原子核质量精密测量的研究进展

原子核质量的精密测量是原子核物理学的重要课题之一,它对探索奇特原子核的结构和性质、重元素核合成之谜等均具有重大意义.文章简要介绍了原子核质量高精度测量的两个主要设备——储存环和潘宁阱,并回顾了近年来原子核质量精密测量在核结构、元素核合成、新同核异能素等领域中的研究亮点,探讨原子核质量测量的发展趋势.     

原子核的结团性质

原子核结团现象是原子核运动中普遍存在的现象。本文评述了原子核结团模型研究的进展和结团思想在核结构性质、核衰变、核反应方面引人注目的发展。     

核数据研究及应用的进展与展望

核数据包括核反应数据与核结构及放射性衰变数据。核反应数据是描述入射粒子与原子核发生相互作用的数据，核结构数据是反映核素自身基本性质方面的数据。核数据是核能利用、核工程建设、核技术应用以及核物理基础研究等方面不可缺少的基础数据，在核医学、材料分析、资源勘探、环境监测、宇航技术以及核天体物理研究领域也有着广泛的应用。本文简要介绍了核数据的种类、产生及应用，评述了国际核数据研究与应用现状以及发展动态、我国核数据研究现状及存在的问题，并对我国核数据工作未来发展方向提出了几点建议。     

核结构研究的几个里程碑与中国核结构研究20年

原子核物理学已成为人类社会发展中不可或缺的重要组成部分. 人们对于核结构的认识, 有如下几个里程碑: 原子核的发现, 原子核的组成及其粗块性质, 原子核壳结构, 形变与集体运动(转动与振动), 对关联与超导性, 高自旋态, 奇异变形核态, 奇特原子核, 超重原子核等. 经过几代人的努力, 中国的原子核结构研究也经历了从无到有、从弱到强的发展历程. 特别是近二十年以来, 中国核结构领域在人才培养、学科地位、文章发表、学术会议等国际舞台都有一席之地, 做出了一些原创性的成果. 本文将扼要介绍20年来中国核结构研究的成果.     

核结构数据评价国际协作网简介

国际协作网的形成和发展核结构和衰变数据(简称核结构数据)是原子核物理基础研究、核技术应用研究和核能发展研究的重要、最基本的核数据。因此,它受到核物理学家.核技术应用专家和核能工程专家及有关部门的重视。     

远离稳定线丰中子核素的合成和研究

远离稳定线丰中子核素的合成和其衰变性质及核结构研究在过去几年中得到了迅速的发展，已成为原子核物理最为活跃的前沿领域之一。本文综述各质量区丰中子远离核的生成和鉴别，重点讨论丰中子远离核奇异衰变性质和核结构研究的重要进展，并简要介绍丰中子远离核研究在天文物理学中的重要作用。     

原子核的结团性质

原子核结团现象是原子核运动中普遍存在的现象,本文评述了原子核结团模型研究的进展和结团思想在核结构性质、核衰变、核反应方面引人注目的发展． Clustering phenomena exist in all the field of the nucleus. In this paper the development of the cluster model and its use in nuclear structure, nuclear radioactivity, and nuclear reactions are described.     

用激光测量单个晕核半径

原子核内中子、质子的密度分布是决定核势、单粒子轨道等核性质的重要物理量.核子密度分布的实验和理论研究提供了重要而基础的核结构知识.     

镁，镍同位素中高能中子-质子数据计算评价

工作采用核结构与核反应相结合的技术方法，在处理核子同原子核的碰撞过程时，仔细了考虑核的能级结构、集体运动和形变激发模式，把原子核的结构信息充分地考虑进去，可在统一的框架内同时自恰地解释集体能级结构和散射数据，以保证物理上更加自恰合理，并给出较高置信度的中子一质子数据。     

