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一些近期发现的同核异能态的壳模型解释（英文）

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原子核物理评论 2020年第3期37卷 447-454页

作者：袁岑溪刘梦兰葛育霖中山大学中法核工程与技术学院

近期,在;In、;Ag和;Pa等核中,首次观测到同核异能态。本工作通过原子核壳模型解释In、Ag同位素和N=127同中素中的这些同核异能态及相关的同核异能态背后的物理原因。;In这五个奇A核In同位素中,观测到的1/2-同核异能态的激发能非常接近... 详细信息

近期,在;In、;Ag和;Pa等核中,首次观测到同核异能态。本工作通过原子核壳模型解释In、Ag同位素和N=127同中素中的这些同核异能态及相关的同核异能态背后的物理原因。;In这五个奇A核In同位素中,观测到的1/2-同核异能态的激发能非常接近。这可以通过引入中子0g;和1d;轨道间的很强的组态混合来解释。更进一步分析表明,这些奇A核In同位素中,从9/2;基态到1/2;同核异能态,一个质子从1p;轨道激发到0g;轨道。这一质子组态变化可能引发中子0g;和1d;轨道的单粒子能变化。这样一个原子核内的组态依赖的壳演化被称为第二类壳演化。与In同位素类似,123,125Ag的同核异能态被发现是1/2;态,对应着一个质子空穴在1p;轨道。但之前观测到的;Ag的1/2;态是基态。这意味着质子1p;轨道和0g;轨道在N=72附近发生了反转。壳模型分析表明张量力是造成这两个轨道反转的决定性原因。之前观测到的奇奇核N=127同中素;Bi、;At、;Fr和;Ac中,基态是1;态,同时存在高自旋的同核异能态。然而,基于α衰变性质和壳模型计算,推荐;Pa中的基态和新发现的同核异能态分别为8;态和1;态。奇奇核N=127同中素基态和同核异能态的演化是由质子中子相互作用从粒子粒子形式转化为空穴粒子形式以及质子组态混合所导致。总的来说,壳模型对这些双幻核;Sn、;Sn和;Pb附近核中新发现的同核异能态有较好的描述。双幻核附近核中的同核异能态,也称为壳模型同核异能态,是核结构研究中非常重要的。因为这些同核异能态常常提供了中重质量区域极端丰中子和缺中子原子核中的第一个谱学性质,并包含了丰富的物理信息,比如质子中子相互作用及其在壳演化中的作用。

关键词：原子核壳模型同核异能态壳演化组态混合核相互作用

178Hf同核异能态的受激增强跃迁探讨及变形原子核的研究

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178Hf同核异能态的受激增强跃迁探讨及变形原子核的研究

作者：王飞鹏东华理工大学

学位级别：硕士

本文首先介绍了核结构的发展历史、研究内容和现状、核结构理论模型及变形原子核的描述方法。随后，简要介绍了一种核模型（推转壳模型）以及基于其上的位能面计算理论—TRS方法，讨论了它的优缺点。然后详细的阐述了投影壳模型的理论... 详细信息

本文首先介绍了核结构的发展历史、研究内容和现状、核结构理论模型及变形原子核的描述方法。随后，简要介绍了一种核模型（推转壳模型）以及基于其上的位能面计算理论—TRS方法，讨论了它的优缺点。然后详细的阐述了投影壳模型的理论框架，应用这些理论我们作了以下几个方面的工作：（1）使用推转的Woods-Saxon壳模型来研究可能的三轴形变，包括形变激发态。为了寻找到核态可能的三轴形状，通过配对形变-频率自洽推转壳模型对锗和硒同位素进行总转动能面计算。在74Ge中发现了基态和集体转动态下γ=30°的三轴形变,这是三轴形变的极限。在我们的TRS计算中，Ge和Se同位素显示出具有γ软性的三轴形状，尤其是74Ge表现出显著的三轴形变。（2）通过投影壳模型和组态限制（绝热阻塞）方法，对178Hf长寿命同核异能态受激γ跃迁可能的门态（gateway state）或称之为中间（触发）态（intermediate（trigger） state）进行了探讨，获得了178Hf能量为2.446MeV的16+同核异能态上与之接近的能级结构数据，以及受激到这些中间态上和其后退激的约化跃迁几率。计算得出有三个能级是比较接近长寿命同核异能态的，并且它们的组态和长寿命同核异能态的组态差别较小，应该有较强的跃迁几率。我们希望这些工作能为同核异能态的受激跃迁研究提供一点理论参考。

