原子核质量模型的检验

基于AME2016发布的基态原子核质量数据,分别从模型的精度及实验预言的中子新幻数两方面系统比较分析了八个普适核质量模型的可靠性及预言能力.分区系统的计算了八个核质量模型预言的核质量均方根偏差,分析发现对现有实验数据精确度较好的是Bhagwat和WS4两个模型.通过分析中子壳能隙随中子数的变化趋势发现KTUY, WS3和WS4三个模型可以较好地再现中子新幻数N=32引起的突变行为,预言了在Cl和Ar同位素链中N=32极有可能是新的幻数.通过分析超重区域a衰变能随中子数的变化趋势发现FRDM12, WS3和WS4三个模型均可以较好地再现N=152, 162的子壳现象,且预言了对于质子数Z=108—114同位素链在N=184处原子核的寿命相对较长.     

探测铅核的中子皮

在示意图中,用一个球中随机放置的彩球描绘核中的质子和中子.实际上,重核中的中子多于质子,中子被向外排斥.在重核的最外层,中子形成一层薄的"皮".最近,在美国弗吉尼亚的托马斯·杰弗逊国家加速器装置上的铅半径实验(PREX)合作组确定了铅-208中子皮的厚度,铅-208是中子比质子多44个的稳定同位素.这项工作研究的问题与...     

Z=50—71核质量与核形状跃变

对Johansson质量公式的某些参数及β方程进行修改;在50≤Z≤71区域,计算了640个原子核的质量和双中子分离能.理论值与实验值相比,方均根误差分别为0.827MeV和0.406MeV.双中子分离能理论曲线很好地重现了N=82的中子满壳层效应和N>90时原子核发生大形变的特性.     

低能重离子碰撞过程中的壳效应

利用耗散动力学方程与主方程耦合求解并在考虑壳修正的情况下计算了单闭壳原子核碰撞系统和非满壳原子核碰撞系统的电荷、质量的一次矩、二次矩和中子质子关联函数.对于两类不同的碰撞系统而言,电荷、质量的二次矩和中子质子关联函数均存在系统而明显的差别.将理论计算结果与实验值比较,基本一致.表明壳效应对于低能重离子碰撞中的电荷、质量二次矩和中子质子关联函数的影响是明显的.     

中子晕核引起核反应中的同位旋效应

利用同位旋相关的量子分子动力学(IQMD)对中子晕核，⁸He和¹⁰He引起核反应中重要的同位旋效应和松散的中子晕结构影响的平均特征进行了研究.因为IQMD中的互作用势和介质中核子-核子碰撞截面灵敏地依赖于碰撞系统的密度分布.而扩展的中子晕密度分布包含了中子晕核的同位旋效应和松散的中子晕结构的平均特征，从而将这些信息通过动力学碰撞带入到反应机理中. 为了清楚地鉴别中子晕核带入反应机理重要的同位旋效应和松散中子晕结构的影响，通过比较中子晕核和相等质量稳定弹核在相同入射道条件下，所得物理观测量之间的差别加以确定.计算结果确实发现具有初始晕核信息的中子扩展密度分布将重要的同位旋效应和松散中子晕结构带入到各种物理观测量中.例如与相等质量稳定相比，中子晕核的晕特征引起了原子核阻止的降低；并明显地增加了核子发射中子-质子比和同位旋分馏比. 关键词： 中子晕核 原子核阻止 核子发射中子-质子比 同位旋分馏比     

一些近期发现的同核异能态的壳模型解释

近期,在101In、123,125Ag和218Pa等核中,首次观测到同核异能态。本工作通过原子核壳模型解释In、Ag同位素和$N\!=\!127$同中素中的这些同核异能态及相关的同核异能态背后的物理原因。101-109In这五个奇A核In同位素中,观测到的$1/2^{-}$同核异能态的激发能非常接近。这可以通过引入中子近期,在101In、123,125Ag和218Pa等核中,首次观测到同核异能态。本工作通过原子核壳模型解释In、Ag同位素和$N\!=\!127$同中素中的这些同核异能态及相关的同核异能态背后的物理原因。101-109In这五个奇A核In同位素中,观测到的$1/2^{-}$同核异能态的激发能非常接近。这可以通过引入中子$0g_{7/2}$和$1d_{5/2}$轨道间的很强的组态混合来解释。更进一步分析表明,这些奇A核In同位素中,从$9/2^{+}$基态到$1/2^{-}$同核异能态,一个质子从$1p_{1/2}$轨道激发到$0g_{9/2}$轨道。这一质子组态变化可能引发中子$0g_{7/2}$和$1d_{5/2}$轨道的单粒子能变化。这样一个原子核内的组态依赖的壳演化被称为第二类壳演化。与In同位素类似,123,125Ag的同核异能态被发现是$1/2^{-}$态,对应着一个质子空穴在$1p_{1/2}$轨道。但之前观测到的115,117Ag的$1/2^{-}$态是基态。这意味着质子$1p_{1/2}$轨道和$0g_{9/2}$轨道在$N\!=\!72$附近发生了反转。壳模型分析表明张量力是造成这两个轨道反转的决定性原因。之前观测到的奇奇核$N\!=\!127$同中素210Bi、212At、214Fr和216Ac中,基态是$1^{-}$态,同时存在高自旋的同核异能态。然而,基于$\alpha$衰变性质和壳模型计算,推荐218Pa中的基态和新发现的同核异能态分别为$8^{-}$态和$1^{-}$态。奇奇核$N\!=\!127$同中素基态和同核异能态的演化是由质子中子相互作用从粒子粒子形式转化为空穴粒子形式以及质子组态混合所导致。总的来说,壳模型对这些双幻核100Sn、132Sn和208Pb附近核中新发现的同核异能态有较好的描述。双幻核附近核中的同核异能态,也称为壳模型同核异能态,是核结构研究中非常重要的。因为这些同核异能态常常提供了中重质量区域极端丰中子和缺中子原子核中的第一个谱学性质,并包含了丰富的物理信息,比如质子中子相互作用及其在壳演化中的作用。     

