质子滴线附近的β缓发质子衰变

简要回顾了我们小组在1996~2004年中发表的有关质子滴线附近β缓发质子衰变的实验结果, 即运用氦喷嘴快速带传输系统 +“p-γ”符合方法, 在稀土区质子滴线附近首次观测了9种新核素的β缓发质子衰变, 在A = 90核区的N = Z 线附近获得了5种核素的β缓发质子衰变的新数据. 同时着重补充了一些重要的实验技术细节. 汇总了这14种核素的半衰期、自旋、宇称、形变以及生成反应截面的实验结果, 并与流行的核模型理论预言进行了系统的对比讨论. 从中看出: (ⅰ) ⁸⁵Mo, ⁹²Rh以及“等待点”核⁸⁹Ru和⁹³Pd 半衰期的实验值比近期Möller等人的宏观-微观理论预言值长5~10倍, 因而明显地影响天体rp-过程的核素丰度; (ⅱ) 实验指认的质子滴线核¹⁴²Ho和¹²⁸Pm的自旋和宇称, 与流行理论预言不符, 但用Woods-Saxon-Strutinsky方法计算得到的位能面可以解释自旋和宇称的实验值; (ⅲ) 实验估计的9种稀土核的生成截面比通用的Alice和HIVAP程序的计算值要小1~2个数量级.     

相对论连续谱Hartree-Bogoliubov理论中的质子幻数核及巨晕

利用相对论连续谱Hartree-Bogoliubov理论计算了O, Ca, Ni, Zr, Sn, Pb等质子幻数同位素链从质子滴线到中子滴线核素的基态性质. 理论结果可以很好地符合实验结合能E_b和双中子分离能S_2n. 预言的中子滴线核分别是: ²⁸O, ⁷²Ca, ⁹⁸Ni, ¹³⁶Zr, ¹⁷⁶Sn, 及²⁶⁶Pb. 特别地, 由于中子滴线附近的奇特Ca核, 有可能形成中子巨晕核, 我们对此进行了详细的研究. 从双中子分离能、均方根半径、密度分布、单粒子能级、包括连续谱在内的能级占据几率等方面详细分析了A>60的Ca同位素晕核和巨晕核的性质. 还分析了Ca同位素链中自旋轨道劈裂和核势的弥散. 更进一步, 研究了Ca附近轻核的中子滴线核区, 指出了在更轻的Ne-Na-Mg滴线核区存在巨晕现象的可能性.     

原子核145Tb的多准粒子激发态

利用能量为165 MeV的³²S束流, 通过反应¹¹⁸Sn(³²S, 1p4n)布居了¹⁴⁵Tb的高自旋态. 基于标准在束核谱学实验测量结果, 首次建立了激发能高达7.4 MeV的¹⁴⁵Tb能级纲图. ¹⁴⁵Tb的能级结构具有球形原子核的特征, 其高自旋态是由单粒子激发形成的. 根据邻近N = 80同中子素核结构的系统性, 采用一个h_11/2价质子与偶偶核芯¹⁴⁴Gd的弱耦合很好地解释了¹⁴⁵Tb激发能在2 MeV以下的能级结构. 利用多准粒子壳模型组态解释了激发能在2 MeV以上的晕态和部分近晕态能级.     

二体和三体晕核

利用渐近归一化常数(ANC)方法计算了一系列核的价核子密度分布的均方根半径〈r²〉^1/2 . 由于用ANC方法抽取的〈r²〉^1/2 值近似与模型参数无关, 因此是考察晕核的有效物理量. 此外, 还利用价核子、核芯核和核物质密度分布均方根半径的关系, 计算了一些三体系统双中子密度分布的均方根半径. 在两种标准下, 对晕核的候选者作了详细评估. 结果表明, 处于2s态(基态或激发态)的¹¹Be(1/2⁺, g.s), ¹²B(1^-, 2.621 MeV), ¹³C(1/2⁺, 3.089 MeV), ¹⁴C(0^-, 6.903 MeV), ¹⁴C(1^-, 6.094 MeV), ¹⁵C(1/2⁺, g.s), ¹⁹C(1/2⁺, g.s)是中子晕核, ¹⁷F(1/2⁺, 0.495 MeV), ²¹Na(1/2⁺, 2.423 MeV)是质子晕核. 对于三体系统, 除公认的⁶He, ¹¹Li外, ¹⁴Be, ¹⁷B也可能是双中子晕核.     

