核反应中的光学模型理论研究

摘要

随着核科学的深入发展，核技术应用对带电粒子在中能区的核反应数据的需求日益增加，从而在客观上促进了中能带电粒子诱发的核反应理论及实验研究的发展。光学模型是各种核反应模型理论计算的基础和出发点。因而，要得到好的核反应数据，就必须对光学模型及光学势做深入细致的研究。
　　 本文企图对光学模型做一个比较系统的研究，具体包含了四项工作：
　　 (1)基于现有氚核入射的实验数据，通过对已有氚核光学势的势阱深度和几何参数的改进，得到了一套适用于40MeV以下48Ca-232Th范围内靶核(以及19F、27Al)，的最佳氚核唯象普适光学势参数。该套光学势参数可以作为研究氚核诱发核反应的基础和出发点。
　　 (2)对于核子入射，基于有效Skyrme核力，通过核物质近似途径，申庆彪等人已经得到了微观光学势的解析计算公式。我们对14套Skyrme力参数得到的质子微观光学势与两套质子唯象普适光学势做了比较计算，找到了一套最佳的适合构建质子微观光学势的Skyrme力参数。由于这种质子微观光学势具有较好的理论基础，此光学势可以用来对那些缺乏实验数据，尤其是远离β稳定线的核做核数据计算与评价工作。
　　 (3)基于现有氘核入射的实验数据和折叠光学模型，把核子的光学势通过折叠积分，得到氘核的折替光学势。对于核子光学势，我们选取了两套唯象普适光学势和由8套Skyrme力参数得到的申氏微观光学势，对其进行了全面的计算，经过深入的比较分析，找出了一套最适合在折叠光学模型理论框架下构建氘核光学势的最佳Skyrme力参数。由于微观核子光学势和折叠光学模型都具有较好的理论基础，因而，由这套最佳Skyrme力参数得到的氘核折叠光学模型势能够用来对那些缺乏实验数据，特别是那些远离β稳定线的核做相关的理论模型计算。通过(2)、(3)两项工作及申庆彪等人以前的工作，我们得出结论：对于中子、质子和氘核作为入射粒子，SKα是用来构建这些粒子光学势的一套共同的最佳Skyrme力参数。
　　 (4)基于现有质子入射的实验数据，通过改进原有色散光学模型，得到了一套适用于200MeV以下靶核范围为24≤A≤209的质子普适色散光学模型势。该套光学势参数可以作为研究质子诱发核反应的基础和出发点，也可以应用于壳模型的相关计算工作。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 引言

1.1 核反应概论

1.1.1 描述核反应的理论模型

1.1.2 光学模型势的分类

1.2 研究背景及意义

1.3 国内外的研究现状

1.3.1 唯象光学势的研究现状分析

1.3.2 微观光学势的研究现状分析

1.3.3 折叠光学势的研究现状分析

1.3.4 色散光学势的研究现状分析

1.4 本文主要内容及结构

第二章 核反应理论模型概述

2.1 核反应过程的分阶段描述和核反应机制

2.1.1 核反应过程的分阶段描述

2.1.2 核反应机制

2.2 光学模型

2.2.1 基本思想

2.2.2 光学模型势

2.2.3 光学模型计算的物理量

2.3 平衡态复合核反应理论

2.3.1 蒸发模型

2.3.2 Hauser-Feshbach理论

2.4 预平衡发射理论

2.5 统一的Hauser-Feshbach和激子模型理论

2.6 直接核反应理论

2.6.1 扭曲波玻恩近似(DWBA)直接核反应理论

2.6.2 耦合道光学模型理论

2.6.3 基于激子模型的唯象直接反应理论

第三章 氚核的普适光学模型势

3.1 光学模型势的形式及其普适光学势参数

3.2 数据基

3.3 误差分析

3.4 计算结果与讨论

第四章 质子的微观光学势

4.1 质子微观光学势的计算

4.1.1 有效核力

4.1.2 质量算符

4.1.3 申氏核子微观光学势的计算公式

4.2 计算结果与讨论

第五章 氘核的折叠光学势

5.1 氘核的折叠光学模型势

5.2 氘核的基态波函数

5.3 两套普适核子光学势及微观核子光学势所用到的各种有效Skyrme力参数

5.3.1 两套普适核子光学势

5.3.2 微观核子光学势所用到的各种有效Skyrme力参数

5.4 计算结果与分析讨论

第六章 质子的普适色散光学模型势

6.1 色散光学势的形式

6.2 各种势形式的选取

6.2.1 Hartree-Fock平均势和自旋轨道耦合实部势

6.2.2 体、面吸收势虚部及自旋轨道耦合势虚部

6.3 色散积分的计算

6.3.1 体、面吸收势虚部及其自旋轨道耦合势虚部色散积分的计算

6.4 数据基

6.5 误差分析

6.6 计算结果与分析讨论

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢

攻读博士学位期间发表的论文及个人简介