35MeV/u?36,40 Ar+112,124Sn反应中同位旋自由度的弛豫

35MeV/u 36 ,40　Ar+ 112 ,12 4Sn反应中 ,在前角 5°和 2 0°观测到丰中子核与稳定核的产额比随粒子出射动能的增加而减小 ,而缺中子核与稳定核的产额比随动能的增加而增加 .对于某种元素 ,随着动能的减小 ,其平均中质比逐渐由弹核N/Z向靶核N/Z过渡 .这些现象表明在这样的入射能量下 ,周边或近周边碰撞过程中同位旋自由度没有完全达到平衡 .这种行为对两个靶核系统是相似的 ,但是同位素产额比的绝对值在 5°没有靶核相关性 ,而在 2 0°处却表现出明显的靶核相关性 .     

14MeV中子的(n, 2n)反应截面系统学研究

本文对1984年以前的A=19—209的124种核素的14MeV(n, 2n)反应截面的实验数据进行了收集、分析和评价. 研究了截面与(N—Z)/A的关系. 看不出有明显的中子壳效应存在. 用复合核统计理论对一些核的反应截面进行了计算, 对中重核和重核的计算结果与实验值符合较好.     

原子核高角动量激发

用推转壳模型计算研究了原子核的高速转动运动及其结构特性.讨论了A～50区核的转动特性;A～80$区(N=Z)核的形状共存问题; A～110$区丰中子核的扁椭球形变的稳定性. 基于壳模型理论, 我们用限制组态绝热堵塞方法计算讨论了A～130, 180和超重核区的高角动量同核异能态,系统预言了高角动量多准粒子态的存在, 并指出这些核态可以有较长的寿命, 这对于不稳定核的研究是很有帮助的. 计算解释了不少典型的实验观测, 一些理论预言已经被最近的实验证实.     

