新核素合成机制中熔合几率和存活几率的系统性研究

来源 :湖南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuhaiyi123
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近年来,基于重离子熔合蒸发反应合成新核素已成为核物理重要的研究领域,而且理论上根据合成机制的物理特征将其分解为三个过程:俘获过程、熔合过程、存活过程。对于俘获过程,采用经验的耦合道模型基本上可以较好地再现俘获截面的实验值。熔合过程在实验上缺乏相关信息,是目前理论上认识最模糊的一个阶段。存活过程对核结构信息特别敏感,使得采用统计模型估算的存活几率也具有很大的不确定性。也就是说,熔合几率和存活几率是合理地描述熔合反应过程不可或缺的重要影响因子。复合核退激过程不仅受到原子核结构效应(裂变势垒高度、中子分离能、壳层效应)的显著影响,而且涉及到许多近似,因此需要选择合理的输入参数来优化计算存活几率的方法。本文通过考虑壳效应随激发能衰减的两种可能性方法系统地研究了一些超不对称(熔合几率PCN≈1)反应体系的存活几率对蒸发剩余截面的影响。通过系统地理论研究我们发现在重核区两种可能性方法获得的生成截面随输入参数的不同没有显著地变化,在超重核区则敏感地依赖相关参数。但由于存在大量的可调参数和假设,很难得出哪种近似方法在估算存活几率中占优势的结论。另外,我们研究了新核素生成截面对弹靶核同位素的依赖性。结果表明,如果不考虑结构效应和奇偶效应,剩余核的生成截面随弹靶核中子数的增加而增大。碰撞核从接触到形成复合核是一个复杂的输运过程,在此过程中多自由度和多反应道的相互耦合使得描述熔合过程中系统状态的动力学演化更加困难。同样地,本文基于两种近似方法在48Ca诱导的熔合反应中系统地对比研究了熔合几率对蒸发剩余截面的影响。一种是基于双核模型通过在势能面上数值求解主方程而获得熔合几率,另一种是基于一些经验关系和相关参数(入射能、碰撞方向、准裂变、熔合裂变等)提出了一个解析表达式来估算熔合几率。从对比的结果中我们观察到采用解析表达式计算的生成截面明显高于使用双核模型计算的理论值,但后者计算的理论结果更能较好地符合超重核生成截面的实验值。另外,我们系统地研究了以48Ca去轰击靶核Yb,Hf,W,Os,Pt,Ra,Th,U,Pu,Cm和Cf同位素链的反应体系在3n和4n蒸发道的生成截面随靶核中子数的变化。结果表明,对于大多数反应系统生成截面对靶核同位素链具有较强的同位素依赖性,而且靶核越丰中子,生成截面越大。
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