本文選題：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò) + 核反應(yīng)�。� 參考：《中國科學(xué)院研究生院(上海應(yīng)用物理研究所)》2016年博士論文

【摘要】：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論為諸多學(xué)科提供了嶄新的視角,經(jīng)過近二十年的發(fā)展在眾多領(lǐng)域產(chǎn)生了令人矚目的交叉科研成果,揭示了現(xiàn)實(shí)世界中一些復(fù)雜系統(tǒng)的內(nèi)在規(guī)律,加深了人們對于傳播、演化、同步、控制、推薦等問題的認(rèn)識。就研究對象而言,反應(yīng)系統(tǒng)是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究的一個(gè)大類,人們關(guān)心系統(tǒng)的宏觀結(jié)構(gòu)如何描繪,反應(yīng)通路分布在什么位置,具體的反應(yīng)關(guān)系對應(yīng)于系統(tǒng)中的哪些功能等問題  結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)的基礎(chǔ),也決定了系統(tǒng)的許多功能。作為基本的反應(yīng)類型之一,核反應(yīng)是形成物質(zhì)世界的基礎(chǔ),也是能量的重要來源,特別是關(guān)于核天體物理的研究,對探索宇宙的起源與演化起著至關(guān)重要的作用,涉及反應(yīng)率、核素穩(wěn)定性、核合成過程等熱點(diǎn)問題。經(jīng)典的核反應(yīng)研究注重單個(gè)反應(yīng)或局部過程,缺乏對系統(tǒng)整體的討論,因此運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論對其進(jìn)行分析是十分有益的嘗試。然而,由于反應(yīng)往往具有多條件、多類別的復(fù)雜特征,單層網(wǎng)絡(luò)的抽象方法難以描述完整的結(jié)構(gòu),容易丟失關(guān)鍵信息。多層網(wǎng)絡(luò)則通過進(jìn)一步區(qū)分系統(tǒng)個(gè)體之間的相互作用彌補(bǔ)了單層網(wǎng)絡(luò)的不足,提高了考察結(jié)構(gòu)的分辨率。目前,對于包括核反應(yīng)在內(nèi)的反應(yīng)系統(tǒng),多層網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)研究甚少。因此,本文以核反應(yīng)的基本要素為著手,從微觀到宏觀,從還原論到整體論,深入研究了核反應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征。研究工作主要從以下幾方面展開:1、推進(jìn)對于反應(yīng)率、反應(yīng)截面和反應(yīng)過程的認(rèn)識與應(yīng)用。從核反應(yīng)的基本要素出發(fā)介紹其物理理論,討論了不同核反應(yīng)系統(tǒng)中反應(yīng)率、反應(yīng)截面以及反應(yīng)過程的差別,并分別通過核物理實(shí)驗(yàn)裝置中的中子吸收片,以及核能中熔鹽堆的中子擴(kuò)散模型為例進(jìn)行說明。核物理中的核反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)方法以各種核數(shù)據(jù)作為輸入?yún)?shù),模擬計(jì)算部分系統(tǒng)的演化。這些經(jīng)典的核反應(yīng)研究均以還原論為主導(dǎo),注重單個(gè)或局部的反應(yīng),對應(yīng)于簡單的拓?fù)?如星形、環(huán)、鏈。核反應(yīng)與圖論的關(guān)聯(lián)顯示出從整體研究核反應(yīng)系統(tǒng)的重要性。2、提出改進(jìn)的反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)網(wǎng)方法,從宏觀角度統(tǒng)計(jì)分析了核反應(yīng)系統(tǒng)。