重离子熔合反应中的静态核-核势

综述了基于改进的量子分子动力学模型对超重核合成中入射道静态势的研究,重点从静态势垒高及其与质量不对称度的关系说明弹靶组合不对称有利于熔合反应的发生,而接触点驱动势最大所对应的弹靶组合为合成超重元素的最佳选择。     

重离子熔合势垒的动力学模型研究

在改进的量子分子动力学模型基础上系统地研究了超重核合成中的入射道静态势和动力学势.从入射道静态势给出了质量不对称度与静态势垒高度以及质量不对称度与接触点驱动势的关系.动力学势垒高度是能量依赖的,随着入射能量的增加而增加,最终趋近于密度冻结势垒高度;动力学势垒高度随着入射能量的降低而降低,它的最低值接近于绝热势垒高度.在冷熔合反应中,动力学势垒的最低值所对应的入射能量可能是合成超重元素最佳入射能的选择     

基于双核模型对超重元素合成机制的研究

在双核模型基础上，考虑了熔合与准裂变的竞争，通过数值法求解主方程，计算了⁵⁰Ti，⁵⁸Fe+²⁰⁸Pb，²⁰⁹Bi这4个反应系统通过冷熔合反应合成超重元素的激发函数，得到了与实验比较符合的结果.计算了不同入射能量时各角动量分波对熔合概率和超重核存活概率的影响以及对蒸发剩余截面的贡献.这些结果对进一步理解超重核的合成机制有重要意义. 关键词： 超重元素 双核模型 熔合反应 蒸发剩余截面     

Skyrme能量密度泛函在重离子熔合反应中的应用

基于Skyrme能量密度泛函结合扩展的Thomas-Fermi近似,研究了原子核的基态性质以及熔合体系的入射道势。另外对于熔合反应,由得到的入射道势构建了一个经验的势垒分布来描述其他自由度对两核相对运动自由度的耦合效应。基于该势垒分布以及势垒穿透思想,许多熔合反应的熔合激发函数能被很好地再现。     

极深垒下熔合反应中扩散过程的研究

基于弹核和靶核接触后的泡利阻塞效应,引入了一个新的扩散因子来描述在极深垒下能区熔合反应中的阻碍现象。在本工作中,熔合截面假定由两部分的乘积构成:克服库仑势垒的隧穿因子和两个反应核接触后的扩散因子。前者可以由耦合道方法来描述,后者则由入射的能量和系统的温度决定。对存在阻碍现象的21个熔合体系进行了详细分析,发现扩散因子在熔合阻碍的实验阈值能量附近起到了重要的作用。此外,以负Q值熔合体系64Ni+64Ni和正Q值熔合体系24Mg+30Si为例,发现熔合截面以及两个重要表象(天体S因子和对数导数)的计算结果与实验数据具有较好的一致性。     

熔合反应中动力学势垒的研究

用改进的量子分子动力学模型研究了与入射能量相关的重离子熔合势垒. 随着 入射能的降低可以观察到动力学势垒的最低值, 这个最低动力学势垒与绝热势垒 非常接近；动力学势垒随着入射能的增加而升高, 最终接近于静态势垒(非绝热势垒). 基于动力学势垒的研究, 对于重离子熔合反应的额外推动(extra-push)给出了微观理解,对势垒贯穿给出了一种新的解释. 为进一步理解动力学势垒, 还研究了颈部的形成和体系的动力学形变, 分析了动力学势垒降低的原因.     

核对称轴不同相对取向对熔合动力学的影响

计算了核对称轴不同相对取向时的熔合位垒.基于双核模型观念，考虑了熔合与准裂变的竞争，通过数值法求解主方程，计算了⁷⁶Ge+²⁰⁸Pb，⁴⁸Ca+²⁴⁴Pu核对称轴不同相对取向对熔合概率的影响，探索了最有利于超重元素合成的弹靶相对取向.取向不同时，对熔合反应的影响较大，计算结果表明弹靶碰撞为腰对腰时，更有利于发生熔合反应. 关键词： 超重元素 熔合概率 变形核 方向角度     

重离子极端垒下熔合

采用Skyrme能量密度泛函研究重离子极端垒下熔合反应。基于Skyrme能量密度泛函以及扩展的Thomas-Fermi近似得到的入射道熔合势垒,结合我们提出来的经验的势垒分布函数,计算了一系列熔合体系的近垒熔合截面,与实验数据能很好地符合。进一步考虑熔合势垒曲率的能量依赖,研究了一些体系的极端垒下熔合,发现极端垒下熔合截面深度压低现象能被满意地再现。     

