合成超重核的熔合機制及其存活幾率的研究

《合成超重核的熔合機制及其存活幾率的研究》是依託深圳大學，由王楠擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：合成超重核的熔合機制及其存活幾率的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王楠
• 依託單位：深圳大學

項目摘要

超重元素的合成，是當前原子核物理研究的最前沿領域之一。目前，實驗和理論物理學家，對這一領域的研究都非常活躍。超重核的理論研究對於實驗具有重要的指導意義。我們將結合中國科學院近代物理研究所試探合成117號元素以及填充冷-熱熔合空檔區核素的實驗，採用雙核模型對合成超重核的熔合幾率進行研究；並對各種激發能下複合核的存活幾率進行計算；在以上探索的基礎上，給出生成超重核的蒸發剩餘截面。與此同時，針對超重核生成機制中的若干問題進行探索，使得對超重核的生成機制有深入的理解，並進一步完善相關理論模型。

結題摘要

本研究小組在2010年至2012年認真地開展了本項目的研究工作, 從理論方面對超重核的生成截面、生成機制及一些相關問題進行了深入的探索。項目按照原定計畫順利進行並很好的完成了預期的研究任務。 首先，針對熔合過程，考察了重離子熔合過程中的能量耗散、角動量耗散以及彈核與靶核的形狀演化對核子轉移的影響。 著重研究了原子核動力學形變對複合核形成幾率的影響，提出了一個自洽考慮動力學形變的雙核模型，計算了複合核形成的熔合幾率。採用統計模型研究了複合核的退激發過程，計算了超重核的存活幾率。 結合以上的研究，對合成112號至117號及118號超重元素的熔合反應進行了系統的研究，得到的理論計算結果很好地符合了已有的實驗數據。在此基礎上，研究了若干令人關注的生成超重元素的反應體系，預言了這些反應的蒸發剩餘截面。其次，研究了原子核八級形變、十六極形變對於粒子交換勢能面及熔合的影響。結果顯示，由於這些形變的存在，粒子交換勢能面的結構發生了較顯著的變化。 並對tip-belly以及belly -belly取向的勢能面結構也進行了研究。進一步研究發現十六極形變對於若干反應道的熔合幾率也有較明顯的影響。因為存活幾率的計算依賴於裂變位壘，該位壘直接決定了生成超重核的蒸發剩餘截面。因此在本項目中，發展了多維形變約束的相對論平均場模型，引入了三軸形變與反射不對稱形變用於研究重核的形狀勢能曲面及裂變位壘，發現三軸形變在反射不對稱形變的基礎上降低了外壘高度約1 MeV，與經驗值更好地符合。此外，本項目還採用量子分子動力學模型對庫侖位壘附近能量反應中的原子核形狀的動力學演化進行了計算和研究，這對於熔合反應機制的理解具有重要意義。原子核的基態性質對於超重核的合成具有重要意義。在本項目中，採用相對論平均場模型對Rn，Th，U等一些同位素鏈原子核的基態性質進行了研究。此外，還對超鐨原子核低激發譜學以及原子核單粒子共振態中的贗自旋對稱性也進行了研究。