奇奇核166,168Lu和奇中子核87Zr高自旋态的实验研究

本论文主要进行了奇奇核~(166)Lu、~(168)Lu和奇中子核~(87)Zr的高自旋态的研究工作，对它们高自旋态的一些物理现象进行了讨论。并且首次对1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带的系统学规律进行了总结。主要由以下三个部分组成：~(166,168)Lu高自旋态的研究在最近有关形变奇奇核高自旋态的研究工作中，随着实验上π1／2-[541](direct X)vi_(13/2)带自旋的确定，人们发现除了130区的兀h_(11/2)(direct X)vh_(11/2)和160区的兀h_(11/2)(direct X)vi_(13/2)组态带低自旋旋称反转以外，π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)带的低自旋也是反转的，该转动带低自旋旋称反转现象引起了人们的很大的兴趣并得到很广泛的研究，为了通过π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)带与已知自旋和宇称的基态和一些低激发态相连，确定该转动带的自旋，人们付出了很大的努力。特别是最近几年，一些实验上自旋的确定，使得研究π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带低自旋旋称反转的系统学规律成为可能。需要指出的是在以前的研究结果中，~(166)Lu的π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带的能级摆动规律与相邻奇奇核该组态带的能级摆动规律严重不符，澄清该疑点是我们重新研究该核的主要动力之一。在以前~(168)Lu的研究工作中，只在~(168)Lu中发现两个带，但其中只有晕带的组态得到指定，根据带结构和旋称劈裂的大小估计另一个带极有可能是π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)带。为了澄清以上这些疑点和得到π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带的系统学规律，我们重新研究了。~(166,168)Lu的高自旋态。另外(h_(11/2)_p(i_(13/2))_n组．态带的低自旋旋称反转是一个广为人知的物理现象，但在以前的有关~(166）Lu的结果中对(h_(11/2))_p(i_(13/2))_n组态带白旋的确定与该组态带低自旋旋称反转系统规律相反，这也是我们对~(166)Lu重新研究的一个原因。实验是在北京中国原子能科学研究院HI-13串列加速器上进行的，分别利用入射能量为97MeV和92MeV的~(19)F束通过熔合蒸发反应~(152)Sm(~(19)F,~5n)~(166)Lu和~(154)Sm(~(19)F5n)~(168)Lu布居了~(166)Lu和~(168)Lu的高自旋态。用十台HpGe探测器组成的探测阵列进行γ-γ符合测量，对~(166)Lu和~(168)Lu分别记录了约1.27 * 10~8和0.25 * 10~8个两重和两重以上的符合事件。在~(166)Lu中，共发现了五条转动带，根据它们的顺排在0.28MeV均没有出现上弯，意味着它们的中子均占居i_(13/2)轨道，同时根据在~(165)Lu和~(167)Lu只发现基于9／2~-[514]、7／2~-[404]、1／2~-[541]、1／2~+[411]和5／2~+[402]轨道的转动带及在~(165)Yb和~(167)Hf中晕带均为5／2~+[642]的事实，那么由上述质子轨道和中子轨道组成的转动带是本文发现的五条带的最可能的侯选者。本实验中观察到的五条转动带分别基于7／2~+[404](direct X)5／2~+[642]、9／2~-[514](direct X)5／2~+[642]、1／2~-[541](direct X)5／2~+[642]、5／2~+[402](direct X)5／2~+[642]和1／2~+[642](direct X)5／2~+[642]轨道的转动带。和以前的数据相比主要有以下几点改进：(A)在以前的结果中，包括2000年新发表的有关~(166)Lu的文章，他们均把本文~(166)Lu纲图中(5)和(6)退激系列归属于π1／2~-[541](direct X)v5／2~+[642]转动带，而在本文中通过符合关系一个新的退激系列(7)被发现，根据(6)和(7)之间的符合关系、带交叉频率、γ射线强度和B(M1)／B(E2)的比值等关系，本文认为新发现的退激系列(7)与(6)组成新的π1／2~-[541](direct X)v5／2~+[642]转动带.以前的结果的错误在于把属于1／2~-[541](direct X)5／2~+[642]转动带的α = 0与1／2~-[541](direct X)5／2~+[642]转动带的α = 0误归于一个带，这就澄清了原文献中π1／2~-[541](direct X)v5／2~+[642]转动带能级摆动规律与相邻奇奇核该组态带能级摆动规律不符的疑点，同时把原文献中误归于π1／2~-[541](direct X)v5／2~+[642]转动带的那一个退激系列(5)重新指定为1／2~+[411](direct X)5／2~+[642]带(α = 0)；(B)通过分析实验数据、跃迁能量系统学和运用顺排相加性规则对以前实验中建立的9／2~-[514](direct X)5／2~+[642]和7／2~+[404](direct X)5／2~+[642]带的自旋进行了重新指定，把它们的自旋在原文的基础上加1个单位，澄清了以前的有关~(166)Lu结果中对9／2~-[514](direct X)5／2~+[642]组态带自旋的确定与该组态带低自旋旋称反转事实相反的疑点；(C)新发现了基于9／2~-[541](direct X)5／2~+[642]组态的转动带。在~(168)Lu中，共观察到了四条转动带，分别是π1／2~-[541](direct X)v5／2~+[642]、7／2~+[404](direct X)5／2~+[642]、 9／2~-[514](direct X)5／2~+[642]和7／2~+[404](direct X)5/2~-[523](本文新建立的带)带，本文对其中晕带7／2~+[404](direct X)5／2~+[642]的K值取值与原文献中的取值不同，并根据能量系统学和带头激发能指出不同的原因。 