β-衰变中容许跃迁和禁戒跃迁的衰变规律

在考虑容许跃迁和禁戒跃迁的基础上, 对远离β稳定线附近原子核的β^-衰变寿命进行了系统的研究, 发现对于远离β稳定线的原子核的β^-衰变寿命, 其容许跃迁和禁戒跃迁寿命(T_1/2)与母核的质子数和中子数之间存在指数规律. 利用这个规律, 计算了β^-衰变中的容许跃迁和禁戒跃迁(包括一级禁戒跃迁和二级禁戒跃迁)的衰变寿命, 理论计算结果与实验值符合得很好. 在此基础上, 对于一些核素的β^-衰变寿命进行预言, 这对于核物理和天体物理中β^-衰变研究具有重要意义.     

远离稳定线原子核的实验研究（Ⅱ）

远离稳定线原子核的实验研究（Ⅱ）罗亦孝（中国科学院近代物理研究所，兰州重离子加速器国家实验室，兰州７３００００）４２丰质子轻稀土核素的合成和衰变性质研究４２１轻稀土区质子滴线Ｚ＝０７４３Ｎ＋１１６附近新β缓发质子先驱核的合成和研究［１６—１...     

利用改进的pn-QRPA模型研究等待点原子核的β衰变性质

r-过程等待点原子核的β衰变半衰期对研究宇宙中重元素起源有重要意义。质子-中子准粒子无规相位近似(pn-QRPA)是研究原子核β衰变的重要理论模型。本工作提出了一个改进的 pn-QRPA 模型,系统研究了满壳附近原子核的 β 衰变性质。与之前的工作相比,改进的模型采用了中子数和质子数依赖的新粒子-粒子和粒子-空穴相互作用形式。本工作首先计算了满壳附近一些已知原子核的 β衰变半衰期和 Gamow-Teller 强度分布,发现理论结果与实验数据符合较好,检验了新模型的可靠性。随后,理论预测了 $N=50$, $N=82$ 和 $N=126$附近未知的等待点原子核的 β衰变半衰期,如124Mo, 126Ru, 128Pd, 186Nd, 188Sm, 192Dy, 194Er, 196Yb, 198Hf等,预测结果与之前的模型相近。这些结果对未来满壳层附近的r-过程物理研究有参考价值。     

用中能重离子反应合成新核素的一种可能机制

合成远离β稳定线核素,进而研究它的性质,发现原子核结构的新规律,是核物理研究的重要课题之一。迄今为止,重离子核反应已成为合成新核素的重要手段。人们利用低能(库仑位垒附近)重离子核反应合成新核素,主要通过熔合蒸发、若干个核子的转移和深部非弹性碰撞等反应过程。经过多年的努力,已得到许多的研究成果。中能(20-100MeV/A)重离子加速器的建成和中能区重离子核反应的研究,给核素合成工作带来新的发展和希望。     

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.     

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.     

不稳定原子核β衰变强度的实验测量方法

原子核的β衰变是指原子核放射出β粒子或俘获电子而进行的转变。对β衰变强度S_β(E)的精确测量,对探索不稳定原子核的结构、揭秘恒星核合成过程、验证β衰变理论等方面均存在着重要意义。实验上,为了测量β衰变强度,一种方法是利用β-γ符合测量或者全吸收谱仪对β衰变产物进行直接测量,这种方法可以给出子核在Q_β窗口内的衰变信息。另一种方法是利用在中等能区(100~400 MeV/u)进行的电荷交换反应,如(p,n)或(3He,t),通过微分截面的高精度测量获得子核的β衰变强度,这种方法可以用于研究子核在Q_β窗外的衰变强度,但是对束流强度有较高的要求,尚无法系统研究产额较低的不稳定原子核。有鉴于此,本文提出对不稳定核素的电荷交换反应总截面进行系统测量,结合核反应理论,这种方法有望约束不稳定核素在质子发射阈下的Gamow-Teller跃迁的总强度。最后简要介绍了已开展和计划开展的工作。     

在地球物质中寻找超重元素

一、超重元素存在的理论预言 到目前为止,已经发现的元素有 107种,核素有1900多种.如果我们以原子核内的中子数N为横坐标。质子数Z为纵坐标,把所有稳定的与放射性的核素标在核素图上,便可以看出,自然界中已知的稳定原子核聚集在中子数接近质子数成一定比例的范围之内,称为稳定带、稳定半岛(见图1).那些中子数或质子数远离稳定带的原子核会发生β衰变(放出正或负电子与中微子)和α衰变;近年来又发现有质子发射;或者俘获电子等转变达到稳定带. 原子序数超过84的重元素都是不稳定的.它们自发地进行α衰变、β衰变或自发裂变等.一般地讲.愈重的…     