重离子碰撞中熔合位垒的研究

熔合位垒的研究对熔合反应以及超重核合成有重要的意义。在改进的同位旋相关的量子分子动力学(ImIQMD)模型框架下,提取了熔合反应体系40Ca+40Ca,48Ca+208Pb,48Ca+204Pb和16O+154Sm的熔合位垒。研究了壳修正能对熔合位垒的影响、动力学位垒的能量依赖性、同位旋效应以及形变核的方向效应。计算发现壳修正能降低了熔合反应的位垒。在研究动力学位垒的能量依赖性时,发现位垒高度和位垒半径表现出相反的能量依赖行为。在动力学反应中,当两个核距离接近时,缺中子体系的库仑势同样表现出一定的能量依赖性。对于丰中子体系,由于中子屏蔽作用,库仑势基本没有能量依赖性。     

重离子位垒下熔合——多维位垒透射及动力学过程的研究

前言入射能量接近和低于库仑位垒能区的重离子熔合反应是当前重离子反应研究中一个十分活跃的前沿领域。实验和理论的探索已经证实并描述了高于位垒的低能区重离子(轻核到中重核)反应主要经历的全熔合反应机制。两个硬球在一维(径向距离)库仑+核势相互作用下碰撞、并越过熔合位垒熔合的图像给出了对于垒上低能区全熔合截面的相当好的拟合。然而,相当简化的一维位垒模型的成功是由于垒上低能区全熔合截面一般说来并不灵敏于其它自由度。     

基于相对论平均场理论对超重核冷熔合反应截面的研究

在形变约束的相对论平均场理论框架下计算了合成Z=102—118元素的(可能)冷熔合反应中复合核及蒸发一或两个中子剩余核的位能曲面,得到了复合核和剩余核平衡点和鞍点的性质、静态裂变垒高度和冷熔合反应的最佳入射能;利用壳修正和对修正方法计算了平衡点和鞍点的壳修正能、对修正能和微观能.利用由此得到的壳结构信息,用简单的熔合蒸发唯象模型计算了相应反应的冷熔合截面.结果发现,TM1参数提供的结构性质给出了与实验接近的反应截面.     

超重核性质与合成机制的理论研究

探索原子核的电荷与质量极限,合成长寿命超重核是当前原子核物理研究的重要前沿问题之一。本文综述了我们近几年在超重原子核结构性质与合成机制方面取得的理论研究进展。在结构性质方面,利用处理对关联的粒子数守恒方法,基于推转壳模型,系统研究了锕系核与超镄核低激发谱,发展了多维形状约束的协变密度泛函理论并用于研究锕系核势能面和裂变位垒以及N=150同中子素中的非轴对称八极关联等。在超重核合成机制方面,系统研究了利用重离子熔合反应合成超重核的三步过程,包括俘获过程——提出了一个位垒穿透概率新公式、熔合过程——提出了一个基于动力学形变势能面的双核模型、存活过程——系统研究了激发态超重复合核存活概率等。系统研究了合成超重核的热熔合反应,得到的熔合蒸发截面与实验符合,并预言了合成119和120号超重元素的生成截面。     

Skyrme能量密度泛函在深度垒下熔合反应中的初步应用

基于Skyrme能量密度泛函并对动能密度按扩展的Thomas-Fermi半经典近似展开到四阶项,探索了深度垒下熔合反应的熔合截面急剧下降现象。通过分析熔合反应的入射道势和熔合截面来选择Skyrme参数,进而探索了深度垒下熔合反应与核物质状态方程之间的关系。     

用QMD模型研究晕核 11 Be+208Pb的熔合机制

通过用QMD模型研究晕核^11Be ^208Pb的近垒熔合反应,发现晕核引起的熔合反应中,并存着两种相互竞争的机制：一方面当入射晕核^11Be靠近靶核时,由于^11Be是弱束缚体系,与靶核的相互作用可使其很容易破裂或少数核子被靶核俘获形成核子转移反应,从而对于熔合表现出压制;另一方面当^11Be的少数中子进入靶核并与靶核相互作用而使得靶核有些激发,而使局部半径增大,导致熔合势垒降低,熔合截面增强。用QMD模型计算出的熔合截面与实验值基本符合,垒附近表现出增强效应。     

