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核虹是原子核碰撞过程中可能出现的一种折射现象，起源于碰撞体系的弱吸收特征，主要发生在较轻的中能重离子弹性散射过程中，在角分布上体现为大角度处的Airy振荡图样及无结构的指数衰减(即核虹下降)。核虹散射对于认识原子核内部结构具有重要意义，能够用于提取弹靶间光学势在小距离处的实际强度、核子—核子相互作用对核物质密度的依赖关系、以及冷核物质的压缩模量等关键信息。对于稳定核的弹性散射过程，在实验上已经观察到了核虹现象的存在，在理论上也开展了大量的研究。对于远离β稳定线的奇特核，一些理论研究表明其应能够发生核虹散射；但是实验研究较少，还没有在实验中观测到表征核虹现象的角分布特征，对其机制也所知甚少。本论文通过实验与理论相结合的方法，研究了奇特核弹性散射中核虹现象的存在性及其产生机制问题。
为了验证奇特核弹性散射中核虹现象的存在性，先后研究了弱束缚丰中子核17C与弱束缚丰质子核17F的(准)弹性散射过程。这两个核素同时具备着弱束缚的特征与表征弱吸收的结构。针对丰中子区的17C，在兰州的近代物理研究所(IMP )的HIRFL-RIBLL1终端上开展了40AMeV的17C在natC上的准弹性散射实验，得到了相应的角分布。依次进行了光学模型分析和耦合道方法分析，很好地复现了实验数据，并得到了相应的光学势参数，同时发现该光学势与相近能量下16O+12C的相似。基于近边/远边散射分解，发现在大角度处远边散射起到支配的作用，弹性散射角分布呈现出核虹下降结构，表明17C+12C的弹性散射具有强烈的折射性。将17C+12C同稳定C同位素与12C的碰撞比较，发现其光学势参数相似，这表明17C的弹性散射与稳定C核的相比并不具有明显增强的吸收，具备出现核虹现象的条件。针对丰质子区的17F，对现有的10AMeV的17F+12C弹性散射实验数据开展了研究。基于17F=16O+p的集团模型，利用CDCC方法计算了弹性散射角分布，在计算中采用了无模糊性的16O+12C光学势和p+12C普适势。计算结果在很好地复现了现有数据点的同时，还在大角度处预言了两个Airy极小值结构，这与16O+12C弹性散射中的Airy振荡结构很相似。同时，对该组数据还进行了光学模型分析，得到了10AMeV下的17F+12C的光学势参数，同时再次观察到两个Airy极小值。上述分析表明17F在12C上的弹性散射应具有核虹现象。
为了深入理解奇特核的核虹散射机制，相继研究了17F、弱束缚稳定核6Li和双中子晕核6He的弹性散射过程。这三个核素均弱束缚且具备强束缚核芯。对17F+12C的弹性散射，研究了强束缚核芯16O对其核虹形成所起到的作用。首先分析了破裂耦合效应与质子光学势选择对弹性散射角分布的影响，发现二者影响很小。基于此，对多个能量下的17F+12C弹性散射做了系统性的单道(1-ch)计算，发现其角分布第一Airy极小值随能量的变化规律与16O+12C弹性散射的非常相似。这表明在奇特核弹性散射中，强束缚核芯对核虹出现作出了主要贡献。针对6He及6Li的弹性散射，主要开展了两方面工作。(1)基于6He和6Li的集团描述研究了破裂反应对核虹结构的影响。借助CDCC方法分析了35AMeV下的6Li在12C、40Ca、58Ni和90Zr上的及6He在58Ni上的弹性散射。通过同1-ch计算相比较并进行近边/远边散射分解，发现破裂耦合不仅带来额外吸收，还带来了更多的吸引，造成了折射效应的增强，促进了核虹结构向大角度方向发展。(2)对中能6He+12C碰撞体系的异常弱吸收现象做了分析。为了解释这一现象，既研究了α+12C光学势的能量依赖性并将其应用于CDCC计算，又基于双折叠集团模型考虑了靶核12C的3α集团结构并将其应用于光学模型计算，结果发现二者并不能造成该异常弱吸收现象。需要指出的是，在上述计算的中能6He弹性散射角分布中，均观察到了强烈的折射特征。
除了直接对奇特核的核虹散射的存在性和机制开展研究，还从总反应截面的角度分析了奇特核核虹散射伴随的吸收性特点。基于强吸收模型和RhoN模型，开发出了一套总反应截面的半微观计算模型RhoNX。模型中考虑了核内核子的Fermi运动效应，并采用了S?oPaulo势的物质密度分布系统学。将该模型应用于包含12C的碰撞体系，得到了适用于能量为30~1000AMeV、碰撞核质量约为6~100的无调节参数的总反应截面公式。将该模型应用于17C、6Li、6He，通过与直接核反应理论计算的结果进行比较，再次印证了17C散射不伴随显著强吸收和6He散射伴随异常弱吸收的结论。