相对论平均场理论框架下对能的系统研究

在相对论平均场模型的框架内,沿原子核的稳定线,以每隔4个质子或中子提取样本的方法,计算了核谱图上数十个原子核的对能,特别是研究了氧同位素偶-偶核的对能随核子数的变化规律,发现在固定能隙Δ的条件下,对能的大小和核的壳结构有关,由此提出了一种检验闭壳效应的简便方法,进而发现中子数N=6不仅在轻核的丰中子区是一个新幻数,而且在丰质子区也是一个可能的新幻数. 关键词： 相对论平均场模型 对能 能隙 幻数     

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…     

核结构效应对重离子阻尼碰撞中核子交换过程的影响

本文基于核子交换模型,其中包括不同原子核之间的核子交换和同一个原子核内的粒子空穴激发,同时考虑了能量自由度与质量自由度之间的耦合.目的是研究原子核碰撞中形状的动力学变化过程特别是颈自由度和原子核的壳层结构对于核子交换过程以致对于碎片质量和电荷的一次矩,二次矩,中子质子关联函数以及能量耗散影响.并将计算结果与实验数据进行了比较和讨论.     

新滴线核^40Mg和^42，43 Al

众所周知,原子核是由质子和中子通过核子间的强相互作用结合而成的,元素的定义由核内的质子数确定,同一种元素可以有数目不等的同位素,区别就在于核内中子数目的多寡．以中子数和质子数为坐标,对核素排列做图,此图称为核素图．     

中子星——一个巨大的汤姆逊原子

 ①已知原子核组成的半岛大家都知道,一个原子核是由一些质子和一些中子组成的高密物质.如果用质子数Z做纵坐标,中子数N做横坐标,那么已知的原子核大体上都分布在对角线附近,如图1所示:就是说,一个原子核内,质子数大体上与中子数相等.比如,常见的氮原子核¹⁴N是由7个质子和7个中子组成,而钙原子核⁴⁰Ca是由20个质子和20个中子组成.但是,随着质量的增大,原子核内的质子多起来,库伦排斥力就增大,使得稳定的原子核渐渐偏离对角线而向着中子偏多而质子偏少的方向弯曲.比如铁原子核⁵⁶Fe由26个质子和30个中子组成,碘原子核¹²⁷I由53个质子和74个中子组成.事实上,所有观测到的原子核,天然的和人工的,稳定的和放射性的,长寿命的和短寿命的,都集中分布在这条略有弯曲的近似对角线附近,形成半岛状分布.但是,这个半岛只能延伸到Z～106的地方.实际上,Z>92的原子核（超铀元素）都是不稳定的.Z越大,原子核越不稳定,越容易自发裂变.Z>106时,原子核寿命将短到无法观测.更重的原子核是无法形成了.所以,半岛以外,乃是一片不能存在原子核的汪洋大海.     

原子核混合对称态几个问题的探讨

本文讨论了具有中子质子自由度混合对称特征的新型集体态-混合对称态.在IBM-2的框架内,计算并分析了Hg、Cd和Nd同位素核的全对称态和混合对称态.对混合对称态的几个问题作了探讨,特别是详细讨论了Majorana参数对混合对称态和电磁跃迁的影响.结果表明:IBM-2可以较好地描述和解释这些态的性质.     

