原子核同核异能态诱发辐射研究进展

介绍了同核异能态的特点和诱发同核异能态的几种机制,如直接光激发、电子跃迁诱导核激发(NEET)和电子俘获诱导核激发(NEEC)。同核异能态的诱发辐射研究目前在国际上竞争激烈,尤其是对最近提出的NEEC的研究。同时探讨了在我国开展这些研究的可能性。     

原子数据库在研究同核异能态诱发辐射中的应用

 如何人为地诱发同核异能态辐射,从而利用储存在其中的巨大能量,是个备受关注的交叉学科课题。利用原子物理过程进行触发是目前较为可行的方案,原子物理参数将在里面起到关键作用。介绍了一套高效率的原子数据库,目前该数据库可对原子序数小于96的元素所有电离度离子的能级结构信息进行快速扫描,从而筛选出一些可能通过原子过程触发的同核异能态体系。通过在¹⁹⁷Au元素电子跃迁诱导核激发过程和¹⁷⁸Hf元素电子俘获诱导核激发过程中的应用,展示了该数据库对寻找合适同核异能态体系的作用。     

原子数据库在研究同核异能态诱发辐射中的应用

如何人为地诱发同核异能态辐射,从而利用储存在其中的巨大能量,是个备受关注的交叉学科课题。利用原子物理过程进行触发是目前较为可行的方案,原子物理参数将在里面起到关键作用。介绍了一套高效率的原子数据库,目前该数据库可对原子序数小于96的元素所有电离度离子的能级结构信息进行快速扫描,从而筛选出一些可能通过原子过程触发的同核异能态体系。通过在197Au元素电子跃迁诱导核激发过程和178Hf元素电子俘获诱导核激发过程中的应用,展示了该数据库对寻找合适同核异能态体系的作用。     

同核异能跃迁衰变的γ射线强度计算

简要介绍了同核异能跃迁衰变的γ射线强度的计算方法,并以实例进行说明,还给出了有关的物理自洽检验方法及其讨论.     

原子核高K同质异能态的诱发γ辐射

介绍了原子核高K同质异能态潜在的应用价值及国内外研究的进展。 总结了形成同质异能态的3种主要物理机制。 说明了高K同质异能态的应用原理是将其激发到更高的不稳定的K混合态上, 再发生诱发退激, 形成γ瀑, 释放其存储的能量。 同时又介绍了K混合态的3种主要产生机制。 最后分析了178Hfm2诱发退变的实验, 讨论了这些实验的区别和与角动量投影壳模型计算结果的差异。The nuclear isomer states have great potential value of application. The important experimental and theoretical researches are presented here. There are three kinds of physics mechanism for the formation of the isomer states. The principle of releasing the energy stored in the isomer is to excite it to higher states, K mixing states, which can spontaneously decay to the ground state forming the γ cascade. After introducting the three ways to form the K mixing states, we analyzed experiments on the most prospective isomer 178Hfm2, discussed the key differences between these experiments and suggested that the Projected Shell Model (PSM) can be helpful to confirm the occurrence of the  K mixing states and would work out characteristics of the induced decay.     

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。     

丰中子A~100质量区内的扁椭球高K同核异能态

远离核素图上“稳定谷”的丰中子核一直是核物理学研究的热点。作为形变丰中子核的一种特殊的亚稳定激发态,高K同核异能态的形状大多数为长椭球,扁椭球的高K同核异能态非常少见。近期的一项实验认为丰中子核94Se上的$ {K}^{\mathrm{\pi }}={7}^{-} $两准粒子态为扁椭球。这是形变原子核上存在扁椭球高K同核异能态的第一个实验证据。结合相关实验,我们猜测可能有其它尚未发现的扁椭球高K同核异能态存在于丰中子A~100质量区。利用组态限制势能面计算方法,本文对丰中子A~100质量区内的$ {K}^{\mathrm{\pi }}={9}^{-} $和$ {K}^{\mathrm{\pi }}={7}^{-} $两准粒子态进行了研究,并预言了此质量区内扁椭球高K同核异能态的可能位置。根据Nilsson模型,扁椭球高K同核异能态的存在与费米能级附近的高Ω单粒子轨道有关。这些高Ω单粒子轨道来源于高j闯入态在扁椭球形变时的退简并。扁椭球高K同核异能态是研究丰中子核形变参数、激发能等物理性质的理想对象,有助于加深我们对于形变原子核能级结构的理解。     

核连续态之间的直接辐射俘获跃迁

本文推导了计算跃迁到连续终态的直接辐射俘获截面公式,跃迁振幅包括两项,分别对应势阱散射-势阱散射跃迁与势阱散射-复合核散射跃迁.以¹¹B(p,γ₁₉)为例的数值计算表明,在合理的参数范围内,仅仅考虑直接俘获机制就有可能给出这一反应实验结果的一些主要特征,并且上述两项的贡献为同一数量级.还讨论了结果的物理意义.     

