超重Z=113-116元素β~-衰变寿命的计算研究

超重元素结构和性质的研究对于超重核实验的合成具有重要的意义,而超重核素β-衰变寿命是了解超重核素结构的重要性质之一。利用我们提出的远离β稳定线原子核β-衰变寿命的指数规律理论计算公式,对超重区原子核Z=113-116同位素链上β-衰变寿命进行了系统的理论计算和讨论。计算结果与当前普遍采用的宏观-微观模型结果进行了比较,结果表明:该指数计算公式对超重附近原子核寿命的计算结果与宏观-微观模型的结果符合较好。     

超重新核素合成研究进展

随着重离子加速器和放射性核束装置的发展,人们对于核物理的研究不再仅仅局限于稳定核,更是将研究对象扩展到一些极限条件,比如探索原子核高温高密极限、自旋极限、同位旋极限,以及电荷和质量极限等．对于探索电荷和质量极限而言,如何合成长寿命超重核、是否存在“超重稳定岛”以及如何研究超重原子核的性质,成为当前核物理学研究的前沿领域．本文回顾了超重核的产生机制、定义和衰变模式,详细介绍了国内外关于超重核合成的现状和研究进展．其中包括理论上和实验上合成超重核素最新研究进展,重点针对重离子熔合反应和多核子转移反应研究情况展开讨论,并简介了国际上核科学大装置未来开展超重核研究的计划．同时,对北京师范大学参与93号超铀新核素223,224Np的合成情况进行了评述,并针对近年来合成Z=119和120超重核素的最新研究进行了总结展望．      

超重核Z=117同位素链的α衰变性质

运用推广液滴模型结合WKB方法对新合成超重核293117和294117及其α衰变链中各核素的半衰期进行系统性分析,论计算到超重核半衰期与实验值符合非好.说明推广液滴模型可以成功研究超重核半衰期.本文还预测了Z=117同位素链未合成超重核α衰变半衰期.计算结果表明在Z=117同位素链中存在比已合成293117和294117更稳定、寿命更超重核.     

宏观-微观模型对294118及其α衰变链的研究

采用尼尔逊势的宏观-微观理论系统研究了最近合成超重核294118及其α衰变链的基态性质.给出了这些原子核的结合能、α衰变能和寿命,重点讨论了这些原子核的α衰变能.将计算结果与实验结果和其他理论模型作了比较,发现计算结果与实验数据符合较好,也与其他模型的结果接近,表明宏观微观理论模型对超重原子核基态性质的描述是可靠和有效的.     

宏观-微观模型对^（294）118及其α衰变链的研究

采用尼尔逊势的宏观-微观理论系统研究了最近合成超重核^（294）118及其α衰变链的基态性质.给出了这些原子核的结合能、α衰变能和寿命,重点讨论了这些原子核的α衰变能.将计算结果与实验结果和其他理论模型作了比较,发现计算结果与实验数据符合较好,也与其他模型的结果接近,表明宏观微观理论模型对超重原子核基态性质的描述是可靠和有效的.     

超重核区的双幻性质研究

应用V-S公式、连续介质模型和Strutinsky壳修正能量理论计算结果，对SHEs区的核素进行α衰变能及寿命、基态形状及其变化和壳能级结构进行了研究。并对各种理论模型计算结果进行比较分析，认为298114最有可能成为超重核中唯一的球形双幻核。     

核耗散强度对超重核蒸发剩余截面的影响

尽管目前利用熔合蒸发反应合成超重核的研究陷入停顿,但该反应机制仍是实验室合成新核素的主要方法.为了研究核耗散强度对超重核素合成截面的影响,通过冻结能级密度参数及其在鞍点和基态处的比值,对超重元素Cn、Fl和Lv的7个反应进行了数值计算.计算结果表明重现实验数据所需核耗散强度随超重余核质量数的减小而逐渐减弱.此外,相比于对~(282,283)Cn和~(292,293)Lv的模拟,要重现新质子幻数Z=114对应的超重复合核~(287,288,289)Fl的实验数据则需要增强核耗散强度.上述规律为获取超重核的结构信息提供了一种潜在的核反应学方法.     

超重核~(298)114的基态性质

应用SHF方法和连续介质模型理论计算结果对超重核~(298)114进行了α衰变寿命、半衰期、基态形状、裂变势垒和壳能级结构研究,并与超重核区其它核素作了比较分析,认为~(298)114最有可能成为超重核中惟一的球形双幻核。     

新核素263Hs,260Bh及其α衰变链上核素的半衰期

运用推广的液滴模型(GLDM)并结合量子力学中的WKB方法计算了新核素263Hs,260Bh及其α衰变链上各核素的势垒贯穿概率,对该链上各原子核的α衰变半衰期进行了研究.计算结果表明:利用推广的液滴模型结合WKB方法计算出的α衰变半衰期可以很好地符合在超重核区的实验值,验证了推广的液滴模型在超重核区的适用性,能够很好地描述超重核的α衰变.同时,计算表明新核素260Bh和263Hs的合成及其半衰期的测量是可靠的.     