质子数Z分别位于Ru之上和之下的A～(100～126)丰中子原子核三轴形变在原子核形状变迁和共存中的重要作用（英文）

基于Ru(Z=44)丰中子同位素中存在最大三轴形变的理论预言和实验证据,综述了近年来Rh(Z=45),Pd(Z=46),Ag(Z=47),Cd(Z=48)(质子数Z位于Ru,Z=44之上)及Zr(Z=40),Nb(Z=41),Mo(Z=42),Tc(Z=43)(质子数Z位于Ru,Z=44之下)的A～(100～126)丰中子同位素中关于三轴形变的形状变迁和形状共存系统性研究的重要进展。252Cf自发裂变瞬发γ射线γ-γ-γ三重符合、特别是新建立的γ-γ-γ-γ四重符合数据的系统观测和研究,在Ru,Pd,Cd和Nb丰中子同位素中显著扩展或首次观测到了一系列能带,为这个核区原子核形状的研究提供了新的、重要的实验数据。联系此前报道的有关进展,使用PES,TRS,PSM,CCCSM和SCTAC理论模型计算拟合新的实验数据,在该核区沿同中素和同位素链,并随自旋和激发能变化各自由度,跟踪原子核形状渐进变化,获得了新的系统性研究成果,显著扩展和深化了人们对原子核形状变迁和形状共存的认知。对于Ru及其上的Rh(Z=45),Pd(Z=46),Ag(Z=47)和Cd(Z=48)丰中子同位素的研究表明:Rh丰中子核具有比最大值稍小的三轴形变,γ=-28°,并在103–106Rh同位素链上鉴别出了手征对称破缺;在三轴形变核112Ru和114Pd(N=68)中发现了三轴原子核的摆动运动,该摆动运动也可能在114Ru(N=70)中存在;观察到了从具有最大三轴形变的110,112Ru中手征破缺到稍小三轴形变的112,114,116Pd中扰动的手征破缺的过渡;在较软的Ag核中观察到了丰富的谱学结构,在104,105Ag中鉴别出了可能的手征对称破缺,在较重的115,117Ag中提出了趋于三轴形变的γ软度;具有小形变的Cd核的能级结构被解释为准粒子耦合、准转动和软三轴形变;最近的库伦激发的研究提供了Z=50,N=82满壳附近122,124,126Cd核中出现核集体性的实验和理论证据;上述研究成果展现出从Ru中的最大三轴形变(γ=-30°,三轴形变极小增益为0.67 Me V),经具有大三轴形变的Rh核(γ=-28°),到Pd核中的稍小、但稳定于中等自旋到高自旋区的三轴形变(γ～-41°,三轴形变极小增益为0.32 Me V),再经Ag核中的γ软度,最后到具有很小形变、但仍出现集体性质、包括软三轴形变的Cd核的过渡。对于Pd核转动带交叉系统性的研究揭示了其第一带交叉(νh11/2)2中子转动顺排的上行γ驱动,和第二带交叉(πg9/2)2质子转动顺排的下行γ驱动效应,成功地解释了114Pd中的三轴摆动运动,并给出了110-118Pd同位素链中理论早已预言、而比早期理论预言更为完整准确的形状渐进变迁和形状共存的图像。根据该核区的系统研究,发现最大三轴形变出现在112Ru,而在相邻的偶Z(Pd)同位素链,三轴形变极小的中心在114Pd,两者均为N=68。上述系统性研究沿相邻的Ru和Pd偶Z同位素链,在N=68同中素中鉴别出最大三轴形变,均比理论预言的108Ru和110Pd多4个中子。在Z值位于Ru(Z=44)之下的Zr(Z=40),Nb(Z=41),Mo(Z=42)and Tc(Z=43)丰中子同位素中,Y和Zr核具有很强的轴对称四极形变,而在较重的Zr同位素中出现了γ自由度;较重的Nb核(A=104～106)基态具有中等程度的软三轴形变和强四极形变,随着自旋和激发能的增加,过渡到接近于轴对称的强四极形变;而较轻的Nb核(A 103)基态均接近轴对称形状;在Nb同位素链上基态由球形到强四极形变的形状突变发生在100Nb(N=59),在100–106Nb同位素链中基态的软三轴形变随中子数增加而增加;在Nb核中还观察到关于软三轴形变的形状共存;Mo核具有大的三轴形变,观察到了γ振动和手征对称破缺;Tc核具有比最大值稍小的三轴形变,γ=-26°,并观察到了手征对称破缺。质子数Z从41到48的A～(100～126)丰中子同位素,特别是Pd和Nb同位素,呈现出关于三轴形变的过渡特征。     

35MeV/u 36,40Ar+112,124Sn反应中同位旋自由度的弛豫

35MeV/u ^36,40Ar+^112,124Sn反应中,在前角5°和20°观测到丰中子核与稳定核的产额比随粒子出射动能的增加而减小,而缺中子核与稳定核的产额比随动能的增加而增加.对于某种元素,随着动能的减小,其平均中质比逐渐由弹核N/Z向靶核N/Z过渡.这些现象表明在这样的入射能量下,周边或近周边碰撞过程中同位旋自由度没有完全达到平衡.这种行为对两个靶核系统是相似的,但是同位素产额比的绝对值在5°没有靶核相关性,而在20°处却表现出明显的靶核相关性.     

原子核集体运动的新模式(续)

 在《原子核集体运动的新模式》(参见本刊1999年第2期)一文中,我们已对原子核的集体振动作了介绍,本文主要介绍原子核的集体转动。     

质子数Z 分别位于Ru 之上和之下的A~(100~126) 丰中子原子核三轴形变在原子核形状变迁和共存中的重要作用(英文)

