超重核结构与衰变性质的研究

发布时间：2020-08-23 21:07

【摘要】：超重核结构和性质的研究是当前核物理领域备受关注的前沿课题。理论研究发现,大部分超重核都具有形变,甚至超形变。尽管人们对变形超重核结构方面做了很多研究工作,但是考虑三轴形变以及核力中张量项的研究并不多见。本论文首先利用含张量力的Skyrme-Hartree-Fock+BCS方法,对Z=118和Z=120同位素链核的形变和结构进行了研究,研究结论如下:(1)Z=118和Z=120缺中子核具有弱三轴形变而丰中子核具有明显的三轴形变。通过研究Z=118和Z=120同位素链核的形变规律,发现N184的缺中子核的基态或激发态具有弱三轴形变,而丰中子核的激发态具有明显的三轴形变,甚至三轴超形变,因此丰中子核形变研究中有必要考虑三轴自由度。(2)张量力对核基态形状影响不明显,但对缺中子核的超形变位阱、裂变位垒高度及丰中子核的激发态形状有明显影响。另外,张量力对结合能、双中子分离能、半径以及α衰变能的演化规律也有一定的影响,因此在超重核大形变性质以及结构的研究中,张量力效应不应忽视。其次,超重核的衰变性质也是核领域的重要研究课题之一。本文利用推广的液滴模型和一些唯象模型系统研究了超重核的α衰变、自发裂变以及结团放射性质,结论如下:(1)通过分析超重核Z=104-120的α衰变和自发裂变竞争的计算结果,发现258,260104,268-276110,270-280112,272-286114,274-294116,278302118和284-308120最主要的衰变模式为α衰变,可以为将来鉴别这些新核素提供理论参考。同时,研究表明在N=162,178,184和196处存在壳效应。(2)通过分析超重核Z=104-124的结团放射规律,发现超重核的结团放射具有很强的模型依赖性。具有预形成机制的UD,UNIV和Horoi模型只能预测Z28的轻结团放射,而包含预形成和类裂变机制的UDL模型可以预测Z28的轻结团和Z≥28的重结团放射,因此UDL模型更具有普适性。另外,208Pb附近的壳效应对超重核的结团放射发挥着重要作用。同时,UDL模型预测292-296308-318118,284-304,308-3241 20和316-322122是具有结团放射性的母核。最后采用唯象方法对强激光场中原子核的α衰变与质子放射进行了初步研究,发现强激光场对放射离子穿透概率的修正主要取决于隧穿长度,并且质子放射更容易受激光场影响。另外,激光对穿透概率的影响与激光强度成线性关系,激光场强度每增大100倍,穿透概率的相对变化量增大约10倍。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O571.3
【图文】：

参考图,形变,多极矩,形变参数

逦７２、逡逑ｙｊ（２ｇｌ＋ｑ２）２邋＋３ｑｌ邋＋２ｇｘ邋＋ｑ２逡逑免，＆与《和／之间的关系可参考图２．１。逡逑严格来说，核的形变是不可测量的，但为了直观描述原子核的变形程度，一逡逑些理论方法对原子核的形变进行了参数化，即用有限的参数来表征原子核的变形逡逑程度。在本程序中，多极矩与形变参数之间的关系可简单表示为：逡逑４ｔｃ逦八逡逑Ｐ，ｍ邋＝邋３Ｂ＾Ｑｌｍ）逦（２－７３）逡逑式中，ｉ？0＝１．２Ｊ１／３ｆｍ，邋NB为核的质量数。逡逑１７逡逑

位能曲线,原子核,形状,电四极矩

计算中采用ＳＬｙ５和ＳＬｙ５＋Ｔ两种相互作用，并对电四极矩Ｑ0进行约束，逡逑通过自洽计算得到轴对称位能曲线。由两种相互作用得到的２Ｓ２＿３２８１１８偶偶核结合逡逑能Ｅ随Ｑ0的演化曲线显示在图３．２—图３．５中。图中虚线和实线分别为ＳＬｙ５和逡逑２９逡逑

位能曲线,位能曲线

逑ＳＬｙ５＋Ｔ作用得到的能量曲线，两条曲线的最低点为两种相互作用各自计算结果的逡逑能量最低值。由图３．２—图３．５可看出，由ＳＬｙ５和ＳＬｙ５＋Ｔ两种相互作用得到的逡逑２８２＿３２８１邋１８能量曲线演化规律相似，但是曲线的相对能量有所不同。曲线在长椭区逡逑域（Ｑｏ＞0）和扁椭区域（Ｑｏ＜0）存在多个局部能量极小值，这些局部极小值被称逡逑为ｓｈａｐｅ邋ｉｓｏｍｅｒ，为了讨论的方便，在此称全局能量最小值为核基态，其它局部能逡逑量极小值为激发态。由两种相互作用计算的核基态和激发态所对应的Ｑｏ值基本相逡逑同，表明张量力对这些核的基态以及激发态的形状影响并不明显。接下来具体分逡逑析Ｚ＝１１８同位素链核的轴对称形状演化规律。逡逑：丨２８２”８逡逑？邋；邋ｖｙｖ逦ＭＮ＇逡逑Ｊ邋－４０－２０邋０邋２０邋４０邋６０邋８０邋１００逦－４０－２０邋０邋２０邋４０邋６０邋８０邋１００逦－４０－２０邋０邋２０邋４０邋６０邋８０邋１００逡逑２８８１１８逦１邋１８逦２９２１邋１８逡逑ｉｗｖ邋ｙｖ■逡逑－４０－２０邋０邋２０邋４０邋６０邋８０邋１００逦－４０－２０邋０邋２０邋４０邋６０邋８０邋１００逦－４０－２０邋０邋２０邋４０邋６０邋８０邋１００逡逑Ｑ0（１００ｆｍ２）逡逑图３．２邋２８Ｍ９２１１８的位能曲线逡逑Ｆｉｇ邋３．２邋Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ邋ｅｎｅｒｇｙ邋ｃｕｒｖｅｓ邋ｏｆ邋２８２－２９２ｌ］８逡逑图３．２和图３．３为２８Ｗｅ４ｌ邋１８的轴对称能量曲线。如图所示，由两种相互作用得逡逑到的小（５区的长椭极小值与扁椭极小值所对应的值基本相同，两个极小值之间逡逑由Ｑ0＝０处的球形势垒分隔开

【参考文献】