三体核力对核物质中基态关联效应和中子星物质中1S0态质子超流性的影响

本论文介绍了极端条件下核物质性质研究的现状以及目前常用的几种微观核多体方法，系统描述了核物质中的基态关联效应、温度效应对单核子势的影响和同位旋非对称核物质 态中子、质子超流性，重点考虑了利用介子交换流方法建立的微观三体核力所产生的影响。利用BHF和BCS的理论方法,计算了同位旋非对称核物质中 态中子和质子的对关联能隙，着重讨论了三体核力的影响。结果表明，三体核力对同位旋非对称核物质中 态的中子超流性影响相对较小，但是对 态的质子超流性具有重要影响，其效应随总核子数密度的增大而迅速增强。随着同位旋非对称度 的增加，中子能隙向低密移动，能隙峰值逐渐增大，并且这种效果随着 的增加而逐渐减弱，而质子的情况刚好相反。另外还参与了 稳定中子星物质中超流性的研究。利用质量算子空穴线展开，通过计算不同温度和密度下的核物质中单核子势和核子有效质量，重点研究和讨论了基态关联效应和三体核力贡献对热核物质中单核子势的影响，研究表明：基态关联效应提供了一个排斥效应，温度和三体核力都削弱了基态关联效应

重核性质的相对论平均场理论研究

本论文主要包括两部分内容，一部分是运用相对论平均场理论对超重核基态性质的研究以及Pb同位素位移微观机制的研究，第二部分是在相对论平均场框架下对BCS型对关联的改进及其在有限核性质研究中的应用。基于核子与介子自由度的量子强子动力学(QHD)， 从有效拉氏密度出发, 采取平均场近似, 已经成为当前最为成功的原子核理论之一，相对论平均理论。本文比较详细地介绍该理论模型, 并系统地探讨了新核素287115及其 衰变链上核的基态性质。结果发现所计算的结合能和四极形变符合了有限力程小液滴模型的结果，计算表明研究的 衰变链具有中等大小的长椭球形变；且计算的 衰变能 成功地与实验符合，说明相对平均场理论在原子核的超重区是有成功的。在此基础上进一步研究了新核素的单粒子能级，从而发现了超重核的一些新特点。通过分析Z=108到Z=114这四条同位素链的平均结合能，说明在这些同位素链中，对中子分离能的分析则可以看到N=162与N=184是壳效应的存在。研究了Pb同位素链的基态性质，从原子核的微观结构出发，比较详细地研究了Pb链同位素位移出现反常扭折这一重要性质的物理机制，由于满壳外额外中子会排布在距离满壳稍远一些的下一能级上，这自然会导致中子半径的增加．由于中子在核内的分布对质子分布的影响，将必然使原子核的电荷半径会在中子满壳后增加得更快。相对论平均场理论能够自然地给出原子核的自旋和轨道耦合，从而能给出合理的单粒子能级序列和间距，这为定量描述原子核的同位素位移提供了有力的理论基础。在论文的第二部分，通过引进密度相关的Delta力来改进传统的处理对关联的BCS方法，假定核子之间的作用为Delta力，计算得到状态相关的对能隙。相对于传统的常数对能隙是一个很重要的改进。接着我们用改进的理论研究了Sr同位素链的基态性质，得到了一些很有意义的结果。