基于Ru (Z = 44) 丰中子同位素中存在最大三轴形变的理论预言和实验证据,综述了近年来Rh (Z = 45),Pd (Z =46), Ag (Z =47), Cd (Z =48)(质子数Z 位于Ru,Z =44 之上)及Zr (Z =40), Nb (Z =41), Mo (Z =42),Tc (Z =43)(质子数Z 位于Ru,Z =44 之下) 的A~ (100~126) 丰中子同位素中关于三轴形变的形状变迁和形状共存系统性研究的重要进展。252Cf 自发裂变瞬发 射线-- 三重符合、特别是新建立的--- 四重符合数据的系统观测和研究,在Ru, Pd, Cd 和Nb 丰中子同位素中显著扩展或首次观测到了一系列能带,为这个核区原子核形状的研究提供了新的、重要的实验数据。联系此前报道的有关进展,使用PES, TRS, PSM, CCCSM 和SCTAC 理论模型计算拟合新的实验数据,在该核区沿同中素和同位素链,并随自旋和激发能变化各自由度,跟踪原子核形状渐进变化,获得了新的系统性研究成果,显著扩展和深化了人们对原子核形状变迁和形状共存的认知。对于Ru 及其上的Rh (Z = 45), Pd (Z = 46), Ag (Z = 47) 和Cd (Z = 48) 丰中子同位素的研究表明:Rh 丰中子核具有比最大值稍小的三轴形变,γ = 28°,并在103{106Rh 同位素链上鉴别出了手征对称破缺;在三轴形变核112Ru和114Pd(N = 68)中发现了三轴原子核的摆动运动,该摆动运动也可能在114Ru (N = 70)中存在;观察到了从具有最大三轴形变的110,112Ru 中手征破缺到稍小三轴形变的112,114,116Pd 中扰动的手征破缺的过渡;在较软的Ag 核中观察到了丰富的谱学结构,在104,105Ag 中鉴别出了可能的手征对称破缺,在较重的115,117Ag 中提出了趋于三轴形变的软度;具有小形变的Cd核的能级结构被解释为准粒子耦合、准转动和软三轴形变;最近的库伦激发的研究提供了Z = 50, N = 82满壳附近122,124,126Cd 核中出现核集体性的实验和理论证据;上述研究成果展现出从Ru中的最大三轴形变(γ=30°,三轴形变极小增益为0.67 MeV), 经具有大三轴形变的Rh核γ=28°),到Pd核中的稍小、但稳定于中等自旋到高自旋区的三轴形变(γ~41°,三轴形变极小增益为0.32 MeV),再经Ag核中的软度,最后到具有很小形变、但仍出现集体性质、包括软三轴形变的Cd核的过渡。对于Pd核转动带交叉系统性的研究揭示了其第一带交叉(νh_11/2)2 中子转动顺排的上行驱动,和第二带交叉(πg_9/2)2质子转动顺排的下行驱动效应,成功地解释了114Pd 中的三轴摆动运动,并给出了110-118Pd同位素链中理论早已预言、而比早期理论预言更为完整准确的形状渐进变迁和形状共存的图像。根据该核区的系统研究,发现最大三轴形变出现在112Ru,而在相邻的偶Z(Pd)同位素链,三轴形变极小的中心在114Pd, 两者均为N = 68。上述系统性研究沿相邻的Ru和Pd偶Z同位素链,在N =68同中素中鉴别出最大三轴形变,均比理论预言的108Ru 和110Pd 多4个中子。在Z值位于Ru (Z = 44) 之下的Zr (Z = 40), Nb (Z = 41), Mo (Z = 42) and Tc (Z = 43) 丰中子同位素中,Y和Zr核具有很强的轴对称四极形变,而在较重的Zr同位素中出现了自由度;较重的Nb核(A = 104~106) 基态具有中等程度的软三轴形变和强四极形变,随着自旋和激发能的增加,过渡到接近于轴对称的强四极形变;而较轻的Nb核(A≤103) 基态均接近轴对称形状;在Nb同位素链上基态由球形到强四极形变的形状突变发生在100Nb(N = 59),在100-106Nb同位素链中基态的软三轴形变随中子数增加而增加;在Nb核中还观察到关于软三轴形变的形状共存;Mo核具有大的三轴形变,观察到了振动和手征对称破缺;Tc核具有比最大值稍小的三轴形变,γ=26°,并观察到了手征对称破缺。质子数Z从41到48的A~(100~126)丰中子同位素,特别是Pd和Nb 同位素,呈现出关于三轴形变的过渡特征。This paper reviews the systematic investigations and understanding for the shape transitions and coexistence with regard to triaxial deformations in A s 100 to 126 neutron-rich Rh (Z = 45), Pd (Z = 46), Ag (Z = 47), Cd (Z = 48) and Zr (Z = 40), Nb (Z = 41), Mo (Z = 42), Tc (Z = 43) isotopes with Z beyond and below Ru (Z = 44), respectively, in Ru the maximal triaxial deformation having been predicted and deduced. The recent measurements and studies of prompt triple- and four-fold, γ-γ-γ and γ-γ-γ-γ, coincidence data from the spontaneous fission of 252Cf using Gammasphere have yielded considerable expansion and extension or first observation of the bands in Ru, Pd, Cd, and Nb isotopes,which provided important data for the studies of nuclear shapes in this region. Combined with previous investigations, recent systematic studies of the new data well reproduced by PES, TRS, PSM, CCCSM and SCTAC model calculations have traced shape changes along the isotonic and isotopic chains, respectively,and with changing excitations/spins as well, significantly expanding our knowledge of shape transitions/coexistence in nuclei.For the neutron-rich Ru and beyond, Rh, Pd, Ag and Cd isotopes, triaxial deformations γ= 28°,slightly smaller than the maximal value, were deduced in Rh (Z = 45) isotopes, with chiral symmetry breaking proposed in 103-106Rh; onset