稀土区近滴线的β缓发质子衰变

简要回顾了自20世纪70年代以来实验研究稀土区β缓发质子衰变的历史. 综合报道了在过去10年内中科院近物所实验研究稀土区近滴线核的β缓发质子衰变的进展, 主要包括首次观测沿奇Z质子滴线的9种新核素的β缓发质子衰变以及rp-过程中两种等待点核的衰变新数据, 并将这些结果与不同的核模型理论计算进行了比较和讨论. 最后对今后的工作进行了初步展望.     

133Sm和149Yb的β缓发质子衰变

利用⁴⁰Ca+⁹⁶Ru融合蒸发反应产生了近质子滴线核¹³³Sm, 配合氦喷嘴带传输系统采用“质子-γ”符合方法观测了它们的β缓发质子衰变, 其中包括半衰期、质子能谱、第二代子核低位态之间的γ跃迁, 并估计出衰变到第二代子核不同低位态的分支比. 通过统计理论拟合上述实验数据, 指认了¹³³Sm的自旋宇称的可能范围. 并用Woods-Saxon Strutinsky方法计算了限制组态的¹³³Sm的核势能面, 通过对比发现¹³³Sm的自旋宇称可能有两种成分:5/2⁺和1/2^－. 这一结果与2001年发表的¹³³Sm(EC+β⁺)衰变的简单衰变纲图是相容的. 此外用同一方法分析了2001年Eur. Phys.J.A12:1—4中发表的有关¹⁴⁹Yb的β缓发质子衰变实验数据, 由此指认了¹⁴⁹Yb的基态自旋宇称为1/2^－.     

140Tb和141Dy的β缓发质子衰变以及143Dy的自旋宇称

利用⁴⁰Ca+¹⁰⁶Cd融合蒸发反应产生了近质子滴线核¹⁴⁰Tb和¹⁴¹Dy,配合氦喷嘴带传输系统采用“质子-γ”符合方法观测了它们的β缓发质子衰变, 其中包括半衰期、质子能谱和衰变到第二代子核不同低位态的分支比. 通过统计理论拟合提取了¹⁴⁰Tb和¹⁴¹Dy的基态自旋宇称分别为7^±和9/2^±. 另一方面, 用Woods-Saxon Strutinsky方法计算了这两种核限制组态的势能面, 由此得到¹⁴⁰Tb和¹⁴¹Dy的基态自旋宇称分别为7⁺和9/2^－. 此外用同一方法还计算了¹⁴³Dy的核势能面, 从中看出¹⁴³Dy存在有自旋宇称为1/2⁺的基态和一个激发能为198keV的11/2^－的同质异能态. 该结果与2003年Eur.Phys.J. A16:347—351中的¹⁴³Dy衰变实验数据相符.     

远离稳定线原子核的实验研究（Ⅱ）

远离稳定线原子核的实验研究（Ⅱ）罗亦孝（中国科学院近代物理研究所，兰州重离子加速器国家实验室，兰州７３００００）４２丰质子轻稀土核素的合成和衰变性质研究４２１轻稀土区质子滴线Ｚ＝０７４３Ｎ＋１１６附近新β缓发质子先驱核的合成和研究［１６—１...     

93Pd的β缓发质子衰变

通过⁵⁸Ni(⁴⁰Ca,3n2p)反应合成等待点核⁹³Pd,采用氦喷嘴带传输系统加p-γ符合,观测到了它的β缓发质子衰变,测得其半衰期为(1.3±0.2)s.采用统计模型计算拟合了实验测得的β缓发质子能谱和布居到质子发射体子核不同终态的分支比,指认了⁹³Pd的基态自旋为9/2.用Woods-Xason Strutinsky方法计算了⁹³Pd的核位能面,其结果表明93?Pd基态自旋宇称可能为9/2⁺.     

缺中子稀土区滴线附近新的β缓发质子衰变

用重离子束³⁶Ar和³²S轰击缺中子同位素靶⁹²Mo,⁹⁶Ru和¹⁰⁶Cd产生了质子滴线附近的β缓发质子先驱核¹²⁵Nd,¹²¹Ce,¹²⁸Pm,¹²⁹Sm,¹³⁵Gd,¹³⁷Gd和¹³⁹Dy.配合氦喷嘴带传输系统用"p-γ"符合方法对它们进行了首次肯定的鉴别.它们的半衰期分别为:0.60(15)s,1.1(1)s,1.0(3)s,0.55(10)s,1.1(2)s,2.2(2)s和0.6(2)s.用统计模型理论计算对实验测定的¹²⁵Nd,¹²¹Ce,¹²⁹Sm,¹³⁵Gd,¹³⁷Gd和¹³⁹Dy的β缓发质子衰变的能谱和分支比进行了拟合.提取出¹²⁵Nd,¹²¹Ce,¹²⁹Sm,¹³⁵Gd,¹³⁷Gd和¹³⁹Dy的基态自旋-宇称分别为5/2^±,5/2^±,1/2⁺(或3/2⁺),5/2⁺,7/2^±和7/2⁺.实验初步指认的基态自旋(宇称值与Nilsson能级图的预言值相符间接表明这6个核素的基态具有大形变,形变参数β₂在0.3左右.     

