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Hf同位素及沿β穩(wěn)定線原子核結構性質研究

發(fā)布時間:2020-04-29 10:02
【摘要】:本論文的主要工作是在宏觀-微觀模型下基于對能-形變自治的Woods-Saxon-Strutinsky計算方法(如total-Routhian-surface計算方法)研究Hf同位素暈態(tài)性質以及沿刀穩(wěn)定線核結構的性質。主要內容包括兩部分:一、研究了 Hf偶偶核同位素鏈下的暈態(tài)性質,主要包括四極形變β2、轉動慣量以及集體運動模式;二、從β穩(wěn)定線入手,研究了位于β穩(wěn)定線上的偶偶核的結構性質。Hf同位素偶偶核暈態(tài)結構性質:質量范圍在150≤A≤190區(qū)域的原子核具有典型集體轉動性質。首先,我們根據表征原子核集體性質的經驗公式,如R4/2和P因子研究了 Hf偶偶核同位素,發(fā)現大多數Hf同位素具有良好的轉動性質,這為我們研究暈態(tài)下的轉動慣量以及不同集體運動模式提供了可能。其次,我們考察了不同Woods-Saxon勢參數對四極形變值的影響,結果發(fā)現形變參數在一定程度上是具有模型依賴性的。通過表征原子核形狀及軟硬度演化的形變勢能曲線,我們分析了隨推轉頻率增加的Hf同位素原子核形變軟硬的變化過程。另外,通過分析Hf同位素轉動慣量以及順排角動量得知,我們發(fā)現部分偶偶核中大的回彎可能源自原子核的形狀變化而不是質子與中子對的同時順排,并以176,178,180Hf三個核為例在不同組態(tài)上進行了較為詳細的分析與研究。最后,以這一同位素為例,我們考慮了一階轉動-振動耦合效應并拓展了原來的E-GOS曲線,相對于之前發(fā)展的centipedelike E-GOS曲線,新的E-GOS曲線能更好的描述實驗現象。沿β穩(wěn)定線核結構性質研究:由于β穩(wěn)定線上的核不容易發(fā)生β衰變,相對穩(wěn)定,這可以幫助我們預測實驗上尚未發(fā)現的核。我們根據半經驗公式再現了β穩(wěn)定線,并分析了位于好穩(wěn)定線上的質子數2≤Z≤118(共59個偶偶核)的核結構性質。P因子與原子核的集體性密切相關,β穩(wěn)定線在近超重核區(qū)穿越了一個大的P因子“峰”。四極形變理論值與實驗值的對比可知,在質量較輕區(qū)域四極形變與實驗值的對比相差較大,但對于中重質量區(qū)的核子來說其比值符合的相當好,體現出在中重核區(qū)的模型優(yōu)勢。我們還給出了以位于β穩(wěn)定線上的核為基準的50≤Z≤118偶偶核同位素的半衰期,同時也重點以β穩(wěn)定線與雙質子、雙中子分離能相結合來研究原子核的變化規(guī)律,發(fā)現穩(wěn)定線兩側的雙核子分離能有線性規(guī)律,并擬合出一個穩(wěn)定性依賴的經驗的描述分離能的公式。
【圖文】:

原子核,形狀參數,形變


逡逑K邋—邋2逡逑圖2.1四極形變下原子核的形狀⑴。逡逑在此我們可以得到a2()和a22。即逡逑aio邋=邋^c0s7邋j邐(2.11)逡逑。邐《22=古邋Ain/逡逑r2表示原子核軸對稱形變參量,7表征偏離軸對稱的形變參量。由Lund逡逑convention邋[22]入手,如圖2.2所示。并且通過關系,逡逑X邋=邋y02COS(/邋+邋30D)逡逑7邋=邋4sin(/+30-)邐(2.12)逡逑將直角坐標平面代替極坐標平面來表示勢能面計算。如圖2.2所示,/?方向的線逡逑的長短表示值的大小,這里的表示四極形變,常用來描述原子核形變程度。逡逑同樣的,用/的大小來區(qū)分原子核的長橢和扁橢形狀,從圖中我們看到X形變的逡逑范圍為—120。<,<60°,分為三大區(qū)域:一120°<,<-60'邋-60°<;^<0°邋和逡逑0。<7<60。。當7邋=邋-120°和0°時原子核為長橢形狀,而P_60°和60°表示原子核逡逑為扁橢形狀。0°和-60°表示集體轉動

等高線圖,同位素鏈,偶偶核,經驗值


逑強的集體性質。在原子核質量表中,,所有具有相應性質的偶偶核都可以通過前面逡逑對及4/2的討論得出。在圖3.1(b)中我們給出了質子數在50 ̄82,中子數為82 ̄126逡逑的偶偶核的及4/2的等高線圖,從中我們可以看到相當有規(guī)律的分布情況。圖3.1(c)逡逑給出了同位素鏈的i5因子值,其中標注出了外=10的Hf同位素,正如預期的那逡逑樣,W=104是中子半殼的位置,此時價核子數目最多,P因子值最大,核也最穩(wěn)逡逑定。實際上,圖3.1(a)中的及4/2的值接近3.3時,也在7V=104半殼位置,表明可逡逑能具有最大的穩(wěn)定性。除了三個比較輕的核156_^Hf,剩下的核的P因子值都大逡逑于4,說明一系列的形變。然而值得注意的是,P邋=邋5.5而不是經驗值4-5,可以逡逑簡單理解為P因子臨界值是因為質子中子相互作用或者可能的對相互作用。當逡逑然,質子-中子相互作用與對相互作用在將來對不同原子核同位素鏈的研宄是有逡逑意義的。逡逑正如上面提到的那些
【學位授予單位】:鄭州大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2018
【分類號】:O571

【參考文獻】

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4 高永祥;用Origin軟件作直線擬合[J];電力學報;2003年02期

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本文編號:2644457

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