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《兰州大学》 2016年
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超重核合成与衰变性质的理论研究

包小军  
【摘要】:超重核研究是当前核物理领域的重要课题之一。超重核合成截面极小,并受靶材料等因素制约,超重核合成动力学机制及其衰变性质的理论研究可为实验合成目标超重核提供重要参考。基于双核模型研究超重核的合成机制时,假设弹靶核的基态形状不随时间演化。事实上由于两个原子核之间很强的库仑势和核势之间的竞争,弹靶核的基态形变是随时间演化的。利用Fokker-Planck方程研究了四极形变随时间的演化趋势。结合主方程和基态形变的时间演化特征研究了双核之间的核子转移,进一步系统计算了热熔合的蒸发剩余截面。系统理论计算的Z=112-118范围内的剩余截面很好的再现了实验测量值。锕系靶核除了很大的基态四极形变之外,同时还存在较大的十六极形变。因此,目前工作系统的研究了十六级形变对于热熔合反应的熔合几率和蒸发剩余截面的影响。很多理论模型研究了超重核的合成机制,所有理论模型计算的剩余截面都依赖于一些基本的理论输入量。基于三个质量表FRDM1995,KTUY2005和WS2010系统的研究了基本的理论输入量对剩余截面的影响。基于双核模型研究了合成超重核的蒸发剩余截面的同位旋依赖性。我们发现熔合几率和存活几率敏感的依赖于弹靶核的中子数目。同时,基于双核模型研究了试图利用放射性核束合成丰中子的超重新同位素。由于绝大多数情况下放射性核束的束流强度都低于稳定束的束流强度,因此目前的条件下,利用稳定核束更有利于超重新同位素的合成。目前实验已经利用热熔合与冷熔合合成超重核区的部分新核素及其同位素,然而这两种反应出现一个空隙。为了填补这个空隙,通过考虑炮弹的同位旋效应,利用放射性核束和对称弹靶组合的截面大小。理论预言部分空隙可能通过考虑冷熔合的同位旋效应填补。利用不同方法研究了超重核的α衰变的半衰期。这些方法包括统一裂变模型、推广的液滴模型、唯象的Royer公式以及统一衰变公式。对比理论计算和实验测量结果,发现目前的几种方法都能较好的描述α衰变过程。利用推广的液滴模型和修正的Swiatecki公式系统的计算了重核和超重核的自发裂变半衰期,理论计算结果能很好的再现实验测量值。通过对比超重核的α衰变和自发裂变半衰期的大小关系确定超重核的衰变模式,发现理论计算能很好的解释目前实验测量的衰变模式。进一步预言了目前实验和理论高度关注的Z=119和120新核素的衰变模式。利用统一衰变公式研究了偶偶超重核的结团放射性的分之比,预言可能在丰中子核区探测结团放射现象。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O571

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