合成超重核270Hs的最佳反应

理论预言超重核²⁷⁰Hs是“双幻数”形变核. 利用二参量Smoluchowski方程计算了248Cm (26Mg, 4n) 270Hs, 244Pu (30Si, 4n) 270Hs, 238U (36S, 4n) ²⁷⁰Hs, 和²²⁶Ra (⁴⁸Ca, 4n) ²⁷⁰Hs反应的蒸发残余截面σ _ER (E). 计算结果表明, 由于大的负Q值, ²²⁶Ra (⁴⁸Ca, 4n) ²⁷⁰Hs和²³⁸U (³⁶S, 4n) ²⁷⁰Hs是合成超重核²⁷⁰Hs的两个最佳反应.     

在中子诱导的核反应中5He发射的可能性

目前在广泛应用的核反应统计理论模型计算程序中从来没有考虑到非稳定核⁵He的发射, 这些程序是用来解释实验数据和评价核数据的有用工具. 然而, 对从轻核到重核所计算的⁵He发射阈能结果可以看出, 在大多数情况下, 入射中子形成的复合核发射⁵He比发射³He要容易. 由于⁵He是非稳定核, 它自发分裂为一个中子和一个α粒子, 因此, 在⁵He的发射过程中总是伴随中子的产生. 建立了⁵He发射后两体崩裂过程中产生的中子和α粒子的双微分截面计算公式表示. 因为⁵He发射存在比较强的核反冲效应, 为满足核工程需要, 核反应能量平衡被严格考虑. 提出了对于统计理论模型计算程序在该方面的改进建议. 另外, 期待同时测量5He发射中产生的中子和α粒子的关联测量实验的实现, 以证实⁵He发射机制的存在.     

不同演化阶段大质量恒星形成区的CO观测

利用中国科学院紫金山天文台青海站的13.7 m毫米波望远镜, 对处在不同环境下的9个大质量恒星形成区进行了¹²CO(J=1-0), ¹³CO(J=1-0) 和C¹⁸O(J= 1-0)的成图观测. 样本中7个源探测到了¹³CO云核, 5个源探测到了C¹⁸O云核. 只探测到2个源有明显的外流结构, 且伴有C¹⁸O云核及水脉泽. 首次在HII区S152/S153内探测到可能与红外源IRAS22566+5828成协的¹²CO分子外流. 并采用典型的LTE方法给出了这些云核与外流的物理参量. 观测结果表明只有恒星形成演化到一定的阶段, 使得气体密度足够高时, 才会形成C¹⁸O云核, 而同时出现C¹⁸O云核和水脉泽时形成外流的可能性极高.     

短寿命β-放射性核12B磁矩精确测量

通过对核反应¹¹B(d, p) ¹²B的入射束流能量和¹²B反冲核的反冲角度的选择产生极化的β放射性核¹²B(I^π=1⁺, T_1/2=20.18 ms). 在中国第一台β-NMR和β-NQR谱仪上, 我们利用β-NMR技术测量了短寿命核¹²B的磁矩. 通过精确的奈特位移修正后, 得到¹²B的核磁矩μ ＝(0.99993 ± 0.00048) nm, g因子g =(0.99993 ± 0.00048).     

风云二号卫星空间环境监测器

风云二号卫星空间环境监测器由空间高能粒子探测器和太阳X射线探测器两台单机组成, 运行在地球同步轨道高度, 能够提供实时的太阳耀斑监测和质子事件监测. 风云二号空间环境监测器是国内第一套天基太阳质子事件监测警报系统, 在23周太阳活动峰年期间基本监测到所有的质子事件, 并通过分析实时监测的耀斑X射线辐射特征, 多次成功地开展了太阳质子事件警报服务. 风云二号空间环境监测器也是国内第一次进行地球同步高度的空间环境探测, 发现地球同步高度粒子变化的一些基本特征, 包括粒子通量的昼夜周期变化; 在太阳和地磁宁静时, 能量大于1.4 MeV电子通量在10~2×10²/cm²×s×sr之间变化, 能量大于1 MeV的质子通量在6×10²~8×10³/cm²×s×sr之间变化.     

