近库仑位垒重离子熔合反应 动力学的系统研究-粒子物理与原子核物理专业论文.docx

学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取 得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发 表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明 确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：日期：年月日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据 郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送 交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位 论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相 关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。必威体育官网网址论文在解密后应遵守此 规定。学位论文作者：日期：年月日摘要近库仑位垒重离子熔合是一个典型的多维位垒穿透过程。研究重离子俘获 过程不仅能够深入理解核反应的机制，而且能够揭示出核结构与核反应动力学 之间的相互影响。所以，在过去的几十年中，对近垒重离子俘获和熔合动力学 的研究一直是实验和理论研究的一大热点。理论上可以通过解耦合道方程的方 法来描述这种多自由度耦合的位垒穿透问题。在本征道的理论框架下，多自由 度的耦合会使得单个位垒分离成一系列的分立位垒。基于这种位垒分布的思想， 人们在描述俘获和熔合过程的理论中通过引入位垒分布等效地考虑耦合道效应， 进而发展了一大类经验的耦合道模型。我们发展了一个经验的耦合道模型，系统地研究了 217 个反应体系的俘获激发函数，这些反应体系的弹核和靶核电荷数乘积处于 182 ?ZPZT ? 1640 之间。在该模型中，相对运动和内禀自由度的耦合效应及中子转移效应同时包含在一个非对称的高斯型位垒分布中。基于特定的核核相互作用势，我们采取两种方 法确定了每个体系的位垒分布参数：一是用多参数拟合的方法；另一种是提出 了计算位垒分布参数的经验公式。基于计算位垒分布参数的经验公式的理论结 果表明：我们发展的经验耦合道模型能够很好地描述近垒能区的俘获截面。因 此，我们通过系统研究发展的经验耦合道模型不仅能够解释俘获动力学中的重 要现象，还可以对合成超重核的体系的俘获激发函数提供理论预言。对于重离子碰撞过程中涉及破裂反应道的体系，我们系统地研究了破裂反 应道对垒上全熔合截面的影响。首先我们采用通用熔合函数 (universal fusion function, UFF) 的约化方法对实验全熔合截面进行约化，系统地分析了由 6,7Li、 9Be、10,11B、12,13C 和 16O 诱发反应的全熔合激发函数。约化结果显示：由于弹 核的破裂，垒上全熔合截面被压低了；对于同一个弹核诱发的反应，全熔合截 面的压低效应不依赖于靶核。此外，我们发现压低因子与破裂阈值之间存在一 个指数关系。我们指出只有立即型破裂会影响到熔合反应过程，且破裂效应对 全熔合的影响可能是一个阈效应。i此外，以经验耦合道模型的预言为参考标准，我们系统地研究了破裂道对垒上全熔合截面的压低行为。研究结果同样表明全熔合截面的压低效应不依赖 于反应的靶核，只依赖于弱束缚的弹核。另一方面，我们通过引入一个描述立 即破裂的概率函数，拓展了经验耦合道模型，使其能够描述破裂效应对全熔合 的影响。对于 9Be 诱发的反应，立即破裂的概率取自实验的测量值，理论成功 地再现了相关体系的垒上全熔合截面，这些结果进一步肯定了“只有弹核的立 即破裂过程会影响全熔合截面”的结论。对于 6,7Li 和 10,11B 做弹核的反应，立 即破裂的概率通过拟合相应的垒上全熔合截面得到。结果表明：对于同一个弹 核诱发的反应，破裂概率不依赖于反应的靶核，且与破裂阈值之间存在一个指 数关系，这意味着弱束缚核的立即破裂同样是一个阈效应。关键词：重离子碰撞，俘获过程，经验耦合道模型，破裂反应，全熔合反应iiAbstractThe heavy-ion fusion at energies near the Coulomb barrier can be treated as a multi-dimensional barrier penetration problem. In recent decades, the study of capture and fusion dynamics in heavy-ion collisions has been a subject of intense experimental and theoretical interests because the heavy-ion capture not only is of