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《南京大学》 2012年
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重离子熔合反应中蒸发残余截面的理论计算

张进娟  
【摘要】:随着重离子加速器技术和探测技术的进步,重离子熔合蒸发反应成为合成新元素特别是超重新元素最成功的途径,是当前核物理研究的热点领域之一。本文在现代重离子熔合蒸发反应的理论框架下,对弹核是弱束缚稳定核的熔合反应进行了分析,计算了它们的蒸发残余截面;对一部分用来合成质子滴线附近核的重离子熔合蒸发反应也进行了分析。首先介绍了现代重离子熔合蒸发反应的理论,对重离子熔合蒸发反应的三个阶段(俘获、熔合、蒸发)中常用的理论模型,其发展过程及其适用范围分别给出介绍。其次,我们选择了实验数据较为全面的一系列弱束缚稳定核引起的核反应进行了系统地计算分析。到目前为止,实验上先后合成的26种Z≥112的超重核,包括最重的118号核,都是缺中子的,为了达到理论预言的超重核稳定岛,利用丰中子的弱束缚放射性核进行核反应将是未来实验上的有效方式之一。对弱束缚稳定核引起的核反应进行计算分析,探索反应中的相关因素,可以为以后实验上用与它们性质相似的弱束缚放射性核合成中子核提供参考。我们对6,7,9Li、9Be和10,11B引起的反应(靶核为208Pb和209Bi)进行了计算分析。对熔合截面的计算采用了耦合道模型,并利用熔合势垒分布来约束核势参数的选取。弱束缚弹核的破裂使得垒上熔合截面减小,可以用一个“成活因子”来描述。得到熔合截面之后,再利用经典统计模型对复合核的蒸发冷却过程进行了计算。计算得到的蒸发残余截面与实验数据符合得非常好,这证明了经典统计模型对这类反应也是适用的。计算中还发现,对于这个质量范围的核,调整液滴裂变势垒高度的因子随着核的裂变参数的增大而减小。根据这个规律,对实验上没有进行裂变截面测量的反应,我们也给出了预测。对质子滴线附近的丰质子不稳定核的合成,可以用来研究极端条件下的物理,这也是现代核物理的一个热点领域。近年来实验上通过利用稳定核的熔合蒸发反应已经合成了一部分非常缺中子的的稀土核:32S+92Mo→124Ce,36Ar+92Mo→128Nd,36Ar+96Ru→132Sm,38Ar+96Ru→132Sm,40Ca+97Mo→137Sm,32S +106Cd→138Gd,36Ar+106Cd→+142Dy,40Ca+106Cd→146Er,40Ca+112Sn→152Yb。我们对这些反应进行了仔细地计算。由于实验上测量它们比较困难,测量到的数据比较少,所以计算熔合截面时,我们选择利用可调参数少的经验模型。随后用统计模型分析复合核退激发的过程中,我们仔细定出了核在平衡形变处和鞍点形变处的能级密度参数,使得调整液滴裂变势垒高度的因子成为唯一的可调因子。把实验测量到的截面和理论计算的结果进行比较,发现这些核的液滴裂变势垒需要减小很多,计算值才能与实验数据符合。这与之前一些专门研究合成缺中子同位素的工作给出的结论是一致的。
【学位授予单位】:南京大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:O571.6

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