合成和研究滴线区新核素β延发质子先驱核121Ce

利用³²S束轰击⁹²Mo靶,熔合蒸发3n反应合成了¹²¹Ce.藉助于具有γ(X)-p-t符合测量的氦喷嘴反冲快速带传输系统进行分离和鉴别.实验定出¹²¹)Ce的半衰期为(1.1±0.1)s,观测到了¹²¹Ce的延发质子谱并近似估计了延发质子分支比为(1.0±0.5)%.     

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.     

20Naβ延迟α衰变研究的新结果

以25及35.5MeV质子轰击氖靶,对²⁰Na的β延迟α衰变作了重新研究.实验中使用了以气体电离室作为ΔE探测器的新型粒子望远镜系统,在所测带电粒子谱的0.695MeV及0.907MeV处,首次观察到两个新峰.根据粒子鉴别、分支比和寿命测量,确信它们是来自²⁰Na的低能β延迟α衰变,由此修改了²⁰Na的衰变纲图和低激发态纲图,并讨论了它在天体物理研究中的意义.     

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.     

对69Krβ延迟质子衰变的观察

通过对³²S+Ca反应中衰变质子谱的观测,发现了一组新的质子谱线,其能量为(4.07±0.05)MeV,对应的衰期为(32±10)ms,经反应道分析及与理论预言比较,确定该质子活性来源于⁴⁰Ca(³²S,3n)反应产生的⁶⁹Kr的β延迟质子衰变,它相应于由⁶⁹Br中的T=3/2同位旋相似态到⁶⁸Se基态的质子跃迁.基于测量结果与库仑位移能计算,得到⁶⁹Kr的质量剩余为(－32.15±0.30)MeV,并提出了⁶⁹Kr的部分衰变纲图.     

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.     

β延迟质子发射先驱核87Mo

实验利用p-γ符合测量技术研究了⁸⁷Mo的衰变,发现⁸⁷Mo β延迟发射的质子布居到86Zr的第一(2⁺)、(4⁺)和(6⁺)激发态的强度仅为总的延发质子衰变强度的(11±6)%、(2±1)%和(2±1)%,以此修正了前人的结果.     

质子滴线附近的β缓发质子衰变

简要回顾了实验小组在过去8年中获得的实验结果, 即采用氦喷嘴快速带传输系统 +“p-γ”符合方法, 在稀土区质子滴线附近首次观测了9种新核素的β缓发质子衰变, 在A=90核区的N=Z线附近获得了5种核素的β缓发质子衰变的新数据. 并把这14种核素的半衰期, 自旋宇称, 形变以及生成反应截面的实验值与流行的核模型理论预言进行了系统地对比讨论. 从中看出:(1)⁸⁵Mo, ⁹²Rh以及“等待点”核⁸⁹Ru和⁹³Pd半衰期的实验值比近期Moller等人的宏观-微观理论预言值[At. Data Nucl Data Tables, 66, 131(1997)]长5—10倍, 因而明显地影响天体rp过程生成的核素丰度;(2)实验指认的质子滴线核¹⁴²Ho和¹²⁸Pm的自旋宇称与流行理论预言不符, 但用Woods-Saxon-Strutinsky方法可以计算得到相符的位能面;(3)实验估计的9种稀土核的生成截面比通用的Alice和HIVAP程序的计算值要小1—2个数量级.     

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^－.     

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⁺.     

在20Na β延迟α衰变中观察到的新衰变道

用高能物理研究所直线加速器提供的35.5MeV质子轰击浓缩氖靶,得到了²⁰Na的β延迟α衰变谱,在谱中0.78MeV处观察到一个新峰,由粒子鉴别、粒子能谱和寿命测量确信,它是来自²⁰Na的β延迟α衰变中首次被观察到的低能α衰变道.     

合成和研究稀土区质子滴线附近的6种新核素

利用兰州重离子加速装置(HIRFL)的SFC加速器引出的能量为165—180MeV的³⁶Ar重离子束,分别轰击⁹²Mo、⁹⁶Ru和¹⁰⁶Cd缺中子同位位素靶,产生了稀土区质子滴线附近的新核素¹²⁵Nd、¹²⁸Pm、¹²⁹Sm、¹³⁷Gd、¹³⁹Dy和¹³⁹Tb.借助高灵敏度的氦喷嘴快速带传输系统和“p–γ”或“X–γ”符合测量方法对它们进行了分离鉴别,确定它们的半衰期分别为(0.60±0.15)s,(1.0±0.3)s,(0.55±0.10)s,(2.2±0.2)s,(0.6±0.2)s和(1.6±0.2)s,并测量了¹²⁵Nd、¹²⁸Pm、¹²⁹Sm、¹³⁷Gd和¹³⁹Dy的β延发质子能谱,指认了能量为109.0和119.7keV的两条γ射线属于¹³⁹Tb的EC/β+衰变.     

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.     

P同位素的质子滴线核研究

研究了在相对论平均场近似下P同位素的滴线核的性质,首先在理论上探讨了25P作为P的滴线核存在的可能性及其可能具有的质子晕结构,然后给出了在兰州放射性束流装置上25P的实验鉴别结果. Great progress was made on the study of P isotope both in theory and in experiments, but the final conclusion about the dripline of P isotope has not been made. In this article the properties of P isotope was studied in the frame work of relativistic mean field (RMF). First the probability of 25P as the dripline nuclei of P isotope and the proton halo structure of 25P was discussed, and then the RIBLL experiental result of 25P is presented.     

质子滴线核8B的实验研究进展

质子滴线核8B的最后一个质子的分离能只有0.137 5 MeV,被认为是最有可能具有质子晕结构的候选核之一,对其反应机制和奇特结构的研究吸引了人们的关注。针对8B的奇特结构和反应机制研究是一个非常有趣的课题,研究人员在包括反应截面、碎裂产物动量分布宽度、电四极矩、熔合截面及弹性散射等方面开展了大量的工作。但是8B的研究至今仍不够充分,需要从理论和实验上对其进行更深入的研究。     

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。     

近质子滴线核28S的β 延迟γ 衰变研究

在兰州重离子研究装置上,依托兰州放射性束流线,产生、分离和鉴别了同位旋第三分量TZ=?2的近质子滴线核28 S,并通过使用包括双面硅条探测器和高纯锗探测器在内的探测阵列,开展了28 S的β延迟γ衰变测量.实验准确测量了28 S衰变中的5条β延迟γ射线,得到了子核28 P相应能级的能量.首次提取出了β衰变布居到28P低激...     

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.     

丰中子核18N的β衰变研究

用壳模型方法研究了丰中子核¹⁸N的β衰变. 在psd模型空间使用不同的相互作用进行理论计算, 对不同相互作用得到的B(GT)值进行对比和讨论, 给出了最吻合的计算结果. 讨论了¹⁸N核的Gamow-Teller型衰变的特性, 理论计算对近期的实验观测给出了合理的解释: 粒子的激发主要存在于psd空间; 另外预言出9.5MeV附近存在一个B(GT)峰值, 这些计算对氮同位素的β衰变的实验研究将很有意义.