关键词：投影壳模型三轴形变同核异能态触发γ发射多准粒子激发态位能面

原子数据库在研究同核异能态诱发辐射中的应用

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强激光与粒子束 2011年第9期23卷 2523-2527页

作者：高翔孙扬李家明上海交通大学物理系上海200240 清华大学物理系原子分子纳米科学教育部重点实验室北京100084

如何人为地诱发同核异能态辐射,从而利用储存在其中的巨大能量,是个备受关注的交叉学科课题。利用原子物理过程进行触发是目前较为可行的方案,原子物理参数将在里面起到关键作用。介绍了一套高效率的原子数据库,目前该数据库可对原子序... 详细信息

如何人为地诱发同核异能态辐射,从而利用储存在其中的巨大能量,是个备受关注的交叉学科课题。利用原子物理过程进行触发是目前较为可行的方案,原子物理参数将在里面起到关键作用。介绍了一套高效率的原子数据库,目前该数据库可对原子序数小于96的元素所有电离度离子的能级结构信息进行快速扫描,从而筛选出一些可能通过原子过程触发的同核异能态体系。通过在197 Au元素电子跃迁诱导核激发过程和178 Hf元素电子俘获诱导核激发过程中的应用,展示了该数据库对寻找合适同核异能态体系的作用。

关键词：同核异能态 γ射线激光原子数据电子跃迁诱导核激发电子俘获诱导核激发

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原子核同核异能态诱发辐射研究进展

强激光与粒子束 2010年第1期22卷 189-193页

作者：孙扬杨迎春高翔李家明上海交通大学物理系上海200240 清华大学物理系原子分子纳米科学教育部重点实验室北京100084

介绍了同核异能态的特点和诱发同核异能态的几种机制,如直接光激发、电子跃迁诱导核激发(NEET)和电子俘获诱导核激发(NEEC)。同核异能态的诱发辐射研究目前在国际上竞争激烈,尤其是对最近提出的NEEC的研究。同时探讨了在我国开展这些研... 详细信息

介绍了同核异能态的特点和诱发同核异能态的几种机制,如直接光激发、电子跃迁诱导核激发(NEET)和电子俘获诱导核激发(NEEC)。同核异能态的诱发辐射研究目前在国际上竞争激烈,尤其是对最近提出的NEEC的研究。同时探讨了在我国开展这些研究的可能性。

关键词：同核异能态 γ射线激光直接光激发电子跃迁诱导核激发电子俘获诱导核激发

基于HIRFL-CSR的原子核质量测量实验进展

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科学通报 2021年第27期66卷 3517-3526页

作者：王猛张玉虎焦红扬中国科学院近代物理研究所兰州730030 中国科学院大学核科学与技术学院北京100049

质量是原子核最基本的性质之一,核质量数据被广泛应用于核结构及核天体物理等多个研究领域.短寿命原子核质量的高精度测量是核物理研究的前沿课题.基于兰州重离子加速器装置HIRFL-CSR(cooler storage ring of heavy ion research facili... 详细信息

质量是原子核最基本的性质之一,核质量数据被广泛应用于核结构及核天体物理等多个研究领域.短寿命原子核质量的高精度测量是核物理研究的前沿课题.基于兰州重离子加速器装置HIRFL-CSR(cooler storage ring of heavy ion research facility in Lanzhou),我们建设了先进的等时性质谱术,精确测量了一批短寿命原子核的质量,研究了核结构及核天体物理中的前沿科学问题.本文介绍了国际研究现状,回顾了冷却储存实验环(experimental cooler storage ring,CSRe)质量测量发展过程,综述了近期取得的一些代表性成果,并对未来工作进行了展望.

