在线同位素分离器进展

原子核是由中子和质子组成的,各种不同类型的原子核叫做核素,核素是原子核物理的基本研究对象。若以原子核的中子数N作为横座标,质子数Z 作纵座标,那末,图上的每一点都代表一个核素,在核素图上,穿过稳定核的平均位置的一条向上延伸的线称为β稳定线,稳定线上的核素是不发生β衰变.     

核结构数据库(NSDB)

基于最新的实验评价和模型计算的核结构数据, 组建了一个更新的核结构数据库(NSDB), 目前,该数据库包括稳定同位素的丰度和原子质量, 原子核基态和分离激发态的性质, 及原子核的变形、半径及其它性质等三部分的数据.     

超越原子核滴线

近来发现了几种新的重同位素,至少其中之一超出了中子滴线．在以核内的中子数为横坐标,以质子数为纵坐标的核素图上,在原子核的丰质子一侧和丰中子一侧,各有一条边界线,分别称为质子滴线和中子滴线,超出滴线外的原子核中的核子是不能束缚在一起的．然而,目前人们对核力的了解还不足以用理论准确计算出滴线的位置．这就需要通过实验来寻找可能存在的原子核．     

利用磁谱仪研究原子核的β衰变

在原子核β衰变费米理论的基础上,利用近代物理实验中的磁谱仪测量了90Sr-90Y β放射源的动量分布,进而研究它的库里厄(Kurie)图.结合β衰变容许跃迁和禁戒跃迁的库里厄图特征,对实验数据进行了形状因子S1的改正,得到的数据能和90Sr-90Yβ放射源的跃迁性质、原子核能级自旋和宇称相吻合,有助于学生对原子核β衰变更深入的认识和进一步扩展近物实验的研究内容.     

核素图软件简介

介绍了作者开发的核素图软件。 该软件利用红橙黄绿青蓝紫等连续的光谱标示核素寿命从短到长的变化, 并给出了每个核素的Z、 N、 质量盈余、 半衰期及衰变模式等基本信息。 该核素图将电子、 正电子、 反质子、 反中子和光子收录在内, 完美地表现了质量和电荷的对称性。 介绍了该核素图的使用方法。 希望大家提出进一步的要求, 以便该软件不断改进和完善。     

原子核层次的手征对称性

对称性及其破缺是基本的科学问题。手征对称性在自然界中广泛存在,大至星系旋臂、行星自转,小到矿物晶体、有机分子、基本粒子,都与手征对称性密切相关。原子核层次的手征对称性概念于1997年提出,随后成为核物理研究的热点问题。目前,实验上已经在核素图上的80,100,130和190质量核区发现了30多例可能具有手征对称性的原子核。简要介绍原子核中的手征对称性概念;手性原子核的预言、识别以及实验验证;并通过展示手性原子核结构的多样性（M_χD）,回顾了理论和实验研究进展;介绍最新发现的原子核中手性和空间反射对称性的联立自发破缺,对未来手性原子核研究的前景进行了展望。Symmetry and its breaking are basic scientific problems. Chiral symmetries are common in nature, for example, the macroscopic spiral arms of galaxies and the rotation of planets; the microscopic spirals of the mineral crystalline, the organic molecules and the elementary particles. The concept of chirality in atomic nuclei was first proposed in 1997. Since then many efforts have been made to understand chiral symmetry and its spontaneous breaking in atomic nuclei. Up to now, more than 30 candidates of chiral nuclei have been reported in the 80, 100, 130, and 190 mass regions. The concept of the chirality in atomic nuclei, the prediction, the signal, and the experimental verification of the chiral nuclei are briefly introduced; the recent theoretical and experimental progress are reviewed, in particular the existence of multiple chiral doublets (M_χD), i.e., more than one pair of chiral doublet bands in one single nucleus; the simultaneous spontaneous breaking of chiral and reflection symmetry in the newly observed atomic nuclei is introduced, together with a prospect on the future study on nuclear chiral symmetry.     