傳統(tǒng)構(gòu)網(wǎng)方法容易受“貨幣粒子”干擾,或者丟失較多的重要拓?fù)湫畔ⅰ１疚脑诜治龊朔磻?yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫REACLIB時(shí)提出了反應(yīng)物-產(chǎn)物與多層網(wǎng)絡(luò)的混合構(gòu)網(wǎng)方法,即將核素映射為節(jié)點(diǎn),反應(yīng)關(guān)系映射為連邊,根據(jù)生成核素所需的不同粒子,將連邊分為中子、質(zhì)子、α粒子和其它共4種類別,連邊權(quán)重對應(yīng)于反應(yīng)率,得到由n、p、h三層較規(guī)則網(wǎng)絡(luò)和r層較復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)組成的多層網(wǎng)絡(luò),揭示了核反應(yīng)系統(tǒng)不同于常見現(xiàn)實(shí)世界系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。由傳統(tǒng)單層網(wǎng)絡(luò)定義的度量指標(biāo)未必有合理的物理意義與其對應(yīng),而混合構(gòu)網(wǎng)方法則有效地保留了系統(tǒng)的關(guān)鍵信息。研究還發(fā)現(xiàn),隨溫度變化的邊權(quán)演化幫助較規(guī)則網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生復(fù)雜的現(xiàn)象。3、進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)核反應(yīng)系統(tǒng)的物理屬性和結(jié)構(gòu)特征之間的相關(guān)性。從復(fù)雜多層網(wǎng)絡(luò)角度對于穩(wěn)定核素定義了度值差、節(jié)點(diǎn)重疊系數(shù)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征度量指標(biāo),體現(xiàn)了穩(wěn)定性是關(guān)于反應(yīng)中出和入的平衡結(jié)構(gòu);r層包含著豐富的結(jié)構(gòu)信息,對應(yīng)著核素自身的分解轉(zhuǎn)化,反應(yīng)環(huán)境溫度較低時(shí),節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度與不穩(wěn)定核素的半壽命值也存在明顯的確定關(guān)系。基于這些相關(guān)性,本文對未探明半壽命值的核素給出了預(yù)測值。另外,結(jié)合r層網(wǎng)絡(luò)與核反應(yīng)中中子俘獲過程的相關(guān)性,研究對r過程的反應(yīng)路徑也給出了基于度值差的判定條件。4、通過模體規(guī)律預(yù)測核反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)演化,給出穩(wěn)定島的可能拓?fù)洹Ｌ接懥朔�(wěn)定島預(yù)測遇到的問題,以及模體在復(fù)雜系統(tǒng)中的普遍現(xiàn)象。結(jié)合模體的結(jié)構(gòu)及其空間特征與核反應(yīng)物理屬性的對應(yīng),進(jìn)一步描繪了核反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)n、p、h層的規(guī)律結(jié)構(gòu),即單一模體在分層網(wǎng)絡(luò)上重復(fù)疊加,并在幻數(shù)82附近和邊緣發(fā)生衰減;r層網(wǎng)絡(luò)存在多種模體,但均屬于同一類別;穩(wěn)定核素與鄰近非穩(wěn)定核素往往只相差一條連邊的方向。通過對超重核區(qū)域基于模體規(guī)律作出的假設(shè),并結(jié)合穩(wěn)定核素判斷條件,給出了穩(wěn)定島中可能存在的穩(wěn)定核素拓?fù)漕A(yù)測。多層網(wǎng)絡(luò)相關(guān)理論在對核反應(yīng)系統(tǒng)的分析中顯現(xiàn)了其作為整體論方法的優(yōu)點(diǎn),是對經(jīng)典核反應(yīng)理論研究的補(bǔ)充,同時(shí)也豐富了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)關(guān)于反應(yīng)系統(tǒng)的研究,推動總結(jié)普適規(guī)律。本研究探討了核反應(yīng)系統(tǒng)的宏觀結(jié)構(gòu)特征,找到了核數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征的一些關(guān)聯(lián),進(jìn)而給出了物理上的預(yù)測,為核天體物理問題的探索提供新的思路。
[Abstract]:澶嶆潅緗戠粶鐞嗚涓鴻澶氬縐戞彁渚涗簡宕柊鐨勮瑙，

本文編號：1934121