慢中子相关的新物理

在2013年3月出版的Physics Today杂志上刊登了美国印第安纳大学Michael Snow教授撰写的题为《慢中子奇异物理学》的文章,介绍了最近在世界范围内利用慢中子开展的高灵敏度实验.现介绍如下: 很少有科学家直接关注中子.中子不带电,在原子核中受强相互作用的束缚.除裂变等少数核过程之外,中子基本上没有影响.虽然,作为一种灵敏的无损探针,中子常用于测量凝聚态物理等领域中物质的微观结构和磁化性质.然而,在这些研究中,人们感兴趣的只是样本的动力学性质,而非中子本身.     

辐照与食品

虽然有人在担忧辐照食品的安全问题,但尚无研究表明能有效杀灭病原体的辐射剂量会对人类的身体健康产生危害．     

WLW原子核质量模型在γ过程研究中的应用

本工作利用最近提出的WLW宏观-微观原子核质量模型,在经典r过程框架下很好地描述了太阳系r过程核素丰度分布.与常用的FRDM质量模型相比,新计算更好地再现了A≈135和A≈180质量区的太阳系r过程核素丰度,尤其避免了其他相似计算中A=135附近出现的与观测不符的丰度峰问题.分析表明,这种差异可能暗示WLW更为合理地处理了壳结构和对称能.     

分布式电源对配电网的影响及其接入位置的选取

随着能源与环境的压力日益增大,引起了世界各国对环境保护和节能减排的高度重视,分布式电源得以快速的发展。DG并入配电系统,具有调节电网峰谷差值、储能、节省投资、为重要负荷提供不间断供电等一系列优点。然而,分布式电源的接入改变了配电网的结构,会对所运行的配电网产生一系列的影响。本文结合网络重构方法,采用粒子群算法,并以配电网IEEE33节点进行分布式电源的接入位置及其容量的分析,得到分布式电源接入的最优解,并对优化配电网接入分布式电源提出一定的参考意义。     

不稳定原子核β衰变强度的实验测量方法

原子核的β衰变是指原子核放射出β粒子或俘获电子而进行的转变。对β衰变强度S_β(E)的精确测量，对探索不稳定原子核的结构、揭秘恒星核合成过程、验证β衰变理论等方面均存在着重要意义。实验上，为了测量β衰变强度，一种方法是利用β-γ符合测量或者全吸收谱仪对β衰变产物进行直接测量，这种方法可以给出子核在Q_β窗口内的衰变信息。另一种方法是利用在中等能区(100~400 MeV/u)进行的电荷交换反应，如(p,n)或(3He,t)，通过微分截面的高精度测量获得子核的β衰变强度，这种方法可以用于研究子核在Q_β窗外的衰变强度，但是对束流强度有较高的要求，尚无法系统研究产额较低的不稳定原子核。有鉴于此，本文提出对不稳定核素的电荷交换反应总截面进行系统测量，结合核反应理论，这种方法有望约束不稳定核素在质子发射阈下的Gamow-Teller跃迁的总强度。最后简要介绍了已开展和计划开展的工作。     

北航沙河校区土壤中40 K、238 U、232 Th相对含量的实验测量

环境中天然伽马射线主要来源于⁴⁰K以及钍系、铀系和锕系.通过探测伽马射线来识别放射性核素并得到它们的相对含量,是核科学与核技术中的一个重要方法.利用高分辨的高纯锗探测器,北航以及国内部分高校已开设了鉴别环境中放射性核素的实验.在此基础上,本文进一步利用特征γ射线与递次衰变规律,对北航沙河校区土壤中的⁴⁰K、²³⁸U和²³²Th的相对含量进行了测量,结果与普查数据一致.     

Identification of Time-of-Flight spectra for Isochronous Mass Measurements

The Isochronous Mass Spectrometry (IMS) developed at GSI is a very effcient method for direct mass measurements of short-lived nuclides. By taking a recent IMS experiment as an example, the identification procedure of the Time-of-Flight (TOF) spectrum measured in this experiment is discussed.     

宇宙核时钟不确定度的研究

基于经典快过程理论模型, 研究了原子核物理输入量的不确定性对Th/U, Th/Hf, Th/Eu, Th/Os, Th/Ir等核时钟估算宇宙年龄的影响. 其中利用蒙特卡罗模拟方法, 计算了不同质量模型下由单中子分离能引起的不确定性.结果表明, Th/U核时钟由原子核质量不确定性引起的误差大约为1.66 Ga, 比其他核时钟小2 Ga以上.对 Th/Eu, Th/Os和Th/Ir核时钟, 该误差分别为5.15, 3.93和3.95 Ga.由于Th/Hf核时钟受质量模型影响太大, 而Th/Os和Th/Ir的计算结果又明显偏大, 因此在年龄计算中都需谨慎使用.综合考虑原子核物理输入量和天文观测带来的误差, 利用Th/U核时钟估算的宇宙年龄为14.1± 3.8 Ga.     

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.     

基于RIBLL2的奇特原子核电荷改变截面实验测量进展

电荷半径是原子核最基本的物理观测量之一,反映了原子核内的质子分布。精确的电荷半径测量是研究奇特原子核结构的重要手段。在相对论能区,通过高精度测量原子核的电荷改变截面来提取电荷半径是近年来发展起来的一种新方法,这种方法尤其适于探索产额很低的奇特原子核。自2013年以来,北京航空航天大学-中国科学院近代物理研究所课题组基于兰州第二条次级束流线（RIBLL2）,提出并建成原子核电荷改变截面测量平台,研制了相关的TOF-△E探测器系统,开展了轻核区二十余个原子核的电荷改变截面的实验测量工作。介绍了实验平台研制情况、初步结果以及下一步计划。Charge radius is one of the most fundamental observables of atomic nuclei, reflecting the proton distributions in nuclei. Their precision measurements have severed as a key tool to study nuclear structure. Recently, a novel method to deduce charge radii has been developed via precise measurements of charge-changing cross sections(CCCS) of exotic nuclei at relativistic energies. This method is in particular suitable for investigation of exotic nuclei with low production yield. In 2013, we proposed to make such measurements for exotic nuclei lighter than oxygen based on the RIBLL2 beam line. Since then, the TOF-△E detector system for particleidentification(PID) and the CCCS platform have been constructed, continuously optimized and tested. So far CCCS measurements on a carbon target have been performed for more than 20 isotopes. In this contribution, we will introduce the progress of detector development, the progress in PID, and our experimental progress and plan.