超重核α衰变半衰期的研究

关键词：０【衰变，超重核，推广的液滴模型，半衰期
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｃｏｎｔａｉｎｓ ｔｗｏ ｐａｒｔｓ．Ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｐａｒｔ ｉｓ ｓｔｕｄｙｉｎｇ ｔｈｅ ａ－ｄｅｃｉｚｅｄ ｓｕｐｅｒｈｅａｖｙ ｎｕｃｌｅｉ ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｄｒｏｐ Ｍｏｄｅｌ
表１是近２ ０年内合成的重要核素［２２】。 表２．１．１：近２０年内合成的重要核素
元索 瞻（Ｚ；１１０）
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原创性声明
本人郑重声明：本人所呈交的学位论文，是在导师的指导下独立进行研究所 取得的成果。学位论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等， 均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体 已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。
高能物理研究发现，核子还有内部结构。原子核结构是一个比原子结构更为 复杂的研究领域，目前，已有的关于原子核结构，原子核反应和衰变的理论都是 模型理论，其中一部分相当成功地反映了原子核结构和运动的客观规律。
当前核物理的研究主要分为三个方面： 从同位旋的角度看，主要研究中能重离子碰撞过程中各种物理观测量随入射 道条件，沿碰撞系统同位旋自由度的演化规律和机理，分析和寻找提取对称势和 介质中同位旋相关核子一核子碰撞截面的灵敏探针以及讨论和区分化学因素和 动力学因素对以上演化规律的影响和机理，找寻判定化学不稳的信号。通过系统 地与实验数据比较提取和积累有关对称势，介质中同位旋相关核子一核子碰撞截 面和造成碰撞系统化学不稳定的知识，改进和建立同位旋非对称核物质状态方 程。 从能量角度看，主要研究低能区的弹性散射，准弹性散射和深度非弹性散射， 中能区的原子核碎裂反应，气液相变，以及当前正在探索中的高能区的高温高密 情况下原子核的结构性质和夸克．胶子等离子体（ＱＧＰ）相变。低能区到现在为止已 经基本研究清楚，中能区由于同时受到平均场及两体碰撞的影响，情况比较复杂。 在高能区对ＱＧＰ相变的研究对于认识宇宙大爆炸和证实是否存在自由夸克都有 十分重要的意义。我们一方面从理论上继续研究ＱＧＰ产生的条件等，另一方面 从实验上去证实ＱＧＰ相变的存在。
超重核及】ｅ研究方法
第二章超重核及其研究方法
自然界天然存在的原子序数最大的元素是９２号元素Ｕ。Ｕ之后的核素都是 通过实验合成的，称为超铀元素。１９６０年末，Ｎｉｌｓｓｏｎ等预言了在Ｚ＝１１４，Ｎ＝１８４ 附近存在一个超重核的稳定岛。这个区域的核素的半衰期远大于其邻近核素的半 衰期［２０】。所谓的“超重核稳定岛”一般是指在核素图上比２０８Ｐｂ重的下一个双幻 核附近的区域。超重核一般指的是原子序数在１０３后面的，“超重核稳定岛”上的 超钢元素，超重核的性质的主要包括超重核的结合能、超重核的Ｑ衰变半衰期和 衰变能、自发裂变半衰期、形变以及能级结构等。随着原子序数的增加，库仑排 斥力随之急增。原子核因此随着原子序数的增加而越来越不稳定。半衰期也越来 越短。可能存在的元素有上限么？它们的半衰期的变化规律是怎样的？这是核物 理学家们非常关注的。实验合成超重核与超重核的理论研究因此成为原子核物理 非常核心的问题。
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发现者
Ｓ．１ｔｄｍａｎ
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ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｗｉｔｈ ＷＫＢ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｐａｒｔ ｉｓ ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ａ—ｄｅｃａｙ
ｈａｌｆ－ｌｉｖｅｓ ｏｆ ｓｕｐｅｒｈｅａｖｙ ｎｕｃｌｅｉ ｗｈｉｃｈ ｈａｖｅ ｎｏｔ ｂｅｅｎ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ．