重离子束辐照诱变啤酒酵母线粒体DNA研究

摘要 II 5. 在不同注量离子束辐照后筛选出来的呼吸缺陷型酵母菌株中扩增获得位 于第 12 染色体上的 SOF1 基因，而在同样的扩增体系中没有得到野生型 菌株的该基因。 6. 选取离子束辐照后筛选出来的呼吸缺陷型酵母菌株再次进行辐照，发现 其在低剂量范围（＜0.93Gy）辐照下非常敏感，而在高剂量范围（＞ 0.93Gy）又表现出一定程度的辐射抗性。 结论： 1. 离子束辐照酵母细胞，直接或间接作用于酵母线粒体DNA，导致线粒体 DNA损伤，形成呼吸缺陷的酵母菌株。 2. I 类内含子和 II 类内含子对于离子束辐照的敏感性不同： II 类内含子比较 稳定，II 类内含子可能利用自身编码的反转录酶通过目的DNA引导的反 转录机制对受到辐照损伤的II 类内含子进行修复。 3. 离子束辐照后 SOF1 基因可能发生了突变，影响酵母细胞的生长。 4. 呼吸缺陷型酵母菌株因其线粒体 DNA发生变化及线粒体功能的改变， 使 呼吸缺陷型酵母菌株在不同剂量区的离子束辐照下表现不同辐射敏感 性。目的： 研究啤酒酵母的线粒体 DNA 在重离子辐照作用下的突变效应及其突变机 理。 材料与方法： 利用兰州重离子研究装置(HIRFL)加速的氖、碳离子辐照酵母细胞，用 TTC 显色培养基筛选呼吸缺陷型酵母菌株，并用 mtDNA 限制性酶切手段分析其突变 规律。采用 PCR扩增并对目的产物测序的方法对辐照后线粒体DNA上的 I 类内 含子和 II类内含子进行研究。 结果： 1. TTC 显色实验表明：离子束辐照导致酵母线粒体上的电子传递链发生改 变，产生的还原氢减少，造成呼吸缺陷。 2. 利用限制性酶切实验对线粒体 DNA进行研究，结果表明：离子束辐照诱 变筛选出来的呼吸缺陷型酵母菌株其线粒体DNA变化明显： 主要表现为 酶切条带缺失严重。即使在同一注量下筛选出来的呼吸缺陷型酵母菌株， 其酶切图谱也不相同。 3. 通过 PCR 手段对辐照后酵母线粒体 DNA 碱基序列进一步进行分析，发 现经不同注量离子束辐照后筛选出来的呼吸缺陷型酵母菌株，其I 类内含 子（ai4 and ai5）经设计不同引物进行扩增，没有获得目的条带，说明此 序列发生了突变，可能对离子束辐照比较敏感。 4. 经不同注量离子束辐照后筛选出来的呼吸缺陷型酵母菌株，其 II 类内含 子（ai2）的碱基序列与野生型相比没有变化，表现出在离子束辐照作用 下比较稳定的特性。

HIRFL-CSR系统中主环外靶实验装置中中子墙的设计与研制

中子墙是HIRFL-CSRm加速器系统CSRm外靶实验装置中的关键设备，采用飞行时间法探测中子物质。为满足物理目标的要求，中子墙要对中子有高的探测效率(>90% @ 1 GeV)和好的能量分辨（δE/E<5%）。基于Geant4模拟计算，中子墙被设计为由36闪烁体单元和216量能器单元构成，所有单元分14层，每层18个单元，相邻层垂直排列。闪烁体单元尺寸分为1500(长)×80(宽)×80(厚) mm3，量能器单元为1500×80×70 mm3。其中量能器单元由5层10 mm厚和4层4 mm厚的钢板及2层2 mm厚钢板(最外两层)相间组成，5层晶体耦合到一个光导。信号从单元两端由滨松公司生产的R7724光倍管读出。在探测单元的研制中，重点研究了晶体包装材料、晶体与光导以及光导与光电倍增管间的光学耦合等关键问题。利用宇宙射线对模型单元进行了测试，研制的闪烁体单元和量能器单元平均时间分辨()分别好于80ps和100ps。建立了中子墙单元模拟程序，模拟了宇宙射线粒子入射到探测器单元中光子产生、传播以及光倍管对光子的响应和信号处理的全过程，模拟结果与测试结果有较好符合。基于此，进一步模拟了单元对中子入射的响应，估算了中子墙对不同能量中子的探测效率（>90% @ 1 GeV）和能量分辨（δE/E<5%）。为提高在中子墙建造过程中对所组装的探测单元进行检验和测试的效率，建立了多单元同时测试的宇宙线测试平台。基于此平台，不仅可以测量光输出和时间分辨，还可以得到被测单元的光传输衰减长度。建立了一套光学刻度系统，用于中子墙实验运行中的刻度和工作状态监测。本论文工作确保了中子墙建成后将达到设计指标、满足实验要求，论文工作中积累的经验和获得的知识为中子墙的制造完成以及运行奠定了坚实的基础