本论文指出了奇特核弹性散射中核虹现象的存在性，深化了对核虹散射中强束缚核芯作用与破裂耦合效应的认识，并排除了两个造成6He+12C散射异常弱吸收现象的可能因素。同时，给出了一套无调节参数的α+12C光学势，实现了对晕核6He+12C弹性散射的全集团描述，并开发出了一套总反应截面半微观模型。
为了验证奇特核弹性散射中核虹现象的存在性，先后研究了弱束缚丰中子核17C与弱束缚丰质子核17F的(准)弹性散射过程。这两个核素同时具备着弱束缚的特征与表征弱吸收的结构。针对丰中子区的17C，在兰州的近代物理研究所(IMP )的HIRFL-RIBLL1终端上开展了40AMeV的17C在natC上的准弹性散射实验，得到了相应的角分布。依次进行了光学模型分析和耦合道方法分析，很好地复现了实验数据，并得到了相应的光学势参数，同时发现该光学势与相近能量下16O+12C的相似。基于近边/远边散射分解，发现在大角度处远边散射起到支配的作用，弹性散射角分布呈现出核虹下降结构，表明17C+12C的弹性散射具有强烈的折射性。将17C+12C同稳定C同位素与12C的碰撞比较，发现其光学势参数相似，这表明17C的弹性散射与稳定C核的相比并不具有明显增强的吸收，具备出现核虹现象的条件。针对丰质子区的17F，对现有的10AMeV的17F+12C弹性散射实验数据开展了研究。基于17F=16O+p的集团模型，利用CDCC方法计算了弹性散射角分布，在计算中采用了无模糊性的16O+12C光学势和p+12C普适势。计算结果在很好地复现了现有数据点的同时，还在大角度处预言了两个Airy极小值结构，这与16O+12C弹性散射中的Airy振荡结构很相似。同时，对该组数据还进行了光学模型分析，得到了10AMeV下的17F+12C的光学势参数，同时再次观察到两个Airy极小值。上述分析表明17F在12C上的弹性散射应具有核虹现象。
为了深入理解奇特核的核虹散射机制，相继研究了17F、弱束缚稳定核6Li和双中子晕核6He的弹性散射过程。这三个核素均弱束缚且具备强束缚核芯。对17F+12C的弹性散射，研究了强束缚核芯16O对其核虹形成所起到的作用。首先分析了破裂耦合效应与质子光学势选择对弹性散射角分布的影响，发现二者影响很小。基于此，对多个能量下的17F+12C弹性散射做了系统性的单道(1-ch)计算，发现其角分布第一Airy极小值随能量的变化规律与16O+12C弹性散射的非常相似。这表明在奇特核弹性散射中，强束缚核芯对核虹出现作出了主要贡献。针对6He及6Li的弹性散射，主要开展了两方面工作。(1)基于6He和6Li的集团描述研究了破裂反应对核虹结构的影响。借助CDCC方法分析了35AMeV下的6Li在12C、40Ca、58Ni和90Zr上的及6He在58Ni上的弹性散射。通过同1-ch计算相比较并进行近边/远边散射分解，发现破裂耦合不仅带来额外吸收，还带来了更多的吸引，造成了折射效应的增强，促进了核虹结构向大角度方向发展。(2)对中能6He+12C碰撞体系的异常弱吸收现象做了分析。为了解释这一现象，既研究了α+12C光学势的能量依赖性并将其应用于CDCC计算，又基于双折叠集团模型考虑了靶核12C的3α集团结构并将其应用于光学模型计算，结果发现二者并不能造成该异常弱吸收现象。需要指出的是，在上述计算的中能6He弹性散射角分布中，均观察到了强烈的折射特征。
除了直接对奇特核的核虹散射的存在性和机制开展研究，还从总反应截面的角度分析了奇特核核虹散射伴随的吸收性特点。基于强吸收模型和RhoN模型，开发出了一套总反应截面的半微观计算模型RhoNX。模型中考虑了核内核子的Fermi运动效应，并采用了S?oPaulo势的物质密度分布系统学。将该模型应用于包含12C的碰撞体系，得到了适用于能量为30~1000AMeV、碰撞核质量约为6~100的无调节参数的总反应截面公式。将该模型应用于17C、6Li、6He，通过与直接核反应理论计算的结果进行比较，再次印证了17C散射不伴随显著强吸收和6He散射伴随异常弱吸收的结论。
本论文指出了奇特核弹性散射中核虹现象的存在性，深化了对核虹散射中强束缚核芯作用与破裂耦合效应的认识，并排除了两个造成6He+12C散射异常弱吸收现象的可能因素。同时，给出了一套无调节参数的α+12C光学势，实现了对晕核6He+12C弹性散射的全集团描述，并开发出了一套总反应截面半微观模型。