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本论文的主要工作是用基于推转壳模型的Total-Routhian-Surface(TRS)计算方法,研究原子核的形变和形状共存现象。主要内容分为三部分:一,对偶偶核的基态形变和形状演化进行了系统性计算;二,讨论了质量数在80区附近的原子核的形状共存、三轴形变以及g9/2轨道对原子核形状的影响;三,讨论了超重核区的形状共存和基态超形变,并研究了反射不对称性形变对超重核裂变位垒的影响。
原子核形状演化的系统性研究:应用TRS计算方法,我们对核素图上已知的偶偶核进行了系统性计算,讨论了它们的基态形变随着质子数与中子数的演化。我们重点讨论了如下几个区域:A~80区的丰质子核的形状演化与形状共存;A~100区的丰中子核的三轴形变与扁椭球形变;Z(N)=78的同位素(同中子素)链上的三轴形变。对于八极形变,我们确定了可能存在着较大八极形变的核区。
A~80区原子核的形状共存和三轴形变:A~80核区,在长椭球形变、扁椭球形变以及球形方向上均存在一个比较大的能隙,使得这个区域的原子核存在着丰富的形状演化和形状共存的信息。首先,我们研究了Kr同位素中长椭球与扁椭球两种形状共存的现象。随着中子数的增加,它们的基态由扁椭球(70,72Kr)演化为长椭球(74,76Kr)。对于72Kr,随着角动量的增加,它的形状由扁椭球形变变为长椭球形变。其次,我们发现74Ge具有非常稳定的基态三轴形变(γ=30°),并且在很高的角动量(I~24)下仍然稳定存在。进一步的计算表明,当Z(N)=34时,它的单粒子轨道在γ=30°时存在一个大的能隙,使得原子核具有稳定的三轴形变。最后,我们的计算显示,80Zr及其附近的原子核在基态和低激发态中存在着球形,长椭球和扁椭球三种共存的形状,在高角动量时会出现三轴形变。我们详细研究了质子与中子的g9/2轨道顺排产生的形状驱动效应。
超重核中的形状共存和超形变:我们首先对超重核区原子核进行了系统的TRS计算,重点讨论了超重核中正常形变和超形变共存的现象。我们计算得到的超重核的转动惯量,与已有的实验结果相一致。接着,我们在一个包含反射对称和不对称形变的更大的形变空间(β2,β3,β4,β5)下研究了超形变的稳定性问题。计算结果表明,当加入反射不对称形变自由度后,裂变位垒被显著压低。但是,对于No与Fm的一些缺中子同位素来说,他们的裂变位垒仍然较大,使得超形变的存在成为可能。特别地,我们预言248,250No存在一个超形变的基态。