超重核结构与衰变性质的研究

论文摘要

超重核结构和性质的研究是当前核物理领域备受关注的前沿课题。理论研究发现,大部分超重核都具有形变,甚至超形变。尽管人们对变形超重核结构方面做了很多研究工作,但是考虑三轴形变以及核力中张量项的研究并不多见。本论文首先利用含张量力的Skyrme-Hartree-Fock+BCS方法,对Z=118和Z=120同位素链核的形变和结构进行了研究,研究结论如下:（1）Z=118和Z=120缺中子核具有弱三轴形变而丰中子核具有明显的三轴形变。通过研究Z=118和Z=120同位素链核的形变规律,发现N<184的缺中子核的基态或激发态具有弱三轴形变,而丰中子核的激发态具有明显的三轴形变,甚至三轴超形变,因此丰中子核形变研究中有必要考虑三轴自由度。（2）张量力对核基态形状影响不明显,但对缺中子核的超形变位阱、裂变位垒高度及丰中子核的激发态形状有明显影响。另外,张量力对结合能、双中子分离能、半径以及α衰变能的演化规律也有一定的影响,因此在超重核大形变性质以及结构的研究中,张量力效应不应忽视。其次,超重核的衰变性质也是核领域的重要研究课题之一。本文利用推广的液滴模型和一些唯象模型系统研究了超重核的α衰变、自发裂变以及结团放射性质,结论如下:（1）通过分析超重核Z=104-120的α衰变和自发裂变竞争的计算结果,发现258,260104,268-276110,270-280112,272-286114,274-294116,278302118和284-308120最主要的衰变模式为α衰变,可以为将来鉴别这些新核素提供理论参考。同时,研究表明在N=162,178,184和196处存在壳效应。（2）通过分析超重核Z=104-124的结团放射规律,发现超重核的结团放射具有很强的模型依赖性。具有预形成机制的UD,UNIV和Horoi模型只能预测Z<28的轻结团放射,而包含预形成和类裂变机制的UDL模型可以预测Z<28的轻结团和Z≥28的重结团放射,因此UDL模型更具有普适性。另外,208Pb附近的壳效应对超重核的结团放射发挥着重要作用。同时,UDL模型预测292-296308-318118,284-304,308-3241 20和316-322122是具有结团放射性的母核。最后采用唯象方法对强激光场中原子核的α衰变与质子放射进行了初步研究,发现强激光场对放射离子穿透概率的修正主要取决于隧穿长度,并且质子放射更容易受激光场影响。另外,激光对穿透概率的影响与激光强度成线性关系,激光场强度每增大100倍,穿透概率的相对变化量增大约10倍。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
•   1.1 超重核的研究意义
•   1.2 超重核的研究现状
•     1.2.1 实验研究进展
•     1.2.2 理论研究现状
•   1.3 研究目的和主要内容
• 2 理论模型
•   2.1 SKYRME密度泛函理论简介
•     2.1.1 密度泛函理论简介
•     2.1.2 Skyrme能量密度泛函
•     2.1.3 Skyrme相互作用中的张量力
•     2.1.4 Bardeen-Cooper-Schrieffer （BCS）方法
•     2.1.5 Ev8程序
•   2.2 超重核衰变模式的理论模型
•     2.2.1 β衰变理论模型
•     2.2.2 自发裂变理论模型
•     2.2.3 结团放射理论模型
•   2.3 激光场中的α衰变与质子放射
•     2.3.1 激光场中的α衰变
•     2.3.2 激光场中的质子放射
• 3 Z=118和Z=120同位素链核的形状演化及结构性质
•   3.1 Z=118同位素链核的形状演化及结构性质
•     3.1.1 轴对称形状演化规律
•     3.1.2 三轴形状演化规律
•       3.1.2.1 三轴位能面
•       3.1.2.2 能量随γ的演化规律
•     3.1.3 Z=118同位素链核的性质
•       3.1.3.1 结合能与平均结合能
•       3.1.3.2 双中子分离能
•       3.1.3.3 原子核半径
•       3.1.3.4 β衰变特性
•     3.1.4 小结
•   3.2 Z=120同位素链核的形状演化与结构性质
•     3.2.1 轴对称形状演化规律
•     3.2.2 三轴演化规律
•       3.2.2.1 三轴能量曲面
•       3.2.2.2 能量随γ的演化曲线
•     3.2.3 Z=120同位链核的基态性质
•       3.2.3.1 结合能与平均结合能
•       3.2.3.2 双中子分离能
•       3.2.3.3 半径
•       3.2.3.4 β衰变特性
•     3.2.4 小结
•   3.3 本章结论
• 4 超重核衰变模式的系统研究
•   4.1 超重核的α衰变特性
•     4.1.1 超重核Z=104-120的α衰变与自发裂变的竞争
•     4.1.2 超重核Z=120的α衰变链
•     4.1.3 小结
•   4.2 超重核Z=104-124的结团放射研究
•     4.2.1 四个模型计算的Z=104-124核的结团放射规律
•     4.2.2 超重区域的结团放射现象
•     4.2.3 小结
•   4.3 本章结论
• 5 激光场对原子核衰变的影响
•   5.1 半经典近似方法
•   5.2 激光场对α粒子衰变穿透概率的影响
•     5.2.1 激光场对超重核α粒子穿透概率的影响
•     5.2.2 激光场对中重核α粒子穿透概率的影响
•   5.3 激光场对质子放射的影响
•   5.4 本章小结
• 6 结论与展望
•   6.1 主要研究工作及结论
•   6.2 创新点
•   6.3 研究展望
• 参考文献
• 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果
• 学位论文数据集

文章来源

类型: 博士论文

作者: 张彦立

导师: 徐叙瑢,徐征

关键词: 超重核,方法,张量力,三轴形变,衰变,结团放射,自发裂变,激光场

来源: 北京交通大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 物理学,核科学技术

单位: 北京交通大学

分类号: O571.3

总页数: 139

文件大小: 10315K

下载量: 80