关键词：原子核质量短寿命核素等时性质谱术壳演化同核异能态

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利用离子阻停对电子俘获致核激发的研究

物理学报 2024年

作者：贾晨旭丁兵滑伟郭松强赟华陈红星韦锐周小红中国科学院近代物理研究所中国科学院大学核科学与技术学院广西师范大学物理科学与技术学院中山大学中法核工程与技术学院

当特定能量的自由电子被原子核外电子轨道俘获时,有可能导致原子核被共振激发,这就是电子俘获致核激发。该机制的一个应用愿景是通过操纵电子使同核异能态所储存的核能按照人们的需求释放出来。如果能够实现这种技术,有望为核能的储存... 详细信息

当特定能量的自由电子被原子核外电子轨道俘获时,有可能导致原子核被共振激发,这就是电子俘获致核激发。该机制的一个应用愿景是通过操纵电子使同核异能态所储存的核能按照人们的需求释放出来。如果能够实现这种技术,有望为核能的储存和利用带来巨大变革。本文对比了近年来基于加速器装置,在高电荷态离子阻停过程中测量电子俘获致核激发几率的两次实验研究工作。对于两次测量结果的不一致,从误差水平评估这一个新的角度分析了可能的原因。此外通过评估四种可能的熔合蒸发反应道,发现94Zr束流和氦气靶可能是利用次级束开展下一步实验工作的理想弹靶组合。

关键词：同核异能态电子俘获致核激发诱发退激次级束伽马谱学

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186Pb附近核区原子核的衰变谱学研究

186Pb附近核区原子核的衰变谱学研究

作者：孙武中山大学

学位级别：硕士

形状共存是原子核中的奇特现象,涉及了原子核壳结构演化,集体性微观起源等科学问题,是当前核物理研究的重点领域之一。Pb为形状共存现象代表性核,其中的三个0态具有长椭,扁椭与球形形状。有研究预言Pb附近核区存在形状同核异能素岛,核... 详细信息

形状共存是原子核中的奇特现象,涉及了原子核壳结构演化,集体性微观起源等科学问题,是当前核物理研究的重点领域之一。Pb为形状共存现象代表性核,其中的三个0态具有长椭,扁椭与球形形状。有研究预言Pb附近核区存在形状同核异能素岛,核区内存在许多新的同核异能态仍待探索。本文对Z～82,N～104核区的原子核开展了实验研究,寻找核区内可能存在的新的同核异能态。实验在美国阿贡国家实验室进行。实验中使用了255 Me V的Cr重离子束流,轰击Nd同位素靶。利用重离子熔合蒸发反应Cr+Nd→Po形成处于高激发态的Po。Po会蒸发3到4个粒子(中子,质子,α核)退激,从而产生Z～82,N～104核区内的核素。本论文使用反冲核-衰变关联(Recoil-Decay correlation)实验方法分析了衰变数据。分析过程中,寻找了产物可能存在的反冲核-β-瞬发γ事件,反冲核-β-缓发γ事件与反冲核-缓发γ事件。对实验中产生的核素利用反冲核-γ-γ符合二维矩阵与开窗谱的数据处理方式进行查找与鉴别。在反冲核-β-瞬发γ事件中,寻找到了4个在反冲核β衰变后放出瞬发γ退激的原子核,它们分别为Pt,Os,Hg,Hg。在反冲核-β-缓发γ事件中,利用半衰期拟合识别出两个可能的核,Au与W。在反冲核作为同核异能态(isomer)的情况中,寻找到两个已知的isomer,分别为J=8的Pb与J=(25/2,27/2,29/2)的Tl。发现了Au一个新的isomer,其寿命为732(23)ns,可能为shape isomer或者K isomer。同时观测到一条新的295 ke V的γ射线,经过强度平衡,约化跃迁几率等方法的计算,其跃迁方式可能为E1,E2与M1,新发现的isomer的自旋宇称尚无法确定。通过对实验数据的分析,寻找到了多个核反应后产生的原子核,并获取了它们的衰变信息。实验数据结果与已有的核衰变数据相互验证。这既对已有的核数据进行了检验,也证明了本次实验数据结果的可靠性。在实验数据处理过程中,发现了核区内一个Au新的isomer,填补了与Au相关isomer研究的一个空白,扩展了核区内isomer信息。对此核区isomer的研究与讨论也有助于帮助理解核区内isomer的相关物理。