有限核多重碎裂中的同位旋效应和液气相变

本论文介绍了原子核多重碎裂中的同位旋效应、液气相变研究的意义和现状以及当前常用的几种描述原子核液气相变的理论模型，基于同位旋相关的量子分子动力学(IQMD)模型和唯象静态模型，系统研究了有限核多重碎裂中的同位旋效应和液气相变。利用非对称核物质状态方程、IQMD模型和静态模型，研究了有限核112Sn和132Sn多重碎裂的同位旋效应以及它们对温度的依赖性。给出了在一定温度下不同密度对产生中等质量碎片和平均自由中子数/平均自由质子数的影响，发现温度较低时(5MeV)，低密区(0.01-0.04fm-3)对中等质量碎片产生的贡献大。随着温度的升高(10MeV,15MeV)，高密区域(>0.04fm-3)对中等质量碎片的产生的贡献增加。不论是在低密度区(0.01-0.04fm-3)或是在较高密度区(>0.04fm-3),如果考察自由的中子与质子的比例，则可以看出，它们与系统的同位旋有密切的关系，即在同位旋大的系统中自由中子/自由质子的比值要大于同位旋小的系统中的比值。为了寻找出核多重碎裂的临界行为信号，分析了条件矩、折合矩和组合矩及提取临界指数。采用唯象的同位旋非对称核物质状态方程和静态模型来研究热核液-气相变的临界行为，通过对核碎片的条件矩、折合矩和组合矩分析，指出了中高能重离子碰撞中形成的高温高密核在膨胀阶段存在明显的临界现象。寻找出了临界行为的信号，发现通过Zmax与S2在自然对数的对数坐标下的等高图，可以做为核发生临界现象的信号，这种现象对较重的体系会更加明显。通过线性拟合提取了临界指数，并跟其它模型提取的进行了对比，结果表明与在3D Percolation系统、Fluid系统、Au+C Fragmentation系统提取的临界指数是一致的

重离子相对生物学效应的实验测定及生物有效剂量的验证

重离子高的相对生物学效应（relative biological effectiveness ，简称RBE）是将其应用于放疗治癌的生物学优势。生物有效剂量(GyE) = RBE

高电荷态离子与固体表面作用的研究

高电荷态离子与固体表面相互作用研究不仅在原子结构和能级寿命，量子电动力学效应和等离子体物理等方面具有重要的基础研究价值，而且在表面分析和加工，短波辐射源开发等方面也有着潜在的应用价值。论文介绍了在兰州重离子加速器国家实验室ECR离子源上建成的用于高电荷态离子与固体表面作用研究的物理实验终端，研究了高电荷态离子与固体表面作用中的可见光和X射线发射以及高电荷态离子在固体表面引起的离子溅射产额和电子发射产额。研究了固体表面靶原子特征可见光谱和X射线的激发机制；分析了空心原子X射线谱的重要特征以及高电荷态离子动能沉积和势能沉积在表面离子溅射和表面电子发射中的作用

基于紧束缚分子动力学模型的Na4,Na8和Na20团簇结构及热力学性质研究

利用距离相关的紧束缚的分子动力学模型（DDTB－MD），通过提取不同温度下的势能、构型、无单位键长涨落平均位移、扩散系数、围绕质心的径向分布等参量，系统的研究了菱形结构和T形结构的Na4、Td结构和D2d结构的Na8，以及Na20的热力学的性质。对于Na4，比较了金属团簇Na4的菱形结构和T形结构两种异构体之间热力学性质的异同。发现在团簇温度升高的过程中，两种异构体都会发生从类固到类液的相变。T形结构的Na4熔点要比菱形结构的低。在相变的过程中都会发生赝转动和异构化。还发现了赝转动的判据不仅仅只是温度，还包括无单位键长涨落的δ值。菱形结构的Na4在200K左右不一定会发生赝转动，只有观察到温度处于200K左右，δ值≥0.08的时候，赝转动则必然会观察到。菱形结构Na4的赝转动过程中会发现T形结构的异构化，但其维持时间很短，不稳定，很快又转变为菱形结构。而T形结构在170K就能观察到异构化和赝转动的发生，在这个温度下会不断的在菱形与T型之间发生异构，而处于菱形结构的时间要比T型长的多。表现为菱形结构的稳定性要大于T型。对于Na8的两种不同的异构体（分别为Td结构和D2d结构），发现尽管两个异构体的基态能量很接近，但他们的稳定性、熔化过程的热力学性质等有着很大的差别，这也反映了它们在几何结构上的差别。对称性强的Td结构更紧密，在熔化过程中表现出更高的稳定性，具有较高的熔点，具有类晶体的性质.对称性弱的D2d结构则具有较低的熔点，很宽的熔化温度范围，具有类似非晶体的性质. 再比较了基态结构下的Na8和Na20。通过提取对不同的子系统在不同温度下的无单位键长涨落等参数，发现金属原子团簇Na20在熔化过程中表现出了并不像通常金属团簇那样的表面先熔化，而是从内部开始先熔化的奇异特性