远离稳定线丰中子核素的合成和研究

远离稳定线丰中子核素的合成和其衰变性质及核结构研究在过去几年中得到了迅速的发展，已成为原子核物理最为活跃的前沿领域之一。本文综述各质量区丰中子远离核的生成和鉴别，重点讨论丰中子远离核奇异衰变性质和核结构研究的重要进展，并简要介绍丰中子远离核研究在天文物理学中的重要作用。     

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。     

可能合成的超重核的alpha衰变能和半衰期

本文考察和研究了将来可能在实验上合成的超重新元素和新核素的基态性质。研究的重点主要放在原子核的alpha衰变能和半衰期。详细比较和讨论了不同理论模型计算的alpha衰变能和半衰期。通过这些计算和比较,从理论上提出了将来在实验上比较容易合成的超重新元素和新核素的性质。理论计算结果可为将来的超重核实验提供理论参考。     

质子放射性和质子衰变

“质子衰变”一词,可以有两个意思:其一,如同α衰变、β衰变,指原子核在衰变过程中释放出α粒子、β粒子,质子衰变,即指放射出质子;其二,指质子本身可能不稳定,要衰变为其它的粒子.为了区分两者,现巳把前一种现象称之为质子放射性,后一种称为质子衰变.无论对那一种现象的研究,在近年来都取得了很大的进展.1.质子放射性 在稳定的原子核中,中子数和质子数有一定比例。当原子核内的中子数少到一定程度时(缺中子核素),从原子核的结合能的变化规律可以知道,原子核能够以释放质子来达到稳定[1].但是,在1982年之前,在实验中只找到一个从原子核同质…     

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.     

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。     

原子核Gamow-Teller共振和β衰变寿命的超越平均场描述

原子核的β衰变是决定宇宙中从铁到铀重元素合成的关键核过程之一。原子核β衰变的主导核跃迁是Gamow-Teller(GT)跃迁,因此,研究原子核β衰变寿命的关键是准确描述原子核的GT跃迁。描述原子核GT跃迁和β衰变寿命最常用的理论模型之一为无规相位近似(RPA)模型。然而,由于该模型仅考虑了一粒子一空穴激发组态,因此无法给出GT共振宽度,并容易高估β衰变寿命。为了克服上述困难,基于Skyrme密度泛函,发展了包含粒子振动耦合效应的无规相位近似(RPA+PVC)模型。相比于RPA模型,该模型在组态空间进一步考虑了一粒子一空穴和声子的耦合组态,从而包含了超越平均场的多体关联效应。为了推广至开壳原子核的研究,进一步考虑了对关联效应,发展了包含准粒子振动耦合效应的准粒子无规相位近似(QRPA+QPVC)模型。基于上述模型,研究了幻数原子核和超流原子核的GT跃迁、β衰变和β+/电子俘获。研究发现,采用同一组Skyrme相互作用参数SkM*,上述模型能够重现实验测量的GT共振宽度和跃迁强度分布,部分解释实验观测的GT跃迁强度压低问题,并同时改进对β衰变寿命的描述。该文针对上述最新研究进展进行了综述,并对将来的发展方向给出展望。     

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。     

兰州在线同位素分离器ISOLAN

本文描述兰州在线同位素分离器ISOLAN的设计原理、结构和特性.对Ar和Xe的离线调试结果,分辨本领达到700—1200.ISOLAN将与兰州重离子加速器联机,以中能重离子核反应进行新核素的合成和远离β稳定线核素的研究.     

远离β稳定线核素研究进展

本文描述远离β稳定线核素的产生、合成和研究进展。     

HIRFL上合成的第一个新核素—208Hg

本文简述在中科院近物所HIRFL上发现的第一个新核素208Hg的合成和鉴别,兼论利用HIRFL提供的中能重离子束开展远离β稳定线核素合成和衰变研究的优势、困难以及拟采用的物理和技术路线。 The synthesis and identification of the first discovered new nuclide 208Hg on HIRFL(Heavy Ion Research Facility of Lanzhou) were described. In this paper the superiorities, difficultiesas well as the physical and technical line about the synthesis and decay study for the nuclides far fromβ-stability line to be made at HIRFL were discussed.     

42MeV/u 12C与115In相互作用的靶余核

使用放射化学方法测定了42MeV/u ¹²C与¹¹⁵In相互作用靶余核的生成截面,得到了质量分布及同位素分布.实验得到的质量分布与使用级联的两体衰变模型GEMINI程序计算的结果很好地相符.根据同位素分布的系统性,对利用中能重离子反应生成新的远离β稳定线的缺中子核素进行了讨论.