超重核的壳结构和稳定性

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【摘要】

：

核物理中一个长期探索的基本问题就是原子核电荷与质量的上限,但是经过多年的探索,核素图右上角的边界仍然是未知的.多数理论都预言存在比pb更重的双幻核.研究超重核的性质无

【作者】

：

张炜

【机构】

：

北京大学

【出处】

：

北京大学

【发表日期】

：

2004年期

【关键词】

：

超重核相对论平均场理论壳结构冷熔合反应截面

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核物理中一个长期探索的基本问题就是原子核电荷与质量的上限,但是经过多年的探索,核素图右上角的边界仍然是未知的.多数理论都预言存在比<208>pb更重的双幻核.研究超重核的性质无论对物理,还是对化学都有非常重要的意义.该文采用的相对论平均场理论是微观自洽的模型,有望给出超重核区较好的理论预言.在相对论连续谱Hartree-Bogoliubov(RCHB)理论框架下,在质子数Z=100-140和中子数N=Z+30-2Z+32等偶偶核中进行超重球形双幻核的探索.采用的有效相互作用为NL1,NL3,NLSH,TM1,TW-99(密度依赖),DD-ME1(密度依赖),PK1和PK1R.基于双核子分离能(S<,2p>和S<,2n>)、双核子能隙(δ<,2p>和δ<,2n>)、壳修正能量(E<,shell>

和E<,shell>)、对能(E<,pair>

和E<,pair>)、有效对能隙(Δp和Δn)以及能级结构等物理量,预言了可能的质子幻数120,132,138和中子幻数172,184,198,228,238,258.并发现在超重核区,壳的弱化(quenching)现象是普遍的.进一步,我们采用Viola-Seaborg公式系统地估算了超重核的α衰变寿命,所得结论与前面的幻数预言一致.利用形变约束的相对论平均场(RMF)理论研究了可能的超重双幻核的位能曲面.以NL3相互作用为例,证明了<292>120和<378>120为球形双幻核.利用Strutinsky壳修正方法验证了壳效应对于超重核的深刻意义.最后采用冷熔合反应模型估计了产生偶Z=102-120核(包括两个最轻的双幻核<292>120和<304>120)的最佳激发能和最佳激发能下的反应截面.结果发现,对于合成<293>118,相对论平均场理论TM1相互作用给出的反应截面为3.3pb,比宏观-微观模型预言的反应截面670pb小了两个量级,更接近于现有1pb的实验探测下限.对于可能的双幻核<292>120,根据NL1和NL3相互作用,在现有实验条件下是有可能合成的.

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