弹核碎裂的同位旋效应和丰中子核的中子

弹核碎裂的同位旋效应和丰中子核的中子皮厚度实验观测量研究

王闪闪

马春旺柴俊强王文晓

李一泉张同林祁长宇

河南师范大学物理与信息工程学院

2011核反应会议报告内容

一背景介绍

u弹核碎裂反应中的同位旋效应

u丰中子核的中子皮厚度

u统计擦碎(SAA)模型

二数据分析

u弹核碎片分布截面研究

u碎片截面分布峰位与宽度的研究

u 1A GeV 136Xe+208Pb反应中碎片截面的测量值与理论计算值的比较研究

三总结

2011核反应会议（一）弹核碎裂反应中的同位旋效应

Ø随着世界上多个放射性束流装置（RIB）以及新一代RIB设施的建设，为人们研究稀有核素的结构和其奇异性提供了机会，同时也使同位旋的研究成为核物理热点之一。

Ø在弹核碎裂反应中的同位旋效应是指丰中子弹核产生的丰中子碎片的截面与对称弹核产生的丰中子碎片截面不同，并且峰位由对称弹核向丰中子弹核偏移。

2011核反应会议（一）弹核碎裂反应中的同位旋效应

Ø重离子核反应中的许多同位旋现象都被人们所关注，例如：多重碎裂反应,碎裂反应,集体流,预平衡

核子发射等。

Ø同位旋效应是由于局部中子和质子分布差别引起的。Ø在一定条件下，同位旋效应会减小甚至消失。

Ø我们研究弹核碎裂反应中的同位旋效应，是想根据中子皮厚度与它的联系，通过调节参数，来间接获

取丰中子核的中子皮厚度。

2011核反应会议（二）丰中子核的中子皮厚度

Ø中子皮厚度是约束对称能和丰中子核状态方程的一个重要参数。

Ø在状态方程中S n的约束对进一步了解丰中子问题，推导状态方程以对高密度的核使用非常重要。

且对中子星性质的研究也有很大帮助。

Ø由于实验上中子半径的测量精度不高（远不如质子半径），因此，我们想通过中子皮厚度与同位

旋效应的关系，来获取中子皮厚度的信息。

2011核反应会议（三）统计擦碎(SAA)模型

ØSAA模型是由Brohm & Schmidt 提出的，原是用于高能重离子核反应，后经方德清等人修正，用

于中低能核反应。

ØSAA模型中，将重离子

核反应分为两个阶段：

1.碰撞阶段：参加者和

旁观者

2.退激发：蒸发粒子、裂

变和碎裂

2011核反应会议（三）统计擦碎(SAA)模型

Ø在这里，SAA模型被用于估算弹核碎裂反应的碎片截面。

Ø单粒子碎片分裂截面用以下公式计算：

注：几率分布是由多个二项分布的叠加决定的。

2011核反应会议二、数据分析

2011核反应会议

（一）弹核碎片分布截面研究

2011核反应会议（二）碎片截面分布峰位与宽度的研究

Ø在Lukyanov S, Mocko M, Andronenko L, et al., Phys. Rev.C 80, 014609(2009) 文中，对

由对称弹核和丰中子弹核产生的碎片同位素分

布峰位的偏移进行了讨论，认为丰中子弹核碎

裂产物受弹核的中子密度影响，同位素分布峰

位的微小偏移是在碎裂过程中，丰中子核退激

到稳定核素谷产生的。

Ø方德清等人认为，丰中子弹核核心的中子和质子相似的密度分布是同位素分布峰位偏移的原

因。

2011核反应会议（二）碎片截面分布峰位与宽度的研究

2011

核反应会议

（二）碎片截面分布峰位与宽度的研究

2011核反应会议（三）1 A GeV136Xe+208Pb反应中碎片截面的测量值与

在Z p-Z f不大时，计算值与测量值符合很好，但随

Z p-Z f的增大，理论计算的峰位比测量的峰位小。

2011

核反应会议

Z f <40时，对于不同的f n , 理论计算与实验测量的峰位误差很小。对于Z f 大的同位素，随着f n 的增大，误差也随之增大。

f n =2.2 时，理论与实验峰位差异线是平直的，故认为f n =2.2 是136Xe 的一个合适参量，并计算出此时S n 是0.9566fm 。这个结果中子皮很厚，是由于参数选取造成的。

注: 在费米密度模型中，参数的选取会引入计算的误差，精确的参数选取对于中子皮厚度具有重要意义。

（三）1 A GeV 136Xe+208Pb 反应中碎片截面的测量值与

计算值的比较研究

2011核反应会议三、内容总结

Ø我们对140 A MeV 40,48Ca+9Be和

1A GeV124,136Xe+Pb反应产生的碎片同位旋效应进行了研究。

Ø丰中子弹核反应碎片同位素的分布，与对称弹核相比，更多的是在丰中子区域。

Ø随着Z f的减小，同位旋效应变弱甚至消失。

Ø弹核的中子皮厚度对碎片的同位素分布峰位有很大影响。

Ø根据碎片同位素峰位在理论上与实验上的差异。可以帮助我们获得丰中子核的中子皮厚度。

2011核反应会议Thank you！

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