of wobbling motions were identified in 112Ru and 114Pd (N =68),and probably also in 114Ru (N =70); evolution from chiral symmetry breaking in 110,112Ru with maximal triaxial deformations to disturbed chirality in 112,114,116Pd with less pronounced triaxial deformations was proposed; rich nuclear structure was proposed in soft Ag isotopes with possible chiral doubling structure suggested in 104,105Ag, and softness towards triaxial deformation proposed in heavier 115,117Ag;quasi-particle couplings, quasi-rotations and soft triaxiality were suggested in Cd (Z =48) isotopes with small deformations; onset of collectivity was recently suggested in 122,124,126Cd in the vicinity of Z =50 and N = 82 closed shells by studies of Coulomb excitations; shape evolutions from maximal triaxial deformations in Ru (γ=30°, with triaxial minimum energy gain of 0.67 MeV), through Rh with large triaxial deformations ( γ=28°), to less pronounced triaxiality in Pd (with triaxial minimum energy gain of 0.32 MeV), then soft triaxiality in Ag, and finally to slightly deformed Cd isotopes but with emergence of collectivity and soft triaxiality were proposed. The systematic studies of the band crossings in Pd revealed up-rising drivings of the first band crossings caused by (νh_11/2)2 and down-sloping drivings of the second band crossings by (πg_9/2)2, explained the onset of wobbling motions in 114Pd,and showed a long-sought picture of shape evolution and coexistence in the Pd isotopic chain which is more complete but complex than earlier predictions. Based on the systematic studies in the mass region,maximal triaxial deformation is found to be reached in 112Ru and less-pronounced triaxiality centered at 114Pd, both for N =68, four neutrons more than predicted in earlier theoretical calculations.In the neutron-rich Zr (Z =40), Nb (Z =41), Mo (Z =42) and Tc (Z =43) isotopes with Z just below Ru, large quadrupole deformations of axially symmetric shapes were deduced in Y and Zr isotopes, with emergence of the degree of freedom having been suggested for heavier Zr isotopes; medium triaxial deformations were deduced for the ground states of heavier (A > 104) Nb isotopes, and, with increasing excitations and spins, evolution from medium triaxial deformations with strong quadrupole deformations at ground states to nearly axially-symmetric shapes were deduced; light Nb isotopes (A6103) have near axially-symmetric shapes with strong quadrupole deformations; combining with the identification of onset of strong quadrupole deformation at 100Nb in the Nb isotopic chain, an increase of soft triaxiality with increasing neutron number was proposed in 100-106Nb. Shape coexistence with regard to soft triaxiality is also proposed in Nb isotopes; large triaxial deformations, vibrations and chiral doublets were proposed in Mo isotopes; chiral doubling and large triaxial deformations (γ ~26°) slightly smaller than the maximal triaxiality were suggested in Tc isotopes.The neutron-rich nuclei with Z ranging from 41 through 48 and A ~100 to 126, especially the Pd and Nb isotopes are thus found to be transitional nuclei with regard to triaxiality.     