原子核与激光的相互作用(一)——激光引起的同质异能态衰变和γ Laser

用参量化的方法推导了激光引起的原子核同质异能态共振跃迁的几率,并考虑了激光频率宽度的效应.进而研究了基于以下概念发展γ激光器的可能性:即用强的可见光激光将长寿命的同质异能素转换到能量上近似兼并的短寿命同质异能素,并使后者达到粒子数反转.在分析了同质异能态的粒子占有数随时间变化的基础上,数值计算了这一途径所需要的激光强度.     

130Ce的Kπ=7－同核异能态的形状研究

用组态限制的方法研究了¹³⁰Ce的K^π=7^－同核异能态的形状. 计算的激发能与实验值很好地符合. 计算得到的形变表明这个同核异能态具有大小和基态大致一样的长椭球形状. 不过, 它的势能面在γ自由度上非常软, 这很可能是导致其K混合的原因.     

Electron Shell as a Resonator

Main principles of the resonance effect arising in the electron shells in interaction of the nuclei with electromagnetic radiation are analyzed and presented in the historical aspect. Principles of NEET are considered from a more general position, as compared to how this is usually presented. Characteristic features of NEET and its reverse, TEEN, as internal conversion processes are analyzed, and ways are offered of inducing them by laser radiation. The ambivalent role of the Pauli exclusion principles in NEET and TEEN processes is investigated. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

Recoil nuclear polarization in muon capture—Effect of target thickness and finite range of nuclear recoils

The effect of target thickness and finite range of nuclear recoils is investigated in the study of average and longitudinal polarizations of recoiling nuclei resulting from the capture of muons by spin zero target nuclei.     

Photon emission from channeled heavy ions excited Resonant-coherently

Abstract

The possibility of the radiative deexcitation from channeled heavy ions excited by the Okorokov Effect (Resonant coherent excitation) is discussed and the experiments on the photon emission due to the deexcitation from hydrogen-like Ne⁹⁺ and Fe⁸⁺ ions are reported.     

Laser optogalvanic and emission spectrum of N2 in the 5400–6150 Å region

Laser optogalvanic (LOG) and emission spectra of the N₂ molecule have been recorded at different discharge voltages and gas pressures in the spectral region 5400–6150 Å. It is observed that in the optogalvanic spectrum bands belonging to several systems develop extensively. Under the present discharge conditions bands of the first positive system are predominant. The variation of the signals with pressure and voltage in the two cases is discussed.     

Ionization of metastable H(2S) atom by electron and positron impact

Summary Triple differential cross-section (TDCS) of hydrogen atom in its metastable (2S) state is studied theoretically by electron and positron impact for coplanar and asymmetric geometry. The final-state wave function in the present model satisfies the asymptotic boundary condition for asymmetric geometry (i.e. fork ₁≫k ₂). In the absence of experiment, present results are compared with other existing theoretical results. Apart from the double-peaked structure of the TDCS as in ground-state ionization, some interesting secondary structures are found, in conformity with other theories for ionization from 2S state.     

Mutual electron-ion interactions in electron impact ionization of a Ca beam

Summary We evaluate the role of electron-ion mutual interactions as a possible source of systematic errors in an experiment of electron impact ionization and excitation of an effusive Ca beam. By monitoring photons resulting from the impact excitation of a Ca resonant transition, the transmitted electron beam current by a sectored Faraday cup and total ion yields, we extract information about elementary processes responsible for ionization. We show that our diagnosis allows us to monitor the influence of the produced ionization on the elementary processes and on the density profile of the electro beam.     

放射性核束物理研究中的一些热点问题

文章介绍了放射性核束物理的现状和进展,给出了一些目前热点的研究问题和方向,比如垒下融合反应、费米能区和高能区直接核反应、滴线核性质、非稳定核区的新幻数和新的集体运动模式等.