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保密论文在解密后应遵守此规定。
论文作者签名：缎导师签名：五幺毛日
引言
第一章引言
原子核是比原子更深一个层次的物质结构。原子核物理学是研究原子核的性 质，它的内部结构、内部运动、内部激发状态、衰变过程、裂变过程以及它们之 间的反应过程的学科。
从１ ８９６年贝可勒尔发现天然放射性现象开始。人们对原子核的研究已经有了 １００多年的历史。１９１ １年卢瑟福根据ａ粒子与原子发生大角度散射的事实，提出 了原子核的核式结构，又于１９１９年在０【粒子轰击氮引起的人工蜕变中发现了质子， １９３２年Ｃｈａｄｗｉｃｋ论证了原子核中中子的存在。这些卓越的成就奠定了原子核物理 学的理论和实验基础。
引言
从原子序数的角度看，主要研究是超重核的合成和超重核的性质等的研究。 探索原子核质量存在的极限，检验原子核壳模型。通过合成超重核可以更好地研 究强库仑力条件下核物质性质。超重核质量和衰变性质的研究可以了解原子核形 状、奇异质子和中子分布对核稳定性的影响等。
§１．１超重核伐衰变研究的意义
１８９０年贝克勒尔发现了原子核的放射性，科学家从此开始了对原子核的研 究。通过研究发现，原子核的放射性是原子核不稳定性值的综合反映。当原子核 自发地从不稳定状态向稳定状态转变的过程中，要放出不同粒子并释放出能量。 这种自发转变过程就是原子核衰变。天然的放射性衰变包括０【衰变、ｐ衰变和丫 衰变。原子核衰变是原子核内部能量自发转变过程，不同类型的衰变反映了不同 相互作用的各自特点，所以通过研究原子核衰变可以获得核力、核结构等方面的 信息。
原子核的ａ衰变问题是量子势垒穿透问题。自ａ衰变现象发现以来，出现了 解释它的许多理论模型。其中由上世纪８０年代由Ｇ Ｒｏｙｅｒ提出的推广的液滴模 型（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｄｒｏｐ Ｍｏｄｅｌ）是成功解释０【衰变的模型之一。本文比较详 细地介绍并讨论了推广的液滴模型。并系统地研究了新合成的超重核２９４１１８、 ２９１１１６、２６３Ｈｓ和狮Ｂｈ及其ａ衰变链中各核素的半衰期。计算结果表明，亲合能因 素对超重核仅衰变半衰期影响显著。通过推广的液滴模型计算得到的超重核半衰 期与实验值符合得非常好。说明推广的液滴模型可以成功研究超重核的半衰期。 本文还预测了Ｚ＝１１８和Ｚ＝１１６同位素链上尚未合成的超重核的半衰期。计算结 果表明在Ｚｒ＿１１８和Ｚ三１１６中存在长寿命同位素。可以作为今后实验工作者的参 考。
从同位旋的角度看主要研究中能重离子碰撞过程中各种物理观测量随入射道条件沿碰撞系统同位旋自由度的演化规律和机理分析和寻找提取对称势和介质中同位旋相关核子一核子碰撞截面的灵敏探针以及讨论和区分化学因素和动力学因素对以上演化规律的影响和机理找寻判定化学不稳的信号
摘要
本论文主要包括两部分内容。第一是运用推广的液滴模型结合ＷＫＢ方法研 究新合成的超重核ａ衰变的半衰期。第二是运用推广的液滴模型结合ＷＫＢ方法 预测尚未合成的超重核０【衰变的半衰期。
§２．１实验上研究超重核
１９４０年，美国加利福尼亚大学Ｂｅｒｋｅｌｅｙ分校的Ｅ．Ｍ．ＭｃＭｉｌｌａｎ和华盛顿特 区华盛顿卡内基研究所的Ｐ．Ｈ．Ａｂｅｌｓｏｎ在研究中子诱发２３８Ｕ裂变时发现的９３号
元素Ｎｐ，这是第一个人工合成的超铀元素［２１】。 在此之后，大量超重核相继合成成功。实验合成的超铀元素已超过２０多个
超重核的主要衰变模式是仅衰变。对于超重核来说，由于Ｑ衰变提供了诸如 原子核基态寿命，原子核相互作用，原子核形变，原子核不可压缩性，原子核宇 称，自旋，衰变能、壳效应、等有关原子核结构的信息【１．１９】，使ＣＩ衰变成为非 常重要的衰变模式。实验上还可以通过未知母核到已知核素的ａ衰变链来鉴定新 核素和新元素［７，１１】。从理论上研究仅衰变，可以验证原子核势能的合理性，对 没有合成的原子核相关数据做出理论预言，为将来的合成实验提供一定的指导。 超重核ａ衰变原理和技术在日常生活中获得了广泛的应用。
§１．２本文的主要研究方法和内容
本论文的主要目的是为当前的超重核的研究提供一定的理论参考。本论文工 作主要包含以下两部分内容：第一是运用推广的液滴模型结合ＷＫＢ方法研究超 重核的半衰期。第二是运用推广的液滴模型结合ＷＫＢ方法预测尚未合成的超重 核的半衰期。
本文共分为六章，第三章主要介绍原子核Ｑ衰变及其性质。第四章介绍并讨 论了推广的液滴模型。第五章应用推广的液滴模型计算并讨论了近年来新合成的 超重核的半衰期。最后一章对下一步的工作做出结论和展望。