谐振式电子加速器电子枪注入控制系统

电子加速器作为一种工业化设备已经在各个领域得到了广泛的应用，它的内部控制电路工作在高电压环境中，尤其是高电压端存在的各种干扰对其稳定性影响很大，使得高压端的控制显得很困难，由于以往使用的高压端控制电路常常发生损坏，因此本文就高压端控制进行了讨论，并从原理和元器件设计方面考虑来解决这些问题。本文对大功率谐振式电子加速器的用途、工作原理以及总体结构做了简要的介绍，同时主要阐述了电子加速器电子枪注入控制系统的原理设计、总体结构以及实验结果。本文对以往使用的控制回路在高压端工作时其存在的问题进行了分析，比较了两种方案的优缺点，主要从电路的抗干扰和抗电流冲击以及稳定性出发对电路的各个部分进行了合理的设计，重点对组成电路的各个单元进行了详细的原理介绍和设计计算，而且对整个系统进行了SIM 99仿真，得到了合理的结果，与实验过程中所测数据完全一致。通过对电路的实际调试和分析可以看出该系统比旧系统在抗干扰和可靠性方面有大幅度的提高

缺中子奇质量数Au核高自旋态能级结构研究

利用能量为164-180MeV的35Cl束流，通过重离子核反应149Sm(35Cl,5n) 研究了179Au的高自旋态能级结构。实验进行了γ射线的激发函数、X-γ和γ-γ-t符合测量。基于实验测量结果，首次建立了179Au的1/2[660](πi13/2)转动带。结合已有的实验数据，着重讨论了奇-A Au核中1/2[660](πi13/2) 转动带的形变和带头激发能随中子数的变化。用能量为140MeV的29Si束流轰击159Tb金属靶，布居了183Au核的高自旋态。实验中要求至少有3个高纯锗和2个BGO探测器同时点火，在此符合条件下，记录高纯锗探测器探测到的γ射线的能量和相对时间、BGO探测到的γ射线的总能量和多重性。通过对实验数据的分析，扩展并更新了183Au的能级纲图。首次建立了183Au的πi13/2转动带的能量非优先带。分析并讨论了缺中子奇-A Au中πh9/2转动带的能量非优先带和πf7/2转动带间的相互作用

双奇核190Tl和146Tb高自旋态能级结构研究

本论文介绍了原子核高自旋态研究的一般概况及有关核模型，描述了在束γ谱实验的原理与技术、数据分析与处理方法，然后着重分析和讨论了双奇核190Tl和146Tb高自旋能级结构的特性。 利用能量为175和167MeV的35Cl束流，通过反应160Gd(35Cl,5n)研究了双奇形变核190Tl的高自旋能级结构。实验进行了γ射线的激发函数和各向异度、X-γ和γ-γ-t符合测量，建立了由πh9/2νi13/2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的转动带自旋值，首次发现了190Tl πh9/2νi13/2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192-200Tl πh9/2νi13/2扁椭球转动带能级自旋值，澄清了二十多年来国际上一直没有解决的自旋值指定问题且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—转子模型定性地解释πh9/2νi13/2扁椭球转动带出现的低自旋旋称反转现象。 利用118Sn(32S ,1p3n)反应研究了双奇球形核146Tb的高自旋态，建立了激发能达8.39 MeV的能级纲图，其中包括新发现的41条γ射线和新建立的27个能级，并指定了新发现能级的自旋值和部分能级的组态。146Tb81的低位激发态是二准粒子态，高位的激发态是四准粒子态，或二准粒子与偶偶核芯低位激发态的耦合，更高位的能级则是六准粒子态，甚至八准粒子态。利用经验壳模型对部分全顺排组态的激发能进行了理论计算

双奇核188Tl高自旋态能级结构研究

本论文首先介绍了在束谱学实验技术研究原子核高自旋态的基础理论知识，然后描述了实验数据的处理方法。在此基础上，详细分析并讨论了188Tl核高自旋态能级结构的性质。利用能量为170 MeV 的35Cl束流,通过157Gd(35Cl,4n)熔合蒸发反应研了188Tl的高自旋态能级结构。基于实验结果，建立了188Tl基于质子h9/2