N=Z原子核~(64)Ge可能存在的三轴形变

为寻找核态可能存在的三轴形变,用对力-形变-转动频率自洽推转壳模型对锗和硒同位素进行了总转动能面计算.计算是在四极形变(β_2,γ)网格中进行的,且十六极形变β_4可变.在锗同位素中发现了由64Ge的三轴、~(66)Ge的扁椭、再经三轴、向长椭形变的形状相变.一般来说Ge和Se同位素具有γ软性形状,导致了显著的动力学三轴效应,计算中没有证据表明存在基态下的刚性三轴性.在~(64,74)Ge中发现基态和集体转动态下γ=-30°的三轴形变,这是三轴形变的极限.本文重点讨论N=Z核~(64)Ge可能存在的三轴形变,给出了基于唯象Woods-Saxon势下的单粒子能级信息,并对N=Z核~(64)Ge三轴形变的产生机理进行了讨论.     

A=135核区近N=82满壳附近核的集体带结构研究

通过重离子核反应与在束γ谱的实验技术, 对A=135核区近N=82满壳附近的奇A核¹³⁷La与奇奇核¹³⁸Pr的高自旋态结构进行了研究,所用核反应分别为¹³⁰Te(¹¹B,4n)与¹²⁸Te(¹⁴N,4n). 实验结果扩展了这两个核的能级纲图. 在¹³⁷La中, 新识别了4个集体转动带, 其中, 近晕带的转动带为弱的长椭形变, 而另一集体带为扁椭形变; 在¹³⁸Pr中, 观测到6个集体带, 其晕带也为弱的长椭形变, 其余5个集体带(其中有两个为我们新识别的)均为为扁椭形变. 对这些集体带的结构特性, 如signature反转、组态起源等进行了讨论.     

外来核

原子核是由两种核子,带电的质子和不带电的中子组成的。有两种力作用在原子核上:核子间的吸引核力和质子之间的静电排斥力。核内的质子数被称为原子序数(Z)。这个数也确定了核外的电子数和原子的化学性质,元素由原子序数不同而区分。中子数由N 表示,质量数A 为核内粒子数Z+N 的总和。在核素图中(图1)可以看到,在轻的稳定核中质子和中子是以一对一的比例相混合的。     

关于核相的分析和核相图

本文讨论了原子核内单粒子能级与两类残余相互作用,(长程的四极—四极相互作用与短程的成对相互作用)之间的相互交织所导致的相变。类比于普通空间中对I～ω关系的分析,进行了规范空间中N～λ_n(或Z～λ_p)关系的分析。并进一步深入探讨了这两类分析各自的特点。综合从这两个侧面所获得的知识,可以达到关于核相变的更全面的理解,建立起一个核相图。于是核结构的相特征随着核子数(N或Z)及自旋的变化规律就可以通过这样的核相图而显示出它的全貌。这样的思想和分析方法近两年来引起了国际高自旋界的较大兴趣。     

中能区类弹碎片中质比的靶核相关性

基于实验测量并结合模型分析,讨论了中能区重离子周边碰撞过程中出射的类弹碎片(PLF)的中质比(N/Z)与靶核N/Z相关现象的产生原因.     

关于核相的分析和核相图

本文讨论了原子核内单粒子能级与两类残余相互作用,(长程的四极—四极相互作用与短程的成对相互作用)之间的相互交织所导致的相变。类比于普通空间中对I～ω关系的分析,进行了规范空间中N～λ_n(或Z～λ_p)关系的分析。并进一步深入探讨了这两类分析各自的特点。综合从这两个侧面所获得的知识,可以达到关于核相变的更全面的理解,建立起一个核相图。于是核结构的相特征随着核子数(N或Z)及自旋的变化规律就可以通过这样的核相图而显示出它的全貌。这样的思想和分析方法近两年来引起了国际高自旋界的较大兴趣。     

原子核的配对壳模型数值计算(Ⅱ)

在配对壳模型内做SD子空间截断,选BCS对为S对,D对通过D=[S,Q]获得. 通过计算Z,Nε[50,82]区域的几个核,研究了单粒子能量和反常宇称态对于低能集体态的影响.     