用48Ca+248Cm 反应合成超重元素的最新尝试

人们认为,利用~(48)Ca+~(248)Cm 的熔合反应是合成超重元素的最有效的方法之一,因为由此得到的复合核是Z=116号元素的同位素(中子数N=180),离双幻核Z=114,N=184最近。理论预言,这个双幻核正是第一稳定岛的中心。如果没有壳效应,这个复合核将立即分裂为两块。实验和理论表明,试图利用熔合反应来合成超重核,要求靶越重越好,而炮弹越轻越好,且两者都应该是丰中子的。     

冷熔合反应合成超重元素的进展

综述了自提出冷熔合反应作为合成原子序数 Z>1 0 6号超重元素的最主要反应机制以来 ,冷熔合合成超重元素所取得的重大成就及其进展至目前所面临的困惑 .详细介绍了最近国际上围绕 1 1 8号元素合成以及对以冷熔合反应合成 Z>1 1 2号超重元素前景上的争论 .讨论了在我国现有实验条件下 ,基于冷熔合机制开展超重元素合成面临的问题. The great successes of cold fusion reaction which was suggested as the most important production mechanism for superheavy element of Z >106, as the well as the main hot point problems in recent research of superheavy element synthesis are reviewed. Some different opinions around the synthesis of the superheavy element of Z =118 and the further prospect of utilizing cold fusion reactions to the syntheses of superheavy elements of Z >112 are introduced in detail...     

用QMD模型研究晕核11Be+208Pb的熔合机制

通过用QMD模型研究晕核¹¹Be+²⁰⁸Pb的近垒熔合反应,发现晕核引起的熔合反应中,并存着两种相互竞争的机制:一方面当入射晕核¹¹Be靠近靶核时,由于¹¹Be是弱束缚体系,与靶核的相互作用可使其很容易破裂或少数核子被靶核俘获形成核子转移反应,从而对于熔合表现出压制;另一方面当¹¹Be的少数中子进入靶核并与靶核相互作用而使得靶核有些激发,而使局部半径增大,导致熔合势垒降低,熔合截面增强.用QMD模型计算出的熔合截面与实验值基本符合,垒附近表现出增强效应.     

热熔合反应合成超重核产生截面的同位素依赖性

通过在形成超重核的重离子俘获和熔合过程中引入位垒分布函数的方法对双核模型做了进一步发展. 超重核形成过程中的俘获、熔合和蒸发3个阶段分别采用了半经验的耦合道模型、数值求解主方程和统计蒸发模型的方法来描述. 计算了近年来Dubna小组利用热熔合反应⁴⁸Ca(²⁴³Am, 3n—5n)^288—286115和⁴⁸Ca(²⁴⁸Cm, 3n—5n)^293—291116合成超重新核素的蒸发余核激发函数. 系统分析了⁴⁸Ca轰击锕系元素U,Np,Pu,Am,Cm合成超重核Z=112—116产生截面的同位素依赖性. 给出了合成超重新核素最佳的弹靶组合和入射能量, 即有最大的超重核产生截面. 计算说明, 壳修正能和中子分离能是影响超重核生成截面产生同位素依赖性的主要因素.     

离线γ技术测量重离子熔合复合核平均角动量

使用离线γ测量技术在质心系25.0—40.5MeV的能区测量了¹²C+⁹³Nb熔合反应产生的二中子和三中子蒸发道的激发函数。由于在相同的激发能下,蒸发道的相对截面比与复合核的角动量有很强的依赖关系,应用统计蒸发程序(CASCADE),从二中子和三中子蒸发道的截面中提取不同能量下的复合核平均角动量和熔合截面。同时从能很好地拟合熔合激发函数的简单耦合道模型(CCFUS)计算中提取复合核的平均角动量。两种方法得到的复合核平均角动量随入射能量的变化相自洽,表明耦合道模型 关键词：     

势垒贯穿的传输矩阵计算方法

对于微观体系的描述需要用量子力学知识,其中量子隧道贯穿是量子力学教学与研究中的一个比较重要的现象。本文介绍一种可以计算任意势垒下穿透几率的方法传输矩阵法,并且基于描述重离子熔合反应的Bass势垒,探讨了量子隧道效应以及共振现象,同时与传统的WKB方法及熔合耦合道方法进行了比较。这些研究对于弄清极端垒下重离子熔合机制、重核的α-衰变及原子核裂变具有非常重要的参考价值,而且对于提高《量子力学》教学质量、培养学生学习兴趣与科研能力也很有帮助。