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。     

极端条件下原子核性质的研究

近几年来，北京大学重离子物理研究所低能核物理研究组，对极端条件下原子核性质研究取得了一些成果，其中包括原子核的高自旋态，超形变带及远高β稳定线核的性质。     

原子核物理中的协变密度泛函理论

文章介绍了原子核协变密度泛函理论的历史发展、理论框架、对原子核基态和激发态的描述以及在一些交叉学科领域的应用。首先,通过回顾原子核物理研究中的几个重要里程碑并结合二十一世纪原子核物理面临的机遇和挑战,对当前核物理的研究热点和重要课题进行了介绍。随后系统介绍了原子核协变密度泛函理论,内容包括协变密度泛函理论的历史发展、一般理论公式、介子交换模型、点耦合模型、交换项、张量相互作用、物理观测量的计算公式等。协变密度泛函理论的应用包括原子核基态性质和激发态性质的描述以及在核天体物理与标准模型检验中的应用。其中,基态性质包括原子核结合能、半径、单粒子能级、共振态、磁矩、晕现象等。激发态性质包括原子核磁转动、低激发态性质、集体转动、量子相变、集体振动等。在核天体物理与标准模型检验的应用中,主要以核纪年法测算宇宙年龄和Cabibbo-Kobayashi-Maskawa矩阵的幺正性检验等为例,介绍协变密度泛函理论在交叉学科领域的应用。     

用于核物理研究的精密激光谱技术的发展和展望

原子核基本性质（自旋、质量、寿命、磁矩、电四极矩和电荷半径等）与原子核的内在结构密切相关,是检验和发展原子核理论模型的重要依据。实验上可以通过多学科交叉的精密激光谱技术测量原子核外电子的超精细结构和同位素移位,来模型独立地提取原子核的自旋、磁矩、电四极矩和电荷均方根半径等多个核物理参量。这些基本性质的系统测量可以用于探索不稳定原子核中展现出来的新奇的物理现象与规律。近年来,为了测量产额更低的丰中子核的基本性质,激光谱技术不断更新和发展,以实现高分辨、高效率测量。本文详细介绍了激光谱测量的基本原理以及由此发展起来的用于不稳定原子核结构研究的各类互补的激光谱学技术,如共线激光谱（高分辨率低灵敏度）、在源激光谱（高灵敏度低分辨率）、共线共振电离谱（高分辨率高灵敏度）等激光谱技术,以及在不同核区的测量优势和局限。最后结合我国正在发展和规划中的新一代放射性核束装置,讨论精密激光谱技术在国内的发展以及在核物理研究中的应用。     

超重核性质与合成机制的理论研究

探索原子核的电荷与质量极限,合成长寿命超重核是当前原子核物理研究的重要前沿问题之一。本文综述了我们近几年在超重原子核结构性质与合成机制方面取得的理论研究进展。在结构性质方面,利用处理对关联的粒子数守恒方法,基于推转壳模型,系统研究了锕系核与超镄核低激发谱,发展了多维形状约束的协变密度泛函理论并用于研究锕系核势能面和裂变位垒以及N=150同中子素中的非轴对称八极关联等。在超重核合成机制方面,系统研究了利用重离子熔合反应合成超重核的三步过程,包括俘获过程——提出了一个位垒穿透概率新公式、熔合过程——提出了一个基于动力学形变势能面的双核模型、存活过程——系统研究了激发态超重复合核存活概率等。系统研究了合成超重核的热熔合反应,得到的熔合蒸发截面与实验符合,并预言了合成119和120号超重元素的生成截面。     

核素图评述与新设计

核素图是原子核科学与技术领域基本的工具之一。基于原子核基本性质实验数据评估(The NUBASE2020 evaluation of nuclear physics properties)的公开数据制作了核素图,用颜色和文字展示了目前已知的基态原子核性质,包括同位素丰度、放射性衰变类型、半衰期、质量误差等实验信息。本工作评述了核素图数据可视化的最新进展,简述了核素版图的拓展历史和德国卡尔斯鲁厄核素图的发行历史,介绍了新版核素图的设计细节和未来展望,推荐了免费以及开源的核素图绘制程序。同时,还设计了印刷版核素图,计划随AME和NUBASE新版本发行同步更新,使它们成为展示NUBASE数据库简明信息的常规媒介。     

