超重核合成機制與衰變的研究

《超重核合成機制與衰變的研究》是依託蘭州大學，由李君清擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：超重核合成機制與衰變的研究
• 依託單位：蘭州大學
• 項目負責人：李君清
• 項目類別：面上項目

項目摘要

探索原子核的電荷和質量極限、合成超重元素涉及許多重大科學問題，世界各大實驗室都投入了大量的人力物力，成功地合成了117號元素以外的從100到118號元素。由於超重核的合成投入太大，理論研究超重核的合成機制與探測非常重要。目前實驗上都採用重離子熔合蒸發反應合成，但合成新的超重元素或核素受到太小的合成截面與彈靶材料的極大限制。本項目擬用申請人所建立的描述重離子熔合反應的主方程，在進一步研究熔合機制的基礎上，探討以新的反應機制，如準裂變、多核子轉移等產生超重核的條件。由於一維主方程對反應道彈靶的中質比有一定的限制，利用申請人推廣的兩維主方程，可在更寬廣的彈靶材料的範圍內尋找可利用的反應道。新合成的超重核一般以發射的 粒子來鑑定，我們已系統研究了一系列超重核的同位素鏈的 衰變壽命。本項目擬建立一個統一的阿爾法衰變理論，綜合起來考慮預形成因子、零點振動頻率、殼效應及穿透幾率對阿爾法衰變壽命的影響。

結題摘要

在本課題的執行中，我們進一步發展了我們已經建立的在重離子熔合反應過程中描述核子等力學量轉移的主方程，將其發展為相對不同的動力學變數和更多的動力學變數，在揭示反應機制和描述實驗結果方面有了長足的進步。如以質量不對稱度和雙核間距離為動力學變數的新的主方程可統一自洽地描述形成超重核的核子轉移過程與導致準裂變的過程，而不必採用近似的Kramers公式。以雙核質量不對稱度和兩核的四極形變為變數的同一組主方程來描述的擴散過程，研究了熔合過程中的動力學形變，可更好地描述熔合截面及準裂變質量產額分布，而且進一步驗證了雙核模型的合理性。據此，我們預言了119、120號元素的生成截面、可能的反應道與激發能。在超重核結構性質與衰變性質的研究方面，採用推廣的液滴模型研究了原子核的質子放射性、阿爾法衰變和結團放射性。發現這些衰變過程具有相同的物理機制，它們都是量子位壘穿透問題。通過系統分析超重核的阿爾法衰變性質，發現之前推廣的液滴模型的計算結果與實驗結果發生系統性偏差的原因，是沒有考慮原子核的預形成過程。進一步由實驗的阿爾法衰變性質提取了阿爾法粒子的預形成因子，數值擬合得到了預形成因子的表達式。進而比較可靠地研究了超重核阿爾法衰變的系統性質，預言了208Pb之後的雙幻核，並計算了這些原子核的阿爾法衰變半衰期。發展了推廣的液滴模型，引入了微觀殼修正，用經典和量子兩種方法計算了零點振動頻率，系統研究了超重核的自發裂變性質，並為下一步定量研究超重核阿爾法衰變與自發裂變的競爭打好基礎。