最丰中子的双幻原子核:镍-78

<正>近期,两个实验组分别独立地确认了放射性原子核镍-78是双幻核,证实了原子核壳模型的预言。原子核镍-78,包含了28个质子和50个中子,由于具有较大的中子过剩,因而是检验壳模型的一个理想系统。早在1949年,Maria GoeppertMayer就指出:具有幻数(2,8,20,28,50,82,126)个质子或中子的原子核表现得更为稳定。这一思想促使了原子核壳模型的发展,也因此项工作,Mayer分享了1963年的诺贝尔物理学奖。类似于电子填充在原子轨道上,原子核壳模型的基本思想是质子和中子分别填充在原子核的单粒子轨道上。当原子核具有幻数个中子时,其外层轨道可被中子完全填     

原子核质量的高精度测量

原子核的质量直接反映了核内强相互作用、电磁相互作用和弱相互作用的结果.文章简要阐述了原子核质量测量的意义、现状和主要方法,介绍了基于兰州重离子冷却储存环的原子核质量测量实验,比较了首次得到的63Ge, 65As,67Se和71Kr核质量测量值与理论计算结果,探讨了65As质量对天体物理快质子俘获过程的影响,文章最后给出了今后的研究内容.中国科学院近代物理研究所在轻质量丰中子区,系统测量了从Ne到Ca核素的质量,研究了N=20和28幻数随中子数和质子数变化的演化;在丰质子区,精确测量了快质子俘获路径上关键核素的质量,为解释X射线暴等爆发性天体过程提供重要的质量数据;在中重丰中子区,系统地测量丰中子核质量,通过天体网络计算模拟超新星爆发中的快中子俘获过程.     

相对论连续谱Hartree-Bogoliubov理论对Dy偶同位素链的研究

基于相对论连续谱Hartree-Bogoliubov(RCHB)理论, 在NL-SH参数下, 研究了从质子滴线到中子滴线Dy的整个偶同位素链的基态特性. 首先, 计算的核结合能和核均方根半径结果, 在有实验数据进行比较的范围内, 相当好地与已有实验数据值符合; 其次, 在中子数为N=82—126的壳层里, 在84—92, 94—126之间有明显的子壳层结构; $^{250}_{66}\rm Dy_{184}$核是中子滴线核; 在$_{\hspace{5ex}66}^{\text{240—250}}\rm Dy_{\text{174—184}}$范围内有晕核的典型特征, 这里很可能存在有巨晕核.     

应用原子核的宏观–微观模型研究远离稳定线核的性质

应用原子核的宏观－微观模型研究远离稳定线核的性质，得到了一些结果，例如质子和中子滴线，质子和中子密度分布及其均方根半径和中子皮厚度随同位素位移的变化．对一些奇异核性质的计算结果同相对论平均场方法计算的结果作了比较，对质子滴线附近核的质子放射性也作了简要讨论．     

缺中子Np新核素的α衰变研究

合成远离稳定线的新核素、探索原子核存在的极限是目前核物理研究的重要课题。在中子壳N=126的最丰质子一侧,极端缺中子的超铀核素处于质子滴线和中子壳的交叉位置,合成和研究该核区核素对研究N=126壳结构的演化性质具有重要意义。基于兰州重离子加速器上的充气反冲核谱仪装置(SHANS),利用36,40Ar+185,187Re熔合蒸发反应,合成了极缺中子的219,220,223,224Np新核素,在中子壳N=126附近首次建立了Np同位素链的$ \alpha$衰变系统性,获得了N=126壳效应在Np同位素链中依然存在的实验证据。依据单质子分离能的系统性分析,确定了Np同位素链中质子滴线的位置,219Np也成为目前已知的最重的质子滴线外核素。此外,基于实验测量的反应截面,并与理论模型的计算结果相比较,讨论了进一步合成该核区其它新核素218,221,222Np的可行性。     

应用原子核的宏观－微观模型研究远离稳定线核的性质

应用原子核的宏观－微观模型研究远离稳定线核的性质，得到了一些结果，例如质子和中子滴线，质子和中子密度分布及其均方根半径和中子皮厚度随同位素位移的变化．对一些奇异核性质的计算结果同相对论平均场方法计算的结果作了比较，对质子滴线附近核的质子放射性也作了简要讨论．     

关于中子子壳与质子子壳以及两者的相互交织(Ⅰ)——A≈80—100区

根据实验2+能级及从规范空间的N-λ_n图上反映出来的有效能隙的变化规律, 指出了质子子壳与中子子壳间的依赖关系. 探讨了质子壳效应与中子壳效应之间的相互竞争以及质子中子关联的作用. 并具体就A≈80—100区内的质子子壳Z=38.40及中子子壳N=56作了分析.     

少参数核质量公式及核质量计算

本文介绍一个少参数的原子核质量公式,并用它计算了28≤Z≤81的1440个原子核质量和1250个核的双中子分离能s_2n,与实验比较,核质量和s_2n的方均根偏差分别为1.01MeV和0.57MeV.理论的双中子分离能曲线很好地重现了N=50、82的主壳效应和Z=40时N=56的亚壳效应,以及N≥60和90时的原子核发生大形变的特性.