利用磁谱仪测量90Sr-90Y放射源的β衰变能谱

利用近代物理实验中的磁谱仪测量了90Sr～90Y放射源的β衰变能谱．得到的能谱和普遍的口衰变能谱相似;得到的口射线最大能量与平均能量比值和文献中给出的一些放射源的比值接近,这些都说明了该实验测量数据的可靠性．运用库里厄（Kurie）图,研究了此放射源的β衰变能谱,得到的跃迁性质和能级自旋宇称与此放射源已有的数据相吻合,说明在近代物理实验中能够利用磁谱仪测量原子核的β衰变能谱、研究原子核的跃迁性质和能级自旋宇称．     

深度学习在核物理中的应用

深度学习是目前最好的模式识别工具,预期会在核物理领域帮助科学家从大量复杂数据中寻找与某些物理最相关的特征。本文综述了深度学习技术的分类,不同数据结构对应的最优神经网络架构,黑盒模型的可解释性与预测结果的不确定性。介绍了深度学习在核物质状态方程、核结构、原子核质量、衰变与裂变方面的应用,并展示如何训练神经网络预测原子核质量。结果发现使用实验数据训练的神经网络模型对未参与训练的实验数据拥有良好的预测能力。基于已有的实验数据外推,神经网络对丰中子的轻原子核质量预测结果与宏观微观液滴模型有较大偏离。此区域可能存在未被宏观微观液滴模型包含的新物理,需要进一步的实验数据验证。     

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。     

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。     

核科学百年讲座第一讲 历史性发现及其对人类社会的影响(Ⅰ)

第一讲和第二讲系统地介绍了核科学发展历史，特别是核科学中的历史性发现和重大应用．主要综述核科学的早期发展历史，总体介绍核科学中最基本的重大发现，如放射性、电子、质子、中子、原子核裂变和衰变的发现．介绍人类认识原子和原子核的历史过程，包括与之相关的著名实验和理论．通过介绍核科学的发展和应用，展示了核科学技术对自然科学本身及其对人类社会的深远影响和巨大贡献．     

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。     

电子和X射线激发原子核

本文研究了关於电子激发原子核的理论。对当原子核由於各多极核矩和电子的电磁相互作用而引起的激发截面进行了一些估计,并且导出表示电子和X射线对原子核激发现象相互关系的公式。这公式仅是原子核能级跃迁中的能量、角动量、和宇称的函数,而不因其他原子核性质而变。把理论的结果和激发In¹¹⁵的试验测量作了一些比较。不过因为缺乏充分的实验测量数据,没能从这比较上得到肯定的结论。於是建议了一些可能进行的研究原子核能级的试验方法。     

基于Weizsäcker-Skyrme核质量公式研究原子核基态性质

基于一个半经验的原子核宏观 微观质量公式——Weizsäcker-Skyrme质量公式, 研究了原子核的形变、 滴线、 壳能隙和超重核α衰变能等相关性质, 发现该模型能较好地再现实验结果。与此同时, 探索了原子核对称能系数对原子核质量公式的影响和超重稳定岛的可能位置。     

轻予核物理：话旧论新

轻子与原子核概述 近百年来,人们对构成物质世界基本“砖块”的认识不断发展深化。从原子到原子核,再到核子内的夸克（图1）。这些认识大多是通过散射实验获得的,如用从加速器出来的高速质子或电子（通称探针）轰击靶粒子。这里感兴趣的是通过电子探针来探测原子核的结构和性质。     

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。     

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。     

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⁷Li与⁷Be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⁷Li,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。     

达到原子核存在的极限

发现自然界的极限是物理研究的主要目标。具有一定数量质子的原子核中,可以加入的中子数是有极限的,超出极限,核不能保持束缚状态,中子就会"滴落"。这种极限,称为中子滴线。以前,只对118种已知元素中的8种最轻的元素测量了中子滴线。测量更重元素的中子滴线,除了可以绘制核素图的边界,还将挑战我们关于决定这些奇异核结构的基本作用力的认识。     

丰中子Zn核素奇特核结构讨论和展望

不稳定核结构是当前核物理研究的前沿热点问题之一,尤其是针对丰中子幻数核附近的区域。中子数N=40, 50附近镍区域核素展现出丰富的结构特征,激励了众多理论和实验研究。原子核的基本性质与核的结构密切相关,这里我们选择分析丰中子Zn(Z=30)同位素的基本性质来进一步了解这一核区的核结构特征。本文回顾了在欧洲核子中心(CERN)的ISOLDE测量Zn 同位素的实验,基于62–80Zn 核素基态和长寿命同核异能态的自旋、磁矩、电四极矩以及电荷均方根半径等基本性质,并结合各种大规模壳模型计算结果,系统地讨论了这一核区的壳结构演化、幻数特征、奇特形变和形状共存,以及核子间关联激发等物理现象。最后,基于已有的实验数据和物理现象,以及理论预言的 N=50以上镍核区的能级演化特征,我们提出在ISOLDE的共线共振电离谱装置上测量更加丰中子的81,82Zn 核素基本性质的实验设想。