基于WS-核質(zhì)量模型計(jì)算原子核電荷半徑和裂變位壘.pdf

1、本論文基于Weizs(a)cker-Skyrme(WS*)原子核質(zhì)量模型對(duì)原子核電荷半徑及裂變位壘進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。一方面，考慮原子核同位旋效應(yīng)和殼效應(yīng)的影響，提出一個(gè)四參數(shù)的原子核電荷半徑公式。該電荷半徑公式引入了新的同位旋依賴項(xiàng)I(1-I)，與傳統(tǒng)的IA1/3形式相比，新的同位旋依賴形式使均方根電荷半徑相對(duì)實(shí)驗(yàn)值的均方根偏差降低15％。同時(shí)引入了殼修正能的依賴項(xiàng)△E/A描述殼效應(yīng)對(duì)電荷半徑的影響，其中△E是WS*質(zhì)量模型計(jì)算得到的原

2、子核基態(tài)殼修正能。該項(xiàng)的引入使均方根偏差降低了17％，顯著地提高了電荷半徑的計(jì)算精度。由該公式計(jì)算了885個(gè)實(shí)驗(yàn)已測(cè)量原子核的均方根電荷半徑，其均方根偏差僅為0.022fm，比Hartree-Fock-Bogolyubov(HFB21)模型的結(jié)果減小了15％。對(duì)于343個(gè)偶偶核，計(jì)算得到的均方根偏差僅為0.016fm，明顯小于相對(duì)論平均場(chǎng)的計(jì)算結(jié)果(0.026fm)。同時(shí)，該電荷半徑公式能較好地再現(xiàn)幻數(shù)核的測(cè)量結(jié)果，尤其是Ca同位素鏈的

3、拋物線趨勢(shì)。由于較全面地考慮了體積項(xiàng)、表面項(xiàng)、同位旋及殼效應(yīng)對(duì)電荷半徑的影響，將該公式外推到超重核區(qū)域具有一定的可靠性，可以預(yù)言超重核的電荷半徑。
　　利用提出的電荷半徑公式，我們還研究了原子核的新幻數(shù)及原子核對(duì)稱能。其一，通過(guò)計(jì)算Ne同位素鏈的電荷半徑并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較，我們發(fā)現(xiàn)在中子數(shù)N=14，16處可能存在新幻數(shù)，這一結(jié)果與核質(zhì)量模型的計(jì)算結(jié)果相一致。其二，通過(guò)計(jì)算30S和30Si這一對(duì)鏡像核的均方根電荷半徑，發(fā)現(xiàn)鏡像核均方根

4、電荷半徑的偏差與核物質(zhì)對(duì)稱能斜率參數(shù)L之間存在明顯的線性關(guān)聯(lián)，并由此確定了L的范圍L=54±19MeV，這一結(jié)果與其它方法研得結(jié)果基本一致。
　　另一方面，基于WS*核質(zhì)量模型及現(xiàn)有的裂變位壘實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)給出一種計(jì)算原子核裂變位壘的方法。我們嘗試性地研究了原子核裂變準(zhǔn)鞍點(diǎn)的四極形變，發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)鞍點(diǎn)處的四極形變與基態(tài)的四極形變之差隨質(zhì)量數(shù)A的增加呈現(xiàn)出指數(shù)遞減的規(guī)律。在對(duì)準(zhǔn)鞍點(diǎn)與基態(tài)形變研究的基礎(chǔ)上，利用WS*模型得到的勢(shì)能曲面計(jì)算了長(zhǎng)橢球

5、和球形核的裂變位壘高度，比較好的再現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。對(duì)于112個(gè)實(shí)驗(yàn)上已測(cè)的裂變位壘均方根偏差為1.02MeV，與ETFSI方法的結(jié)果相比均方根偏差減小了40.7％。對(duì)于錒系核均方根偏差僅為0.46MeV，均方根偏差比ETFSI方法降低了37.8％。我們還系統(tǒng)的計(jì)算了電荷數(shù)98≤Z≤128，中子數(shù)N≤200的超重區(qū)域基態(tài)為長(zhǎng)橢球和球形核的裂變位壘高度，發(fā)現(xiàn)基于裂變位壘高度得到的超重穩(wěn)定島中心位置N=176～178和Z=118～120與基于W