核天体物理中关键原子核结构性质的理论研究

发布时间：2020-09-22 09:58

　　 近年来由于放射性核束及γ探测装置在原子核实验上的应用,使人们探索极端条件下的原子核结构成为可能,并且在远离稳定线的核区发现了非常丰富的物理现象。同时远离稳定线原子核结构的研究可以促进核天体物理等交叉学科的发展。本文主要采用投影壳模型研究当前核物理的前沿课题之一:核天体物理中关键原子核结构性质的理论研究。同时,也介绍了描述描述形变原子核几种相关的理论模型,并且讨论了它们自身的优缺点。我知道传统壳模型对轻核的解释是有效的,而核素图上大部分原子核都是形变的,相比之下,投影壳模型采用形变的Nilsson+BCS基矢,通过角动量投影恢复了形变单粒子态中被破坏的对称性。其优点在于适合包括偶偶核、奇质量核及奇奇核在内的形变原子核结构计算,并且组态空间小、运行速度快和适用范围广,所得结果可以与实验结果直接比较,用于解释实验及理论预言。本论文把投影壳模型应用到远离稳定线的A=100-110丰中子核区并研究该核区的原子核微观结构。在该核区,我系统地对~(101,102)Sr核素和~(113-119)Ag核素结构性质进行了研究。首先,我讨论了晕带和边带的能级,对核素的能谱进行研究,理论结果很好的再现了实验数据。同时也预言了更多的极有可能被实验探测到的新的转动带结构,为进一步实验研究提供理论依据。其次,研究了转动惯量和电磁性质,并与相应的实验值进行比较,在此基础上进一步分析单粒子能级对丰中子核微观结构的影响。最后,通过研究可知,随着中子数的增加,靠近费米面的中子h_(11/2)和质子g_(9/2)轨道对原子核的形变起主要作用。对于偶偶核,其边带组态结构主要来自N=4和N=5壳层准中子的贡献。对于奇质量核,主要讨论其激发的单粒子组态结构。最后,对于投影壳模型(PSM)未来发展与适用性做了展望与总结。本文将投影壳模型推广至A=100-110丰中子核区研究远离稳定线原子核的微观结构以及过渡核区原子核激发模式的相互作用,实验结果在理论计算中得到了很好地再现,理论预言又为进一步实验研究提供了非常有价值的信息。该理论研究工作表明,投影壳模型在描述远离稳定线核区原子核结构方面有较普遍的适用性。
【学位单位】：沈阳师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O571;P14
【部分图文】：

4ε 所带来的影响，这样做是为了简单起见，减少不必要的麻烦。图4.1中，实线部分代表着正宇称（Positive）态，虚线部分代表着负宇称（Negative）态。用红色虚线所围成的区域代表丰中子核区（A～100）原子核所在的2ε =0.32-0.34 范围内费米面附近的尼尔森（Nilsson）单粒子能级。图 4.1 质子（a）和中子（b）的 Nilsson 能级图从图 4.1（a）我们可以看出，对于 Sr 同位素，质子（proton）费米面附近，来自 g9/2轨道的 K=1/2、3/2 和 5/2 态恰好落在矩形线框中，是物理上重要的轨道，对 4-准粒子带的构成起重要作用。在中子费米面附近（图 4.1（b）），N=4 壳的四条单粒子轨道比较重要

文献[44]中对于带头能量为 540.9keV 的激发态组态进行了讨论，可能的自旋宇称候选是第二个 0+或 2+组态，讨论中首先排除了 0+组态的指定，因为第二个0+的能量应该是增加的，在98,100Sr 同位素中，该能量分别为 215keV 和 938keV。如果激发态是 2+组态，第二个 2+态和第一个 2+态的能量比为 R22=4.29，这个值明显低于稀土区的典型值，在相关的实验文献中，并没有指定这样的激发态的组态（带头能量为 540.9KeV）。在 PSM 计算中，对于正宇称带，能量最低的转动带为 Kπ=4+，其组态成分为 3/2+[411]"

本文编号：2824230