《凝聚態環境對超低能區Li+d/p反應的禁止效應及其機理研究》是依託蘭州大學，由方開洪擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：凝聚態環境對超低能區Li+d/p反應的禁止效應及其機理研究
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：方開洪
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在凝聚態環境中發生的超低能區輕核聚變反應，由於大量環境電荷的存在，反應核子間的庫侖位壘將受到顯著地影響，進而改變核反應截面。這一現象(禁止效應)可導致對現有天體核物理理論的再認識和對核聚變理論及核武器設計的必要修正，是目前國際熱點研究課題之一。本工作旨在研究不同環境電荷對超低能區(E＜70 keV)6Li+d和7Li+p反應的禁止效應，通過比較禁止勢差異揭示禁止效應的機理，進而更準確地描述恆星電漿環境中的物質嬗變過程，並為核聚變、核武器研究提供超低能區的核數據。研究內容涉及載體材料的種類、物相、溫度等因素對禁止效應的影響，在此基礎上探索不同環境電荷(束縛電子、傳導電子和重離子)對禁止效應的貢獻，即禁止效應的機理研究。本課題邀請該領域知名教授J. Kasagi參與，為本課題提供技術和設備支持。本研究團隊擁有自主實驗裝置，並長期從事該領域的研究工作，為本研究工作積累了豐富的經驗。
結題摘要
低能輕核聚變反應測量在天體核物理、核能利用和核物理基礎理論研究等領域都有非常重要的意義。然而需要關注的能區極低，反應截面小且受環境干擾，所以實驗測量難度很大。本工作主要利用低能強流加速器，同時累積束流時間的辦法，實驗直接測量其反應截面，以及研究相應的環境干擾因素和機理。課題研究了不同環境電荷對超低能區(E＜70 keV)6Li+d 和7Li+p 反應的禁止效應，通過比較分析了禁止勢差異初步揭示禁止效應的機理，進而類比描述恆星電漿環境中的禁止效應對反應速率的影響。同時，鋰相關的反應數據可為核聚變、核武器研究提供超低能區的核數據。研究內容涉及載體材料的種類、物相、溫度等因素對禁止效應的影響。材料種類：實驗中我們選取了金屬鋰材料，氟化鋰材料和硝酸鋰材料；材料物相：固態鋰/液態鋰，固態硝酸鋰/液態硝酸鋰，以及作為對比的固態氟化鋰；鋰材料溫度：從熔點(180℃)到接近真空氣化(320℃@1×10-3Pa)範圍內，開展了多溫度點的實驗產額激發函式測量與比較。 研究結果表明：1、液態環境中禁止效應強於固態環境，差異來自陽離子貢獻；2、隨著溫度的升高禁止效應呈減弱的趨勢，可近似實用“削弱”的德拜模型解釋；3、正離子的禁止貢獻與自由電子的禁止貢獻量級相當，不能忽視；4、首次報導了兩個鋰相關的天體物理學S(E)因子的直接測量數據，並結合禁止勢能，計算了宇宙中鋰的豐度演化，然而發現在目前所觀測的能區範圍內，不能有效的理解“鋰豐度”問題。綜上所述，本工作緊密圍繞課題擬定研究內容開展相關實驗，完成了擬定研究內容。