对质子滴线核19Na的β延迟质子衰变的首次观察

由²⁰Ne(P,2n)¹⁹Na反应,对质子滴线核¹⁹Na进行了研究,实验在中国科学院高能物理研究所质子直线加速器上进行,首次观察到了¹⁹Na的β延迟质子衰变,测定其质子能量为1.10±0.08MeV,半衰期为47±20ms,它相应于¹⁹Na基态到¹⁹Ne的7.62MeV、T=3/2同位旋相似态的超允许β跃迁和由此态到¹⁸F基态的级联质子衰变.     

83Sr的衰变及其子体能带结构的讨论

⁸³Rb的低能低自旋部分通过⁸³Sr的放射性衰变进行了研究. 建立了衰变纲图, 对一些能级基于新的log ft值和γ分支比给出了自旋-宇称指定. 为了对这个核的能级结构进行讨论,将投影壳模型应用到核⁸³Rb, 对激发的正宇称晕带和负宇称基态带理论计算与实验结果进行了比较, 此模型能很好地再现实验结果. 此外,为了从定量的结果抽取出物理内涵,给出了计算的负宇称基态带的带图.     

sd壳层极丰质子核的β延迟衰变谱学

远离β稳定线原子核的结构是当前核物理领域的一个前沿热点。β衰变谱学是研究核结构的重要方法,尤其适用于低产额的滴线核。本文回顾了近年来在RIBLL1装置上开展的sd壳区极丰质子核β延迟衰变谱学的实验研究。该工作获得了15个原子核精确的半衰期、衰变子核的质量、β延迟的质子和双质子发射以及$\gamma $跃迁的能谱、分支比和比较半衰期等数据,并重建了衰变纲图,大大丰富了此区域内质子滴线附近原子核的衰变谱学信息。还介绍了探测器阵列和实验方法,概括了所研究核的衰变性质和半衰期等。特别地,对几个典型核,20Mg和22Si以及26P和27S的衰变性质进行了阐述。此外,对相关话题,如三体力、镜像核衰变不对称性、与银河系中26Al超丰问题相关的热核反应率等问题进行了探讨。     

22Na(p,γ)23Mg反应的实验研究

讨论了目前有关²²Na(p,γ)²³Mg反应的实验研究工作,结合兰州放射性束流线上的放射性束流²³Al的β⁺延发质子衰变实验的测量结果,给出了²³Al延发衰变的质子能谱,并比较了近期实验给出的相关能级的自旋、宇称值,正是由于这种自旋、宇称和能级部分宽度的不确定性,导致了反应率计算的不确定性.计算了同位旋相似态的共振强度.对于测量到的新的延发衰变能级E_d=8.916MeV,由于没有相应的能级宽度值,实验仅给出其相对共振强度值.     

进一步指认近质子滴线核129Pm的衰变

2004年曾报道过利用⁴⁰Ca＋⁹²Mo融合蒸发反应产生了近质子滴线新核素Pm,并首次观测到它(EC+b+)衰变产生的能量为99keV的γ射线. 为了进一步确认上述指认，以下提供了三方面的新证据：1)在164－190MeV能量范围内测量了99keV衰变γ射线的激发函数;2)进行了交叉反应 ³⁶Ar＋⁹⁶Ru的实验,观察到了相同的99keV衰变γ射线；3)用Woods-Saxon Strutinsky方法计算了¹²⁹Pm的核势能面，其基态自旋宇称被预言为5/2^－，所以¹²⁹Pm的(EC＋b＋)衰变有利于馈送到子核¹²⁹Nd的5/2_－的低位态，这也与前期报道相符.     

23Al及其邻近丰质子核的奇异结构研究

在RIKEN-RIPS上测量了²³Al等丰质子核素的核反应总截面(σ_R)和平行动量分布(P^//). 观察到了²³Al核反应总截面的增强, 与以前的实验结果相符. 同时得到了²³Al等丰质子核素擦掉一个质子后的P_//. 在Few-body Glauber模型下对实验结果进行了讨论. P_//的宽度显示²³Al基态的外层质子处于d态, 这与g因子测量实验结果一致. 为了同时解释P_//和σ_R的实验测量结果, 我们认为²³Al可能有核芯增大的现象.     

