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《郑州大学》 2016年
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近库仑位垒重离子熔合反应动力学的系统研究

王兵  
【摘要】:近库仑位垒重离子熔合是一个典型的多维位垒穿透过程。研究重离子俘获过程不仅能够深入理解核反应的机制,而且能够揭示出核结构与核反应动力学之间的相互影响。所以,在过去的几十年中,对近垒重离子俘获和熔合动力学的研究一直是实验和理论研究的一大热点。理论上可以通过解耦合道方程的方法来描述这种多自由度耦合的位垒穿透问题。在本征道的理论框架下,多自由度的耦合会使得单个位垒分离成一系列的分立位垒。基于这种位垒分布的思想,人们在描述俘获和熔合过程的理论中通过引入位垒分布等效地考虑耦合道效应,进而发展了一大类经验的耦合道模型。我们发展了一个经验的耦合道模型,系统地研究了217个反应体系的俘获激发函数,这些反应体系的弹核和靶核电荷数乘积处于182?ZPZT?1640之间。在该模型中,相对运动和内禀自由度的耦合效应及中子转移效应同时包含在一个非对称的高斯型位垒分布中。基于特定的核核相互作用势,我们采取两种方法确定了每个体系的位垒分布参数:一是用多参数拟合的方法;另一种是提出了计算位垒分布参数的经验公式。基于计算位垒分布参数的经验公式的理论结果表明:我们发展的经验耦合道模型能够很好地描述近垒能区的俘获截面。因此,我们通过系统研究发展的经验耦合道模型不仅能够解释俘获动力学中的重要现象,还可以对合成超重核的体系的俘获激发函数提供理论预言。对于重离子碰撞过程中涉及破裂反应道的体系,我们系统地研究了破裂反应道对垒上全熔合截面的影响。首先我们采用通用熔合函数(universal fusion function,UFF)的约化方法对实验全熔合截面进行约化,系统地分析了由6,7Li、9Be、10,11B、12,13C和16O诱发反应的全熔合激发函数。约化结果显示:由于弹核的破裂,垒上全熔合截面被压低了;对于同一个弹核诱发的反应,全熔合截面的压低效应不依赖于靶核。此外,我们发现压低因子与破裂阈值之间存在一个指数关系。我们指出只有立即型破裂会影响到熔合反应过程,且破裂效应对全熔合的影响可能是一个阈效应。此外,以经验耦合道模型的预言为参考标准,我们系统地研究了破裂道对垒上全熔合截面的压低行为。研究结果同样表明全熔合截面的压低效应不依赖于反应的靶核,只依赖于弱束缚的弹核。另一方面,我们通过引入一个描述立即破裂的概率函数,拓展了经验耦合道模型,使其能够描述破裂效应对全熔合的影响。对于9Be诱发的反应,立即破裂的概率取自实验的测量值,理论成功地再现了相关体系的垒上全熔合截面,这些结果进一步肯定了“只有弹核的立即破裂过程会影响全熔合截面”的结论。对于6,7Li和10,11B做弹核的反应,立即破裂的概率通过拟合相应的垒上全熔合截面得到。结果表明:对于同一个弹核诱发的反应,破裂概率不依赖于反应的靶核,且与破裂阈值之间存在一个指数关系,这意味着弱束缚核的立即破裂同样是一个阈效应。
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O571.6

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