远离稳定线附近β-衰变寿命的新规律

 系统分析了远离β稳定线原子核β^-衰变寿命的实验数据,发现在各同位素链上,远离β稳定线原子核的β^-衰变寿命与母核的质子和中子数之间存在着指数规律.在理论分析的基础上,提出了远离β稳定线原子核β^-衰变寿命的一套四参数理论计算公式,理论计算结果与现有实验数据符合较好.此外,利用该公式对一些远离稳定线原子核的β^-衰变寿命作了理论预言.     

高电荷态离子40Arq+与Au表面作用产生的X射线谱

利用光谱技术研究了高电荷态离子⁴⁰Ar^q+(q= 16, 17, 18)离子入射金属Au表面产生的X射线谱. 分析结果表明, Ar的Kα-X射线是离子在与固体表面相互作用过程中在固体表面之下形成的空心原子发射的. 当电子组态为1s²的高电荷态Ar¹⁶⁺离子在金属表面中性化过程中, 存在着多电子激发过程使Ar¹⁶⁺的K壳层电子激发产生空穴, 进而级联退激发射 Ar 的 Kα特征 X 射线. 入射离子的Kα-X射线产额与其最初的电子组态有关, 靶原子的X射线产额与入射离子的动能有关.     

双原子分子离解能的精确研究

基于LeRoy与Bernstein的工作, 该文建立了计算精确的分子离解能的新解析表达式. 应用该公式和作者最近建立的研究双原子分子精确振动能谱的代数方法, 研究了一些异核(氢化物)和同核(N₂)双原子分子体系部分电子态的分子离解能, 并与实验值进行了比较. 研究结果表明, 用新解析式获得的精确分子离解能与实验值符合得非常好; 此外, 以 ⁷Li₂分子的2³△_g 电子态为例, 使用建立的新公式从理论上预言了尚没有离解能实验数据的正确离解能数值. 该式在理论上提供了获得精确分子离解能的物理新方法.     

北京谱仪的最近成果

介绍了北京谱仪最近的实验成果, 包括J/ψ衰变的强子谱发现、确认了一系列新共振态σ, κ, X(1835), ωj 在J/ψ→ωj 中的阈值增强, 在J/ψ→K⁺K^-π⁰中发现宽共振峰; ψ(2S)和χ^CJ的衰变研究; ψ (3770)的非DD衰变的结果. 也报道了正负电子对撞机重大改造项目BEPCII/BESIII的进展情况.     

双原子分子离子XY+势能函数的变分

基于能量变分的思想建议了获得双原子分子离子XY⁺势能精确数据的新解析势能函数. 该新势函数中的离子Coulomb作用势包含了各级高阶修正, 收敛迅速且变分可调. 用这种新的解析势函数和能量自洽法(ECM), 对部分双原子分子离子XY⁺的8个电子状态——CO⁺的A²Π态, Li⁺₂的X²Σ⁺_g态, He⁺₂的X²Σ⁺_g态, Na⁺₂的1²Π_u态, N⁺₂的A²Π_u态, KrH⁺的X¹Σ⁺态, SiO⁺的X²Σ⁺态和SO⁺的A²Π态的势能进行了研究, 并与常用的Huxley-Murrell-Sorbie (HMS)势、基于实验的Rydberg-Klein-Rees (RKR)数据和量子力学从头计算的结果进行了比较. 结果表明, 离子XY⁺的新的解析势函数明显优于HMS解析势能, 与RKR数据符合得很好. 而且在离子的渐近区和离解区域, 新的解析变分势能也往往比量子力学从头计算的结果更可靠.     

双奇核182Au高自旋态能级结构及旋称反转

利用¹⁵²Sm(³⁵Cl, 5nγ)¹⁸²Au核反应产生并研究了双奇核¹⁸²Au的高自旋态, 首次建立了双奇核¹⁸²Au基于πh_9/2 Äνi_13/2和πi_13/2 Äνi_13/2准粒子组态上的转动带能级纲图, 发现在低自旋区, 两个转动带能级均出现旋称反转. 用推转壳模型对¹⁸²Au的转动带能级进行了理论研究, 发现当采用形变和对力自洽计算后, 从理论上可以定性地解释¹⁸²Au核中两个转动带出现的旋称反转现象.     

