基于兩步模型研究超重核形成機(jī)制.pdf

1、超重核的性質(zhì)及其合成方法是核物理研究的重要領(lǐng)域。近些年來(lái)，隨著實(shí)驗(yàn)設(shè)備的不斷完善和各種理論模型的不斷發(fā)展，人們?cè)诤铣沙睾说难芯可先〉昧朔浅４蟮倪M(jìn)展。隨著最近俄羅斯的Dubna宣布合成117號(hào)元素，元素周期表上從1到118號(hào)的元素，都已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)或者人工合成。超重核的合成是個(gè)非常復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)過(guò)程，無(wú)論是關(guān)于核力還是對(duì)于反應(yīng)的機(jī)制都不是非常清楚，完全熔合與準(zhǔn)裂變之間存在相互競(jìng)爭(zhēng)，動(dòng)力學(xué)形狀的演化，彈-靶間核子的轉(zhuǎn)移和輸運(yùn)、量子耗散和漲落以及

2、殼效應(yīng)等多方面的因素相互交織，共同作用。從理論上為實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確預(yù)言合成超重核的最佳彈-靶組合以及最佳入射能量就顯得特別重要。為了達(dá)到超重島中心位置，基于目前超重核合成在實(shí)驗(yàn)上面臨的困難，需要尋找超重核合成的新途徑。而從理論上首先探索合成超重核的新途徑和新機(jī)制可能是比較好的出路。
　　 本論文首先對(duì)基本核反應(yīng)理論及重核反應(yīng)理論作了簡(jiǎn)單的歷史回顧和介紹，然后分別考查了目前世界上各個(gè)國(guó)家的物理學(xué)家在實(shí)驗(yàn)和理論兩方面對(duì)超重核反應(yīng)的研究近況，

3、并對(duì)之分別作了較詳細(xì)的介紹，列舉了實(shí)驗(yàn)上的一些成果及在超重核研究領(lǐng)域比較流行的模型。接著我們討論了本工作計(jì)算所使用的兩步模型，介紹了兩步模型的基本思想以及相應(yīng)的對(duì)模型的具體描述，并以?xún)刹侥Ｐ蜑榛A(chǔ)，對(duì)模型進(jìn)行了局部的修改，使之能用于對(duì)準(zhǔn)裂變過(guò)程的研究，并以具體的計(jì)算例子分析了我們的模型在準(zhǔn)裂變研究中的特征，然后我們用改好的模型分別計(jì)算統(tǒng)計(jì)了不同能量下由238U誘導(dǎo)的多組熔合反應(yīng)過(guò)程中準(zhǔn)裂變質(zhì)量碎片的分布規(guī)律，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較，詳細(xì)分析了

4、它們的異同。結(jié)果顯示，準(zhǔn)裂變過(guò)程可以發(fā)生在任何角動(dòng)量大小的情況，在反應(yīng)能量較低時(shí)，準(zhǔn)裂變主要來(lái)自角動(dòng)量較小的反應(yīng)，角動(dòng)量大的體系根本不能形成雙核，而導(dǎo)致準(zhǔn)裂變分布變寬的原因是質(zhì)量非對(duì)稱(chēng)度的減小;在能量較高的情況下，碎片的主要來(lái)源是角動(dòng)量處于中間部分的反應(yīng)體系，具體上下限則跟反應(yīng)能量有關(guān)。此種情況下，準(zhǔn)裂變分布變寬，不僅與質(zhì)量非對(duì)稱(chēng)參數(shù)有關(guān)，還與角動(dòng)量大小有關(guān)。我們還計(jì)算了30Si+238U反應(yīng)的準(zhǔn)裂變碎片分布情況，并且與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分

5、析比較。結(jié)果表明，殼效應(yīng)起著重要作用，在激發(fā)能較高的情況下，殼效應(yīng)小，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)符合得很好;在激發(fā)能較低時(shí)，殼效應(yīng)明顯，計(jì)算與實(shí)驗(yàn)在分布形狀上有一定的差別。所以在低激發(fā)能時(shí)，兩步模型中的雙中心液滴能應(yīng)該考慮原子核結(jié)構(gòu)的影響。
　　 本論文還研究了用48Ca合成Z=119，120以及用50Ti合成Z=117～120的可能性。我們選用了穩(wěn)定的壽命較長(zhǎng)的雙幻核48Ca作彈核，應(yīng)用兩步模型計(jì)算了合成119、120元素的反應(yīng)48Ca+

6、252Es、48Ca+252Es的剩余截面，計(jì)算結(jié)果表明48Ca轟擊252Es形成超重核-核子數(shù)Z=119在蒸發(fā)3個(gè)中子后的剩余截面最大，約為0.2pb，對(duì)應(yīng)復(fù)合核激發(fā)能為32MeV。48Ca轟擊254Es形成超重核——核子數(shù)Z=119——在蒸發(fā)4個(gè)中子后的剩余截面最大，為0.2pb，對(duì)應(yīng)復(fù)合核激發(fā)能為38 MeV。48Ca轟擊257Fm形成超重核——核子數(shù)Z=120——在蒸發(fā)4個(gè)中子后的剩余截面最大，為0.1pb，對(duì)應(yīng)復(fù)合核激發(fā)能為3

7、6MeV。
　　 我們還選用中子幻數(shù)核50Ti計(jì)算了50Ti+241,243Am，50Ti+242-247Cm合成117、118元素，計(jì)算結(jié)果表明，50Ti+241,243Am反應(yīng)體系，蒸發(fā)3個(gè)中子后的剩余截面較大，在0.02pb左右，對(duì)應(yīng)復(fù)合核激發(fā)能在32MeV左右。50Ti+242-247Cm反應(yīng)體系，也是蒸發(fā)3個(gè)中子后的剩余截面較大，最大為0.02pb左右，對(duì)應(yīng)復(fù)合核激發(fā)能在32MeV左右。我們也計(jì)算了50Ti+247,2