中能原子核反应

一、引言研究原子核反应的目的主要是为核能(包括裂变能及聚变能)的利用提供数据,如反应热、反应全截面及部分截面等等。在学科研究方面,可以通过核反应来研究核结构及核反应机制。通过测量核自旋、磁矩及电四极矩等,可以了解核的某些静态特征;研究核衰变就能了解核能极的性质。但是原子核反应的方法比核衰变的方法有许多优越的地方。在核反应中,使用能量较高的核弹来轰击靶核可以研究高激发态的核能极性质。例如,通过La~(141)的β衰变并测量相应的退激γ射线,可以定出Cc~(141)核的一个1.35MeV的激发态;而通过Ce~(141)的(d,p)反应却可以定出Ce~(141)的七个激发态的位置及相     

Bi同位素链上原子核α衰变性质的理论研究

采用结团模型(clustermodel)计算了从10752Te到292116共443个核素α衰变的半衰期,所得结果与实验值符合得很好,显示了结团模型可以成功地应用于研究原子核α衰变的性质。同时研究了Bi同位素链上奇A核α衰变的半衰期,计算结果与已有的实验值的偏差一般在3倍以内,进而对实验上未知α衰变半衰期的原子核的性质进行了预言。这有助于将来在实验室探测与鉴别这些原子核以及研究它们的α衰变性质。理论与实验的比较将加深人们对原子核结构的认识。     

原子核中新的有效相互作用、新对称性及奇特核态

总结了近年来对奇特核和极端条件下核物质的研究结果,包括原子核的新有效相互作用、新对称性及奇特性质.在相对论平均场理论中,发现了反核子谱中的自旋对称性,提出了包含微观质心修正的新相互作用PK1,PK1r和PKDD?.这些新相互作用不但可以很好地描述核物质与中子星,还可以很好地给出靠近或远离β稳定线的原子核性质,包括中子滴线核与超核中的晕和巨晕现象.     

第一性原理无核芯壳模型计算原子核谱因子

原子核谱因子表征原子核单粒子轨道的性质以及占据数等信息,是联系核结构、核反应与核天体物理的重要物理量。 对于原子核谱因子的计算强烈依赖于理论模型得到的原子核多体波函数,在实际计算中通常选用普通壳模型。随着计算机性能的提高以及核多体方法的发展,第一性原理方法被应用于研究原子核性质,并取得巨大成功。 本工作基于现实两体相互作用,利用第一性原理无核芯壳模型计算较轻原子核谱因子。首先,计算了$A =6$和$7$原子核的低激发态能量,考察第一性原理无核芯壳模型对能量计算的收敛性,并比较普通壳模型与第一性原理无核芯壳模型对于$A =6$和$7$能谱的描述。结果表明,无核芯壳模型计算结果与实验符合较好,可以很好地描述结合能和激发谱性质。 然后,利用无核芯壳模型系统计算了$^{7}{\rm{Li}}$与 $^7{\rm{Be}}$镜像核叠积函数与谱因子,并分析谱因子计算的收敛性。结果显示,谱因子随着模型空间的增大收敛较慢,对于$^{7}{\rm{Li}} $,无核芯壳模型计算的谱因子同最新实验值符合得很好。最后,采用无核芯壳模型系统计算$A =6,\, 7$和$8$原子核低激发谱能量与谱因子,为核反应与核天体研究提供必要的输入量。     

反转岛附近原子核奇特性质研究进展

反转岛附近原子核奇特性质的研究是当前核物理研究的热点。 首先简要回顾和介绍了反转岛附近原子核奇特性质的实验进展, 然后介绍了对这些奇特核性质的理论研究进展。 主要包括相对论平均场模型、 壳模型、 Hartree Fock模型和宏观 微观模型在该区域的发展和研究结果。 重点介绍了宏观 微观模型在反转岛附近原子核奇特性质研究中的进展。 此外, 还分析和比较了各种理论模型在描述反转岛附近原子核性质上取得的成功和模型之间的差异。