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合成超重核是核物理学界的重要前沿领域之一,获得更重的超重核是核物理研究学家一直关心的问题,近些年许多著名的国际实验室,如德国亥姆霍兹重离子物理研究中心(GSI)、美国Livermore国家实验室、俄罗斯Dubna联合核子研究所、日本理化学研究所(RIKEN)等,均投入了相当大的人力物力建设重离子加速器和相关实验探究设备来合成超重核,同时技术已探测到用(10-12barn)pb甚至更低的反应截面,近年来我国也十分重视超重核的发展,并将其列入到国家重点基础研究发展计划。 目前,人类利用热熔合方法,用丰中子的48Ca轰击重的锕系核合成的最重的元素为Z=118,为了到达原子核性质较为稳定的超重核稳定岛,人们希望合成更重的Z>118的元素。实验上合成超重核是相当耗时耗费金钱的,且目前均遇到生成截面低的困难,因此由理论研究工作预言出合适的弹靶组成及生成截面就显得十分重要。 本文首先介绍了国内外超重核的研究进程并列举出了目前各大实验室用具体方法合成的超重核,使我们对国内国外的研究状况有一个大体的了解,同时给出了本论文的内容、特色、合成超重核的理论基础、模型介绍及两步模型的具体思想。 在本文中我们采用近年来发展起来的两步模型,选择比48Ca更重的球形中子幻数核50Ti作为弹核轰击靶核锕系元素计算熔合截面,系统地计算出合成超重核Z=117~121反应的粘连概率psticking,形成概率pform和熔合概率pfusion。计算结果表明,越重的元素熔合几率越小,而且熔合几率随入射能的增大而增大,熔合几率随角动量分波的增多而减小。 本文进一步以50Ti作为弹核研究超重核的合成机制,通过给出各反应体系的剩余截面σ,分离能S,激发能E*,反应能Q,壳修正能△Eshell与质量数A的关系,来说明以上各因素对熔合机制的影响,并分析了合成超重核的同位素依赖性,研究表明,超重核的形成是一个极其复杂的动力学过程,其形成几率受诸多方面的影响。