关键词：形状共存重离子熔合蒸发反应同核异能态 Recoil-Decay correlation实验方法

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^(130)Ba中的集体运动

原子核物理评论 2020年第3期37卷 530-535页

作者：郭松周厚兵 Petrache CM 强赟华中国科学院近代物理研究所兰州730000 中国科学院大学北京100049 广西师范大学物理科学与技术学院广西桂林541004 广西核物理与核技术重点实验室广西桂林541004 巴黎-萨克雷大学原子核与材料科学中心法国奥赛91405

为探索原子核中的集体运动,一项在意大利Legnaro实验室XTU串列加速器上开展的在束γ谱学实验研究大幅拓展了^(130)Ba的能级结构。实验以能量为65 MeV的^(13)C束流轰击^(120)Sn薄靶,布居^(130)Ba的激发态。从激发态退激的γ射线由GALILE... 详细信息

为探索原子核中的集体运动,一项在意大利Legnaro实验室XTU串列加速器上开展的在束γ谱学实验研究大幅拓展了^(130)Ba的能级结构。实验以能量为65 MeV的^(13)C束流轰击^(120)Sn薄靶,布居^(130)Ba的激发态。从激发态退激的γ射线由GALILEO阵列探测,而与之关联的蒸发粒子由带电粒子阵列EUCLIDES和中子墙NWALL探测。分析符合数据鉴别了一系列新的转动带,其中一部分布居9.4 ms同核异能态。结合已知的电四极矩和磁矩信息,提取了该同核异能态的g因子。分析多条转动带,发现^(130)Ba可能处于长椭形变,也可能处于扁椭形变,而其集体转动方向可能沿主轴,也可能沿主轴以外的倾斜方向。这是首次在^(130)核区发现沿倾斜方向的集体转动。理论分析建议将部分新发现的结构解释为基于二准粒子组态的摇摆运动,这是实验上在偶偶核中观测到的首例基于两准粒子组态的摇摆带结构。

关键词：集体运动顺排摇摆运动同核异能态

关于^(93)Mo中21/2^+晕阱的来源（英文）

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原子核物理评论 2017年第4期34卷 699-704页

作者：王凯龙强赟华柳敏良周小红王建国郭松郑宽宽中国科学院近代物理研究所中国科学院高精度核谱学重点实验室兰州730000 中国科学院大学北京100049 兰州大学兰州730000

本研究通过壳模型计算研究了N=51的同中子素^(91)Zr、^(93)Mo和^(95)Ru中高自旋晕态21/2^+的同核异能态现象。计算发现,低角动量的p_(1/2)轨道上的质子是仅在^(93)Mo中存在21/2^+晕阱的主要原因。同时,本工作还研究了N=52的同中子素^(92... 详细信息

本研究通过壳模型计算研究了N=51的同中子素^(91)Zr、^(93)Mo和^(95)Ru中高自旋晕态21/2^+的同核异能态现象。计算发现,低角动量的p_(1/2)轨道上的质子是仅在^(93)Mo中存在21/2^+晕阱的主要原因。同时,本工作还研究了N=52的同中子素^(92)Zr、^(94)Mo和^(96)Ru中10_1^+-12_1^+能级结构的系统性,发现^(94)Mo中的10_1^+-12_1^+能级间隙相对最小,考虑到与^(93)Mo的17/2_1^+-21/2_1^+能级相似的组态,这一结果为^(93)Mo中出现21/2^+晕阱提供了补充性的论证。

关键词：同核异能态晕阱 93Mo