超重核素94～102同位素链上的位能曲面研究

采用宏观-微观模型对原子核系数在94～102之间偶偶核素同位链上原子核的位能曲面进行了系统的研究,给出了这些同位素链上原子核的位能曲面图。在此基础上讨论了超重核素的形变随核子数之间的变化规律,研究了该区域可能存在的形状共存现象和超重核素的稳定性。最后对超重核区域原子核的同质异能态进行了讨论。     

Nuclear isomers in superheavy elements as stepping stones towards the island of stability

A long-standing prediction of nuclear models is the emergence of a region of long-lived, or even stable, superheavy elements beyond the actinides. These nuclei owe their enhanced stability to closed shells in the structure of both protons and neutrons. However, theoretical approaches to date do not yield consistent predictions of the precise limits of the 'island of stability'; experimental studies are therefore crucial. The bulk of experimental effort so far has been focused on the direct creation of superheavy elements in heavy ion fusion reactions, leading to the production of elements up to proton number Z = 118 (refs 4, 5). Recently, it has become possible to make detailed spectroscopic studies of nuclei beyond fermium (Z = 100), with the aim of understanding the underlying single-particle structure of superheavy elements. Here we report such a study of the nobelium isotope 254No, with 102 protons and 152 neutrons--the heaviest nucleus studied in this manner to date. We find three excited structures, two of which are isomeric (metastable). One of these structures is firmly assigned to a two-proton excitation. These states are highly significant as their location is sensitive to single-particle levels above the gap in shell energies predicted at Z = 114, and thus provide a microscopic benchmark for nuclear models of the superheavy elements.     

Towards the drip lines of the nuclide landscape

In the paper we review the recent progress of studies in unstable nuclei,mainly affiliated with the facilities of radioactive ion beams in China,including both experimental and theoretical aspects of researches.Many experiments for reactions,decays and structures have been performed targeting better understandings of properties of unstable nuclei.Special experimental measurements related to nuclear astrophysics have been done to seek insights into the processes of syntheses of elements in the universe.Theoretical calculations have provided many useful predictions on the behaviors of unstable nuclei,with model developments.Studies covered many mass regions from light to superheavy nuclei,giving plenty of information about the structures of unstable nuclei,towards the limits of existence of atomic nuclei.     

破裂岩石注浆固结体的剪切力学性能研究进展

 破裂岩石注浆固结后形成的岩-浆-岩结构面呈现较强的剪切力学特性，且其剪切强度及稳定性是衡量注浆加固效果的关键性指标。基于科学研究的常用方法，从3方面阐述了国内外破裂岩石注浆固结体的剪切力学性能的研究进展：注浆固结体剪切力学性能试验研究，包括剪切强度、刚度及蠕变等性能；注浆固结体剪切强度预测模型研究，主要为理论计算模型和经验模型；注浆固结体剪切变形破坏数值研究，涉及有限差分法、有限单元法和离散单元法等。总结分析了目前破裂岩石注浆固结体剪切力学性能研究存在的主要问题，提出应加强注浆固结体的剪切蠕变性能、长期稳定性以及具有普适性的剪切强度预测模型的研究，以完善注浆加固机理和注浆加固强度强化理论。     

Simulation methods of ion sheath dynamics in plasma source ion implantation

Progress of the theoretical studies on the ion sheath dynamics in plasma source ion implantation (PSII) is reviewed in this paper. Several models for simulating the ion sheath dynamics in PSII are provided. The main problem of nonuniform ion implantation on the target in PSII is discussed by analyzing some calculated results. In addition,based on the relative researches in our laboratory, some calculated results of the ion sheath dynamics in PSII for inner surface modification of a cylindrical bore are presented. Finally, new ideas and tendency for future researches on ion sheath dynamics in PSII are proposed.     

基于第一性原理的镁合金合金相及固溶体研究进展

镁合金作为轻质的金属材料,具有广阔的应用前景,发展先进镁合金已成为当前的研究重点之一。第一性原理计算为开发和设计新型镁合金提供了一种经济高效的方法。基于第一性原理方法,综述了镁合金合金相及固溶体的研究现状,主要对晶体结构、弹性常数、弹性模量及广义层错能等的第一性原理研究进行了介绍,讨论了合金元素以及相结构对镁合金力学性能的影响。阐明第一性原理计算方法在镁合金研究中的重要作用,为新型镁合金成分设计及开发高性能镁合金提供参考。     

超重原子核区的壳效应研究

 采用Nilsson势的宏观-微观模型，对Z=114同位素链上原子核基态的结合能、衰变能和四极形变进行了系统的计算，并将理论计算结果与实验数据和其他理论模型的结果进行了详细的比较.研究发现，理论计算结果和实验数据符合，也与其他模型的计算结果符合，表明宏观-微观模型对超重核性质的研究是可靠和有效的.对形变和壳效应的分析表明在宏观-微观模型里Z=114和N=184是一个闭壳.     

复合核裂变与微观裂变理论进展

核裂变过程是一个复杂的大幅度的量子多体动力学过程,对其理论描述一直是一个挑战.为了描述实验上的裂变可观测量,理论上发展了一些半唯象与近似的模型,但这些模型依赖唯象的参数.从有效核力出发发展微观的裂变理论,原则上无需自由参数,但要达到定量计算的阶段还很困难.本文介绍了复合核裂变的理论进展,特别讨论了微观计算复合核存活概率在超重核合成研究中的关键影响.此外比较了绝热和非绝热的微观裂变动力学模型.其中绝热裂变模型对低激发裂变的实验可观测量能较好描述,而非绝热动力学模型对深入研究裂变机制非常有用.本文分析了核裂变理论的问题和挑战,意识到裂变过程极其复杂,并展望了裂变理论的发展方向.