注碳二氧化硅中高能重离子辐照效应研究

本论文工作采用“低能离子注入+高能重离子辐照”实验方法，通过建立注 碳二氧化硅（SiO2）中结构变化和新结构形成与高能重离子辐照参数的关系，比 较系统地研究了注碳SiO2中高能重离子辐照效应， 并对辐照效应产生机理进行了 初步探讨。 实验中，先将120keV的C离子注入SiO2样品，再用Xe、Pb、U等多种高能 重离子辐照，然后用FTIR、Raman谱和TEM等分析技术对样品进行表征。 实验结果表明， 高能离子辐照注碳非晶SiO2在注碳区形成管状径迹， 在高能 离子引起的离子径迹及其附近区域形成了SiC、 碳团簇、 SiOC结构和CO/CO2分子 并观察到了局域纳米晶化现象，形成的 SiOC 和 SiC 具有链式和笼式结构。新结 构的形成与碳离子注入剂量、高能离子辐照剂量、电子能损以及总沉积能量密度 有关，并存在相应的阈值。根据实验结果并结合热峰模型，我们认为高能重离子 辐照可能在注碳SiO2中引起了一系列化学反应， 其驱动力来自于强电子激发引起 的热峰过程。研究结果还表明，“低能离子注入+高能重离子辐照”是合成具有 特殊功能材料的一种有效手段，通过选择合适的高能重离子辐照，实现有选择结 构相变，可以合成新型功能材料。

1973～2003年中国林业生态足迹的研究(英文)

生态足迹是评价可持续发展能力重要指标之一,该方法自提出以来得到广泛关注和迅速应用。首先,本文分析了中国1973-2003年木材生产、进口和出口情况,结果表明,中国在1973-1995年期间木材生产呈明显波动变化趋势,1995年后呈现连续下降趋势;木材进口在1995年后特别是天然林保护工程实施后呈增长趋势,而木材出口在1995年后呈逐年下降趋势。然后,采用改进的生态足迹方法(即森林可持续产量法与森林实际生产法)计算了中国1973-2003年间的林业生态足迹(包括进口与出口林业生态足迹),分析表明,1978-1988年期间,实际生产法计算林地真实面积小于可持续产量法计算结果,而1989-2003年正相反,上述两种方法的计算结果均大于用全球产量计算的林业生态足迹。说明中国在1978-1988年间森林资源消耗量大于生长量,林业发展是不可持续的;1989年后森林资源消耗出现长大于消的局面,林业朝着可持续的方向发展,但同林业发达国家相比仍有较大的差距。最后,讨论了林业生态足迹与国家重要政策(包括外贸、经济与森林保护政策)的关系,并提出了减少林业生态足迹与增强林业可持续发展能力的几点建议。图3表1参31。

不同利用方式对潮棕壤比表面影响的研究

对中国科学院沈阳生态实验站潮棕壤水稻田、玉米地、撂荒地和人工林地4种土地利用方式经过14年后在0~150 cm土体10个土层中土壤比表面的剖面分布进行比较研究的结果表明,不同土地利用方式及不同深度土层土壤比表面差异显著,除林地0~5 cm表层外,4种土地利用方式在80 cm以内深度的土层中土壤比表面随剖面深度增加呈渐次增大的趋势,说明林地表层高有机碳积累对土壤比表面增加可能产生了重要影响。150 cm深度土壤比表面平均值为林地>玉米地>撂荒地>水稻田。土壤比表面与土壤风干含水量及交换性盐基总量呈极显著正相关关系:水稻田、玉米地、撂荒地、林地中土壤比表面与风干含水量相关系数分别为0.767、0.911、0.943、0.953(n=30,P<0.001);与土壤交换性盐基总量的相关系数分别为0.877、0.978、0.673、0.780(n=30,P<0.001)。不同利用方式下土壤比表面与土壤有机碳、全氮、碱解氮呈显著负相关关系,与土壤pH、硫、磷之间的关系因土地利用方式不同而具有一定的差异。研究结果表明,土壤比表面可作为指征不同土地利用方式对土壤理化性质影响的可行的土壤物理学指标,测定不同土壤的比表面可以基本反映出土壤交换性能的差异。