激发态丰质子核的双质子发射

将有效液滴模型和推广的液滴模型推广至激发态丰质子核的双质子发射半衰期研究,发现这两个模型都能较好地再现双质子发射半衰期的实验数据.基于这两个模型预言了一些核的激发态的双质子发射的半衰期,为将来的实验提供参考,并将上述半衰期与统一裂变模型给出的半衰期进行了比较和分析.此外,以⁹⁴Ag的21~+激发态的双质子发射为例,讨论了衰变能和衰变过程中带走的轨道角动量对其半衰期的影响,发现半衰期对它们的依赖很敏感,半衰期对衰变能的强烈依赖表明了精确测量核质量和激发能的重要性和必要性.     

利用改进的Gamow-like模型研究原子核的α衰变和质子放射性

通过引入离心势和静电屏蔽效应对Gamow-like模型进行了改进,并将其用于α衰变和质子放射性研究,发现改进的Gamow-like模型能更好地符合实验数据。另外,还利用改进的Gamow-like模型预言了16个丰质子核的质子放射性的半衰期以及7个$Z=120$超重核素($^{296-308}120$)α衰变链上原子核的α衰变的半衰期,为将来在大科学装置上合成和鉴别这些新核素提供重要的理论参考。     

中国科学院物理研究所2008年度人才招聘启事

在以质子数和中子数为坐标画出的核素图中,分布着100多种元素的几千种同位素．除少量核素是稳定的以外,其他核素大都有可以测量的半衰期,衰变模式为发射α,β粒子或自发裂变．换句话说,这些核素的基态不会自发地发射质子或中子．核素图的边界分别叫质子滴线和中子滴线,滴线以外的核对质子或中子衰变是不稳定的．     

22Na(p,γ)23Mg反应的实验研究

讨论了目前有关22Na(p,γ)23Mg反应的实验研究工作,结合兰州放射性束流线上的放射性束流23Al的β+延发质子衰变实验的测量结果,给出了23Al延发衰变的质子能谱,并比较了近期实验给出的相关能级的自旋、宇称值,正是由于这种自旋、宇称和能级部分宽度的不确定性,导致了反应率计算的不确定性. 计算了同位旋相似态的共振强度. 对于测量到的新的延发衰变能级Ed=8.916MeV,由于没有相应的能级宽度值,实验仅给出其相对共振强度值.     

对缺中子核(A<70)质子衰变的预言

在质量区A<70范围内,对远离β稳定线的缺中子核质子衰变的可能性进行了理论预言,计算基于Kelson-Garvey核力电荷对称质量关系和同位旋相似态质量公式,给出了预言的核素图,将预言计算与实验结果进行了比较,对绝大多数已发现的核,质子能量在300keV以内符合得很好.计算同时指出双质子、三质子衰变的可能性,并给出了目标核.     

质子衰变和质子波函数

本文采用了复合粒子场流关系式和软π介子近似等技巧, 在SU(5)大统一规范理论里讨论了质子两体衰变, 如p→π⁰e⁺等. 我们把它与J/ψ→pp衰变振幅联系起来, 这样就可由J/ψ→pp衰变宽度的实验值给出质子零点波函数值, 从而确定质子衰变寿命的大小. 为了估计质子零点波函数给质子寿命带来的不确定性, 利用一个具体模型分析了零点波函数可能的下限. 如果Λ_MS=200 MeV, 这将是对简单的SU(5)大统一规范理论的一个严峻考验. 值得注意的是本文提供了一种把质子衰变过程与其它相关过程联系起来的方法, 这对于确定质子衰变寿命来讲是很有用的.     

130Nd和140Tb的EC/β+衰变研究

利用能量为170MeV左右的³⁶Ar重离子束轰击⁹⁶Ru和¹⁰⁶Cd浓缩同位素靶,分别生成缺中子同位素¹³⁰Nd和¹⁴⁰Tb.借助氦喷嘴带传输系统,用X–γ和γ–γ符合方法,分离鉴别了这两种核素,并进一步测定了它们的衰变性质.得到¹³⁰Nd的半衰期为(13±3)s,首次建议了它的EC/β+衰变纲图,推测了其子核¹³⁰Pr的基态和低位能级的自旋宇称.修订了¹⁴⁰Tb的原有极简单的EC/β⁺衰变纲图并指认¹⁴⁰Tb的基态自旋宇称为7⁺.     

新核素271110及其α衰变链的理论研究

用自洽的相对论平均场模型研究了核²⁷¹110及其α衰变链核的结构.理论的α衰变能与实验数据符合.理论的核寿命也与实验数据比较接近.预言了未知核素²⁷⁵112的性质,并讨论了质子数Z=108附近的形变壳效应.