通过铕同位素的α衰变研究核势的同位旋效应

通过铕同位素的α衰变研究核势的同位旋效应
孙小东;郭萍;李小华
【摘要】基于采用唯象核势的结团模型研究了铕同位素的α衰变半衰期,计算结果表明结团模型比库仑势加亲和势模型更加接近铕同位素的α衰变实验数据.引入因
子f来修正唯象核势,发现因子f与同位旋之间存在强烈的线性关系,根据α衰变半
衰期的实验数据提取了相关系数.
【期刊名称】《四川大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2016(053)003
【总页数】4页(P597-600)
【关键词】α衰变;铕同位素;唯象核势;同位旋效应;结团模型
【作者】孙小东;郭萍;李小华
【作者单位】南华大学数理学院,衡阳 421001;南华大学核科学技术学院,衡阳421001;南华大学数理学院,衡阳 421001;南华大学核科学技术学院,衡阳 421001【正文语种】中文
【中图分类】O571.32+1
最近的实验探测到了半衰期长达亿万年的α衰变原子核，比如151Eu[1]，这些新发现的α衰变不稳定核改变了人们对原子核的了解，超重元素的α衰变性质是当
今核物理的研究前沿之一[2]. 目前为止已经提出了很多解释α衰变现象的理论方法，如微观理论、半经验公式、不对称裂变模型等. 但利用壳模型平均场理论等微观方法精确的研究α衰变仍然存在困难[3]；改进的经验公式可以得到不错的结果；结
团模型[4]在结团-核心图像下，既引入了准束缚态量子化条件，又具有半经典方法的简单性. 本文利用结团模型计算铕同位素的α衰变半衰期，并研究唯象势垒的同位旋效应.
α衰变半衰期T1/2可以根据衰变宽度求出[4]，
有效液滴模型[5], 参数模型[6]和库仑势加亲和势模型[7]都是根据原子核电荷半径
来确定势垒半径R，比如通过最常见的电荷半径公式R=r0A1/3，r0是核半径常数. 结团模型则根据准经典束缚态Bohr-Sommerfeld量子化条件求出势垒半径R，其量子化条件如下[4]：
在结团模型中，α结团与子核之间的势垒可写为核势、库仑势和离心势之和，即
V=VN+VC+Vl. 密度依赖结团模型[8]采用重整M3Y核力双折叠积分得到微观核
势阱，推广液滴模型[9]利用液滴模型结合能公式来给出核势. 本文采用cosh型的
唯象核势
结团模型的参数主要有核势阱VN(r)(势阱形状、核势阱深度V0、表面弥散宽度a)、全局量子数G和形成因子Pα. 核势垒和全局量子数共同决定α结团贯穿势垒的几率.
表1列出了本文采用结团模型计算的结果与实验数据、其他理论结果的比较. 计算中采用下面的参数：
从表中可以看出结团模型的计算结果，相对于库仑势加亲和势模型，更加接近实验数据. 从151Eu的基态衰变到147Pm的第一激发态的衰变过程也列在表中.
下面，引入f因子来修正唯象核势阱. 势垒深度修正公式、表面弥散宽度修正公式
分别如下
V0=f1*162.3MeV
a=f2*0.4fm
通过147Eu 、148Eu 及151Eu 衰变到147Pm的α衰变半衰期的实验数据可以
依次求出对应的因子f，结果如图2所示.
通过计算发现，结团模型比库仑势加亲和势模型更加接近铕同位素的α衰变实验数据.同时发现其核势的势阱深度及弥散宽度具有强烈的同位旋依赖关系.。