(n,p)激发函数一种新的半经验计算方法

基于核反应蒸发模型和预平衡激子模型,在一些近似条件下得到了入射能量小于20MeV的(n,p)的激发函数解析半经验表达式,靶核在23≤A≤209的范围内,利用大量(n,p)反应的截面实验数据对可调参数进行了研究,得到了参数对靶核的N和Z以及中子入射能量的依赖关系,对得到的参数做了定性的解释,利用普适参数对(n,p)反应的激发函数做了预言,预言值在其误差范围内与实验数据一致。     

A≈180质量区偶偶核形状相变研究

采用E-GOS方法对质子数在Z=72-78区的偶偶原子核170-184 Hf,170-184W,170-192Os和176-192Pt的集体运动模式和形状相变进行了研究.结果表明,170-184 Hf和170-184 W同位素核的低自旋态趋于SU(3)极限,176-192Pt和170-174Os同位素核是O(6)→U(5)的过渡核,并且基本上都存在角动量驱动的形状相变.     

欧洲新的放射性核研究装置

稳定的原子核中的质子数Z与中子数N有着一定的比例,那些N/Z与稳定核相差很大的核(具有很多过剩的中子或质子)称为N/Z处于极端条件下的核。这些核是不稳定的,将通过发射正电子或电子而衰变。各种核中过剩中子或质子的数目有一极限值,超过这一极限,原子核不能存在。由于极端条件下的核的寿命很短,生成的截面又很低,需要特殊的设备———放射性核束装置来进行研究。最近欧洲德国重离子研究所GSI的FAIR计划和法国国家大型重离子加速器装置(GANIL)的SPIRAL2计划获得批准。SPIRAL2的主要目的是探索具有过剩的中子或质子的原子核存在的…     

原子核的极限状态研究

本文基于86年费米能区重离子碰撞国际会议,介绍了当今实验研究原子核极限状态的现状。这些核与核相碰的速度接近或大于核子在核中的平均费米速度,就有可能研究核对另一核阻止的限度(最大线性动量转移限)、核的最高温度限度以及产生边缘核的限度(N/Z 比的限)。这些限度量度了原子核的最大约束力。超过这些限度,核会发生散裂或粒子不稳定态,使之变成较小的一个或几个核来退激那多余的动量、温度和N/Z 比。上述宏观速度接近微观速度,在擦边碰撞的转移反应中,明显地观察到速度效应和单步反应过程。     

核运动中的某些集体观察量

在低能核结构研究中,电四极跃迁的B(E2,)值和基态带的态与态能量比值R常被用来衡量核的集体运动属性.本文通过标准的位能面计算,系统地探讨了这些量与核形变参数间的关系.指出B(E2,)值主要取决于核的平衡(静态)形变,目前的Nilsson-Strutinsky-BCS方法可以良好地求得从Z=30到锕系区偶-偶核的合理的形变值,而能量比值R则反映的是位能面的整体结构,例如硬度及非谐和性等.     

基于原子核密度的核电荷半径新关系

从核质量出发系统地研究核电荷半径,进而得到核电荷半径的计算值和预言值.运用AME2020数据库结合CR2013数据库得到已知质量且已知半径的原子核(Z,N≥8) 884个,计算得到884个原子核密度.研究原子核密度得到常参数经验公式,利用此经验公式结合AME2020数据库得到核电荷半径的计算值与实验值之间的均方根误差σ=0.093 fm.考虑到中子数对原子核密度的影响,添加了中子因子1/N进行修正,均方根误差减少为0.047 fm.再添加中子壳层效应进行修正,均方根误差减小至0.034 fm.基于修正后的经验公式结合AME2020数据库得到Z,N≥8的1573个核电荷半径预言值,其中一些预言值与近些年测得实验值的对比结果说明利用此关系得到的预言值具有一定的意义.此外,剔除一些特殊的壳层后,剩余791个核电荷半径常参数经验公式计算值的均方根误差为σ=0.063 fm,修正后降至σ=0.032 fm.研究结果表明本文提出的核电荷半径关系具有一定的简便性和可靠性,可以与A^1/3律和Z^1/3律修正后的全局核电荷半径关系相媲美.最后,本文又引入Leve...