子俘获过程对这些丰中子核的物理性质的敏感性对深入了解快中子俘获过程以及确定其发生的天体场所都是非常有意义的。实验上,人们观测到了太阳系的元素丰度分布数据,并通过物化分离法确定了快中子俘获过程对丰度数据的贡献,为快中子俘获过程的研究提供了依据。本文采用的天体环境为核心坍缩型超新星爆发伴随的中微子驱动星风,采用己知核的实验数据加上WS*模型的理论计算值的质量表,因为WS*质量模型考虑了同位旋不对称性及镜像核约束等微观修正,对已知核质量的拟合是现今所有质量模型中最好的。在此基础上,本文通过改变单个核某一核输入量后,进行快中子俘获过程的模拟计算,得到最终的理论丰度分布,与实验观测数据及基线值比较得出了快中子俘获过程对单个原子核的原子核质量、β衰变截面、中子俘获截面的敏感性,且对这三种核输入量都较为敏感的核只有136Cd。此外,本文通过WS*质量模型研究了对称能中的L和S0参数原子核质量的影响进而对快中子俘获过程的影响。最后,本文展望了单个核的多种物理量同时对快中子俘获过程的影响的研究,这对确定发生快中子俘获过程的天体场所是很有意义的。
【图文】：

核素图,原子核

1.1 核素图。图中展示了实验上观测到的原子核，横坐标表示中子数 N，纵坐标表示质子，黑色方块为稳定核，红色方框处为本文研究核所在的核区。.2 原子核转动谱的实验描述关于超形变核的认识主要来源于转动带能谱,人们在研究原子核的转动谱时,常用到的有原子核基态转动谱公式,一是 Bohr 和 Mottelson 提出的轴对称原子核转动谱在绝热近似下展开公式[32](1.1)式中，为原子核的角动量，为角动量沿着原子核对称轴方向上的投影，偶核的基态带中；二是本文中采用的 Harris 提出的展开式(1.2)式中为转动角频率，是转动能，是原子核角动量沿转动轴（与对称轴垂直，取轴）的投影，则(1.3)

推转频率,超形变核,转动惯量,轻质

1.2 轻质量超形变核的转动惯量随推转频率的变化趋势的实验值。(1.4)于偶偶核基态带，，则由上式得(1.5)对于的带，由于仅依赖于且中的项影响很小，又因为壳模型中，轴对称原子核的转动带随着的增大，并不是一个严格的好量子数，，所以上式是一个好的近似。运动学转动惯量（也称为第一类转动惯量）为(1.6)即(1.7)以
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O571

【参考文献】