重核裂变动力学过程的颈部研究

摘要

本论文利用试验粒子反复多次通过位垒方法，讨论鞍点回流现象，并利用该模型系统讨论了复合核热裂变速率，非谐势对核裂变速率的影响，裂变时钟问题以及颈部振荡问题，提出颈部长度概念，得到了不少有意义的结论。 对裂变扩散模型的深入研究使人们发现通常的试验粒子首次通过鞍点模型模拟的定义在鞍点处的稳态裂变速率要比断点处的大，因此在数值模拟中有作者选择断点作为裂变的判断依据。然而鞍点是一个普遍的非常重要的物理概念，它广泛地应用在许多物理领域，包括核裂变及熔合问题。因此定义在鞍点处的裂变速率在裂变的研究中仍然是十分重要的。试验粒子的 Langevin 轨道在通过鞍点之后具有一定的返回几率，存在着回流现象，因此利用试验粒子多次通过鞍点模型来模拟核裂变动力学过程是非常合理的。 我们把试验粒子反复多次通过鞍点方法即通常的试验粒子首次通过鞍点方法计算的热复合核的裂变速率进行了比较，发现前者计算的裂变速率要低于后者的结果，但是与定义在断点处的稳态裂变速率一致。 考虑到鞍点回流现象，我们对热核裂变位垒作了非谐修正，发现鞍点后越“陡”的势中回流效应越弱，核容易发生裂变。 在对裂变时钟问题的讨论中，我们发现在裂变核系统颈部生长过程中存在着颈部的振动过程，且具有一定的稳定性，因此我们提出了颈部长度，颈部宽度的概念，并研究其受温度及粘滞系数的影响，发现在高温度低粘滞系数的情况下，在鞍点处能够生长出长而宽的“脖子”。

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

一核裂变理论模型

(一)原子核裂变

(二)原子核裂变理论模型

二核裂变的应用

(一)核武器

(二)核能

三本文研究的目的、意义和主要研究的问题

第二章理论基础

一布朗运动和朗之万方程

二朗之万方程数值模拟

三Fokker-Plank方程

四核裂变速率的近似计算方法

(一)准稳态近似下的Kramers裂变速率

(二)热力学稳态裂变速率及修正的Kramers速率

第三章试验粒子多次通过位垒模型

一利用试验粒子多次通过位垒方法计算核裂变速率

(一)核的瞬态行为

(二)核裂变速率中的overshooting现象

二核裂变速率随温度及阻尼的变化

第四章非谐裂变位垒对核裂变速率的影响

一陡势与缓势对核裂变速率的影响

二“肩膀”势对核裂变速率的影响

第五章裂变时间尺度与颈部长度

一平均最后通过鞍点时间

二颈部振动

(一)振动频率

(二)颈部长度

(三)温度及阻尼对颈部长度的影响

(四)非谐势对颈部长度的影响

结论

附录

参考文献

致谢

个人简历及在学期间的研究成果和发表的学术论文