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应于量子分子动力学模型研究核—核相互作用势的动力学效应

姜永英  
【摘要】: 本论文进一步发展和完善了改进的量子分子动力学(ImQMD)模型,主要研究了短程区域的动力学核-核势以及重体系动力学势能面。 改进的工作主要考虑:(1)相空间占有数约束方法中的能量约束。本论文中,我们在考虑相空间占有数约束方法的同时引入了能量约束,这种约束能进一步改进个别粒子的稳定性(减少虚粒子的发射),并且对于研究持续几千fm/c或者更长时间才能形成复合核的重离子熔合反应是很有利的。经检验我们发现加上此约束后体系的总能量可以很好的守恒稳定到几千fm/c。(2)核体系动能的扩展的Thomas-Fermi近似描述。基于β稳定线附近的一系列基态核的动能计算式T=Σpi2/2m,同时考虑类似自由费米气体的动能的表达形式,有限核的动能采用扩展的Thomas-Fermi近似(EkETF)计算,并与Thomas-Fermi近似(EkTF)进行比较,从轻核到重核β稳定线附近的一系列基态核的动能能够很好的描述。对于IQ2和IQ1两套势能参数,我们给出了相应的扩展的Thomas-Fermi近似(EkETF)的表达式,同时计算了动能的比例因子ξ,都满足介于0.4~0.6之间。 基于ImQMD模型以及核体系动能的扩展的Thomas-Fermi近似描述,我们研究了熔合反应40Ca+40Ca,48Ca+208Pb和126Sn+130Te的动力学核-核相互作用势。有以下结果:(a)动力学势垒依赖于入射能量。(b)熔合阱的深浅随体系轻重而改变。对于轻体系熔合反应40Ca+40Ca得到的垒高和熔合阱与TDHF的计算是可以比拟的,熔合阱的深度大约是25MeV;对于48Ca+208Pb体系熔合阱的深度大约是7 MeV;而126Sn+130Te熔合阱变浅几乎消失,说明准裂变或者裂变在重体系熔合过程很容易发生尤其是重对称体系。(c)短程区域的动力学核-核相互作用势高于体系相应的的-Qgg。这是由于真实的复合体系还是处在激发态,而不是完全的基态。(d)对于轻体系熔合反应40Ca+40Ca,短程区域的动力学核-核相互作用势垒低于密度冻结下的库仑势垒;而重体系48Ca+208Pb和126Sn+130Te,在短程区域的动力学核-核相互作用势垒高于密度冻结下的库仑势垒,这表明,在重离子熔合反应形成超重复合核过程中,除了需要克服库仑势垒,复合核形成还需要额外的能量,所谓的extra-push能。(e)复合体系形成快慢随体系轻重而改变。垒上熔合反应40Ca+40Ca在弹靶核接触以后,很快由双核体系变成近球形复合核,而48Ca+208Pb和126Sn+130Te在弹靶核接触以后,大约在t=350 fm/c形成强变形的复合体系或者称之为双核体系,并且这种双核体系持续很长一段时间(几百甚至几千fm/c),在这一过程中伴随有准裂变或者裂变发生,核子交换相对于轻体系而言比较缓慢。基于Strutinsky壳修正方法和形变Woods-Saxon势来计算壳修正能,把壳修正能引入到动力学势能面的计算中。我们研究了两组重体系的动力学势能面:形成共同复合核256N0的23个对心碰撞的反应体系和A=292,Z=114的24个对心碰撞的反应体系。我们发现动力学效应以及壳效应对势能面有很大影响,尤其是在短程区域,两种效应的影响不能忽略。


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