稀土核区偶偶核及Rf同位素的形状演化与转动性质研究

摘要

本论文的主要工作是用建立在形变-对能-转动频率自洽处理的推转壳模型之上的Total-Routhian-Surface(TRS)计算方法，研究中等质量核以及超重核的形状演化及转动性质。其内容主要分为两个部分：一、着重分析了稀土核区偶偶核130-140Ce，130-140Nd，130-140Sm和130-140Gd的基态稳定形变，以及原子核势能曲线随转动频率的变化，并以偶偶核132-138Nd为例，讨论了其晕态中随自旋变化的γ软或三轴性特征；二、通过研究随转动频率的增加，超重核区偶偶核250-266Rf中出现的转动惯量上弯现象，来探讨由科里奥利力引起的核子顺排对其转动性质的影响，并分析它们费米面附近的核子占据轨道的变化。
　　稀土核区偶偶核的形状演化研究：在质量数A=130～140的稀土核区，原子核存在着丰富的形状信息。费米面附近相关的核子轨道是具有较强形状驱动作用的1h11/2闯入轨道，其质子位于1h11/2轨道的下部，驱动原子核向扁椭球形状转化；中子位于1h11/2轨道的上部，驱使原子核向长椭球形状转化。它们之间进行着强烈的竞争，主导着原子核的形状演化。首先，我们对此区域的偶偶核同位素链的基态形变做了系统的分析，并与已有的理论以及实验数据做了对比。其次，给出了它们基态势能曲线随γ形变的变化，得到了此区域内原子核中丰富的形状信息，重现了长椭球，扁椭球和三轴形变的形状共存现象。在它们的基态费米面附近，质子占据1h11/2闯入轨道的底部，即高j高Ω轨道，具有扁椭球驱动力；中子占据1h11/2闯入轨道的顶部，即高j低Ω轨道，具有长椭球驱动力，然后随着推转频率的增加，两种驱动力进行强烈的竞争，导致出现原子核的不规则形变。随后，我们继续讨论了原子核在推转之后晕态四极形变的演化情况。根据实验上可以提取的能级劈裂的奇偶晃动参数，以偶偶核132-138Nd为例，定性地分析了这些核的软硬，发现其与我们的计算非常一致。值得注意的是，对于标志γ方向自由度的奇偶晃动参量S(I)，计算的结果若按照先前文献中给定的软硬情况时的晃动规则，则核素138Nd中将出现随自旋变化的γ软或三轴性现象。
　　偶偶核250-266Rf的转动性质研究：在(β2,γ,β4)三维形变空间中，我们用TRS计算方法系统地研究了超重核区偶偶核250-266Rf的转动性质。首先，我们计算了此区域内对能隙随中子数的变化，定性的分析出它们能级密度的变化。然后以核素256Rf为例，用其质子与中子费米面附近的Woods-Saxon单粒子能级随四级形变的变化曲线进行验证，进一步确认中子数N=152与N=162这两个能隙。其次，给出偶偶核250-266Rf的转动惯量随转动频率的变化，并重现了从实验上提取的核素256Rf的转动惯量。另外，我们认为其转动惯量的上弯现象应该主要归因于由科里奥利力引起的核子顺排效应。随后我们又给出了顺排角动量中质子和中子组份各自的贡献，并给出了其准粒子能量随转动频率的变化，发现在轻的Rf同位素中，j15/2轨道中子的顺排比较优先；而在重的Rf同位素中i13/2轨道质子的顺排和j15/2轨道中子的顺排有着很大程度的竞争，它们的带交叉频率几乎是同时的。

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1 引言

1.1 原子核物理学研究综述

1.2 本论文主要研究内容与结构

2 理论模型

2.1 宏观部分

2.2 微观部分

2.3 TRS计算方法

3 稀土核区偶偶核的形状演化研究

3.1 研究简介

3.2 结果与讨论

3.3 本章小结

4 超重核区偶偶核 250-266Rf的转动性质研究

4.1 研究简介

4.2 结果与讨论

4.3 本章小结

5 总结与展望

参考文献

附录

个人简历

在学期间发表的学术论文与研究成果

致谢