22MeV质子在13C上弹性及非弹性散射微分截面的全微观分析

作者在9°～130°散射角范围,测量了22MeV质子在12C,13C上的弹性散射微分截面以及在13C 核1/2+(3.09MeV),3/2-(3.68MeV)和5/2+(3.85MeV)激发态上的非弹性散射微分截面.对12C,13C弹性散射微分截面进行了微观光学势分析,计算结果能较好地描述实验数据.采用全微观扭曲波玻恩近似(DWBA)理论对非弹性散射实验数据进行了分析.通过小角区实验数据与理论计算结果的比较,进一步证实了13C的1/2+(3.09MeV)激发态存在中子晕结构.根据13C 核1/2+(3.09MeV)激发态的其它实验结果,对1/2+(3.09MeV)态的壳模型单体密度矩阵元(OBDME)进行了修正.修正后的壳模型OBDME能较好地描述从电子散射实验得到的1/2+(3.09MeV)态的纵向和横向形状因子(form factor)以及547MeV质子非弹性散射微分截面.另外,作者在1/2+(3.09MeV)态的质子非弹性散射实验中观察到微分截面位于120°附近的一个宽峰,该峰可能与核的π场效应(pion field effect)有关.全微观DWBA计算结果大体上能给出3/2-(3.68MeV)和5/2+(3.85MeV)激发态实验数据的幅度大小,但对细节的描述还不能令人满意.作者的研究还表明了对13C核作仔细的大规模壳模型计算以及基于现代核子-核子力构造低能区密度依赖的完整的有效相互作用的必要性.     

在πh11/2Äνi13/2扁椭球转动带中观测到旋称反转

利用¹⁶⁰Gd(³⁵Cl, 5nγ)¹⁹⁰Tl反应研究了双奇核¹⁹⁰Tl的高自旋态, 建立了由πh_9/2Äνi_13/2 扁椭球转动带和一个具有单粒子激发特征的级联组成的¹⁹⁰Tl能级纲图. 确定地指定了¹⁹⁰Tl扁椭球转动带的自旋值, 首次发现了¹⁹⁰Tl πh_9/2Äνi_13/2 扁椭球转动带的低自旋旋称反转. 基于双奇核Tl能级结构的相似性, 重新指定了双奇核^192~200Tlπh_9/2Äνi_13/2 扁椭球转动带能级自旋值, 在这些扁椭形变核中均出现了低自旋旋称反转. 考虑了p-n剩余相互作用的2-准粒子-转子模型能够定性地解释πh_9/2Äνi_13/2 扁椭球转动带出现的低自旋旋称反转现象.     

高电荷态氩离子与Ne原子碰撞过程中的转移电离截面的研究

采用符合关联实验技术进行的Ar^q+ + Ne (q = 8, 9, 11, 12)碰撞体系中多电子转移过程的研究. 在实验上鉴别了反应中各种电子转移过程, 并测量了转移电离截面. 研究了转移电离截面与反冲离子电荷态的关系, 并利用修正后的分子过垒模型计算结果与实验结果进行了对比分析, 计算结果较合理地描述了实验现象.     

质子结构函数F2对小x小q2双对数依赖的初步解释

 在小x,小q²的限制条件下,推出了与实验拟合结果定性吻合的质子结构函数F₂与x,q²的双对数依赖关系.     

高氯酸银-苯配合物结构的重新测定和从头计算

在低温下对高氯酸银-苯配合物AgClO₄&;#8226;C₆H₆的晶体结构进行了重新测定，晶体属斜方晶系，空间群Cmcm（#63）.晶胞参数：a=8.154 0(6)×10^-10 m， b=7.918(4)×10^-10 m， c=11.717(1)×10^-10 m，V=756.4(4)×10-³⁰m³, Z = 4, 精度偏离因子R=0.023, Rw =0.050.根据该配合物晶体结构特征和从头计算的研究结果, 与前人报道的结构数据进行了对比, 指出两次测定在结构上的差异.据此, 提出了目前在中外教科书中有关苯在与银离子配位时发生严重变形的描述有待更正的必要性.