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作者：汝承坤吉林大学

学位级别：硕士

宇宙中元素的合成是核物理和天体物理的最重要研究课题之一,特别是铁到铀的重元素是怎样合成的被评为21世纪11个未解决的重大物理问题之一。目前铁之后的核素合成的最有竞争力理论是中子俘获过程产生超铁元素。原子核能级密度是研究快... 详细信息

宇宙中元素的合成是核物理和天体物理的最重要研究课题之一,特别是铁到铀的重元素是怎样合成的被评为21世纪11个未解决的重大物理问题之一。目前铁之后的核素合成的最有竞争力理论是中子俘获过程产生超铁元素。原子核能级密度是研究快中子俘获过程重要物理量,也是核反应的基本物理输入量。在诸多的计算原子核能级密度的方法中,组合法的得到广泛的应用。组合法能够计算将所有组态都包含在内的能量,自旋和宇称依赖的原子核能级密度,并且与统计方法有相似精确度。另一方面,在实际的天体物理计算中,需要远离β稳定线的核素的信息,特别是研究快中子俘获过程,但是在实验上很难获取其实验数据,因此需要成功描述原子核结构性质的理论来提供计算原子核能级密度需要的原子核信息。作为描述原子核性质最成功的理论之一,协变密度泛函理论即相对论平均场理论可以自洽统一微观描述核素图上所有核素的信息,包含研究快中子俘获过程所需的原子核信息。本论文的工作是发展了一种基于相对论平均场理论的采用组合法计算能量、自旋和宇称依赖的原子核能级密度的方法。首先基于相对论平均场理论得到单粒子能量,质量,结合能,形变等信息,采用组合法得到粒子空穴态密度,进一步考虑集体效应,包括振动和转动等,得到原子核能级密度。计算结果表明,计算的S波中子共振间距与实验数据的比值主要分布在0.1-10之间,其均方根偏差f=3.405,与采用skyrme-Hartree-Fock-Bogolyubov的非相对论方法(其均方根偏差f=7.25)相比有很大改善。计算的原子核累计数目与实验数据在较低激发能的情况能够符合,可以较好的重现实验数据。

关键词：原子核能级密度组合法相对论平均场理论

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基于相对论密度泛函理论的微观核能级密度及其对快中子俘获过程的影响

基于相对论密度泛函理论的微观核能级密度及其对快中子俘获过程的...

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作者：耿昆朋吉林大学

学位级别：硕士

超铁元素的起源一直是物理学中未解决的问题。1957年Burbidge等人提出了宇宙中的核合成理论,认为大多数超铁元素起源于中子俘获过程,其中快中子俘获过程（r-过程）产生了大约一半的核素。但r-过程路径远离稳定核素,在实验上很难获取这... 详细信息

超铁元素的起源一直是物理学中未解决的问题。1957年Burbidge等人提出了宇宙中的核合成理论,认为大多数超铁元素起源于中子俘获过程,其中快中子俘获过程（r-过程）产生了大约一半的核素。但r-过程路径远离稳定核素,在实验上很难获取这些丰中子核素的性质,所以r-过程的研究依赖于可靠的理论输入量。核反应率是r-过程研究中最重要的输入量之一,主要通过Hauser-Feshbach统计模型计算得到。但根据能级密度模型等输入量的不同选择,统计模型预测出的核反应率会有两到三个数量级的差异,核反应率的巨大差异又会对r-过程产生重要影响。目前能级密度对r-过程影响的研究还比较少,所以本文研究了基于相对论密度泛函理论的微观能级密度及其对r-过程的影响,具体内容如下。一、采用相对论密度泛函理论的组合法系统计算了原子核的能级密度,并与唯象模型、微观统计模型和非相对论密度泛函理论Hartree-Fock-Bogoliubov组合模型的结果进行了比较。结果表明不同模型计算的能级密度在某些能量下存在差别,但总体趋势基本相同。基于相对论密度泛函理论组合方法计算的能级密度能够较好地再现实验数据。文中计算的66个原子核的s波中子共振间距与实验值的比值主要分布在0.2-5之间,比值的均方根偏差frms=3.62。然后,基于相对论密度泛函理论的PK1、NL3与NLSH相互作用计算了112Cd和162Dy的能级密度,讨论了相互作用对能级密度的影响。二、现有研究表明,在r-过程中Sn同位素链对中子俘获率变化的敏感性远大于其他核区,所以本文研究了Sn同位素链反应率的变化对r-过程的影响。首先基于相对论密度泛函理论的PK1、NL3与NLSH相互作用计算了126-156Sn的能级密度,并将能级密度代入核反应程序TALYS中计算了126-155Sn的中子俘获反应率。然后以核反应率数据库REACLIB中的核反应率为基线数据,分别将三种相互作用下得到的126-155Sn的反应率替换REACLIB数据库中126-155Sn的核反应率。最后运行核反应网络Sky Net,研究126-155Sn的反应率的变化对r-过程的影响。结果显示,改变126-155Sn的反应率得到的丰度相比于基线丰度,稀土区的丰度分布变化最为明显,产生了10%-20%的变化。

关键词：核合成快中子俘获过程中子俘获率原子核能级密度相对论密度泛函理论

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Nuclear Level Density and Thermodynamic Functions for Nuclei with Static Deformation

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Communications in Theoretical Physics 2002年第4期37卷 457-460页

作者： A.N.Behkami M.N.Nasrabadi PhysicsDepartment ShirazUniversityShiraz71454Iran

The level densities of even-odd and even-even isotopes 161,162Dy,166 Er and 171,172yb were calculated using microscopic theory of interacting fermions and compared with *** is found that the data can be well reproduced with level density formalism for nuclei with static *** nuclear temperature as well as the entropy of nuclear system as a function of excitation energy has been extracted from the BCS *** is shown that the entropy exhibits an S-formed shape as a function of excitation *** is interpreted as a phase *** of treating the even-odd and even-even nuclear systems has been presented and discussed.

关键词：核物理原子核能级密度热力学函数

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