除以上所述外，本文还给出了~(166)Lu和~(168)Lu各γ射线的强度、转动参数A、较强γ射线的DCO值、分支比和B(M1)／B(E2)等实验值。基于实验和理论预期的B(M1)／B(E2)比值的比较、各带带交叉行为、顺排相加性、带头激发能和转动参数A对各带的组态和自旋进行了指定。最后通过对实验上对~(162,164)Tm、~(174)Ta和~(176)Re的π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带p-n剩余相互作用信息的提取，指出奇质子核中1／2~-[541]带的带交叉频率相对相邻偶偶核的延迟约三分之一到一半左右，其原因是由于p-n剩余相互作用所造成的(包含了对效应和形变变化的CSM模型能够解释另一半的偏离)，可以定性的认为正是由于形变、对相互作用的变化和剩余p-n相互作用三者相结合导致了整个的1／2~-[541]带中带交叉频率的偏离。旋称反转机制综述和πh_(932)(direct X)vi_(l3/2)组态的系统学首先对导致旋称反转的各种机制做一简单回顾，同时对ππh,u2⑩vi,钔组态带系统学规律做一简单总结，总结了πh_(11/2)(direct X)Vi_(13/2)组态带的跃迁能量系统学规律。在最近，随着~(162)Tm、~(164)Tm、~(174)Ta和~(176)Re等几个奇奇核中半退耦带1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)的自旋通过实验方法的确定，人们惊奇的发现在上述这些核~(162)Tm、~(164)Tm、~(174)Ta和~(176)Re)中半退耦带1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)在低自旋区都是旋称反转的。人们就会很自然的回头去看那些在该区已经布居1／2~-[541](direct X)vi_(l3／2)组态带的那些核，结果发现对于该组态带的自旋的指定是很杂乱无章的，有些自旋的确定即不符合能量系统学又与顺排相加性规则相悖，如在~(172)Ta和~(178)Re中(值得指出的是有关这两个核的文章均是在十年前发表的)，自旋的指定明显与最近发表的该区πhg_(9/2)(direct X)vi_(13/2)组态带自旋不符，本文通过能量系统学和顺排相加性对~(172)Ta和~(178)Re的1／2~-541](direct X)vi_(13/2)组态带自旋做了修改，分别增加了3h和h。本文通过对最新结果~(162)Tm、~(164)Tm、~(170)Lu、~(170,174,176)Ta、~(176)Re、~(180)Ir)和以前的结果(~(172)Ta和~(178)Re)及本文的结果(~(166,168)Lu)对上述12个核的1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带的S(I) = E(I)-E(I-1)- E(I + 2)-E(I + 1)-E(I - 1)-E(I - 2)]／2～I的变化图的分析，继A ≈ 130区7πh_(11/2)(direct X)vh_(11/2)组态带和A ≈ 160区πh_(11/2)(direct X)vi_(13/2)组态带的系统学规律以后，首次总结出A ≈ 170区π1／2~-541](direct X)vi_(13/2)组态带的系统学规律：反转点的自旋随N的增加而增加，随Z的增加而减小，与πh_(11/2)(direct X)和πh_(11/2)(direct X)vi_(13/2)转动带的系统学规律很相似，即反转点自旋均随中子和质子单调地变化。通过对各种理论模型的研究发现三轴形变、科里奥利力、带交叉与自反转和p-n相互作用在奇奇核中都有可能导致旋称反转，包含有p-n相互作用的粒子-转子模型在πh_(11/2)(direct X)和vh_(11/2)、πh_(11/2)和π1／2 ~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带中的旋称反转上取得了某些成功，表明p-n相互作用在解释奇核低自旋反转现象中起着很重要的作用。通过对实验上π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带旋称反转点与文献中理论计算值的比较，得出p-n相互作用强度的变化可能是导致π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带症称反转点变化主要原因的结论。过渡区核~(87)Zr的高自旋态研究在A≈80区，许多原子核的中子和质子数都处在28和50两个满壳层之间，对于这些核而言，任何一种核子数的改变都有可能导致核形状的显著变化。有研究结果表明，对于40≤Z≤45的核来讲，N=46是变形核向球形核变化的转折点。在40≤N≤50区，对Zr(Z=40)同位素系列中诸原子核能级结构伴随中子数改变而发生的变化的研究将会帮助我们了解这个形状变化的过程。我们所研究的~(87)Zr含有47个中子，就处于这个过渡区。实验是在北京中国原子能科学研究院HI-13串列加速器上进行的，利用入射能量为118MeV的~(32)S束通过~(58)Co(~(32)S,3pn)~(87)Zr熔合蒸发反应布居。~（87）Zr的高自旋态，实验用的靶为附有Ta衬的厚度1082μg／cm~2的~(59)Co箔。用7台HpGe探测器组成的探测阵列进行γ-γ符合测量。同时采用一个小平面光子探测器探测低能γ射线。本实验记录了约1.5 * 10。个两重以上的符合事件，建立了自旋直到37／2和43／2的能级纲图。研究的结果表明：~(87)Zr与相邻同中子奇A核的正宇称低激发能级之间存在着很强的相似性，而与相邻奇A核同位素相比，结构变化明显， 这可能表明在该核区对核形变的影响中子占主要地位，质子影响较小。激发能随中子变化的比值图呈阶梯状，认为R ≈ 1.5，R_x ≈ 2.0和R_x ≥ 2.2分别代表核形变的三个区域，即球型核、过渡区核和形变核。通过与相邻(Z,N + 1)偶偶核低激发态能级相比较的方法对各低激发能级组态的主要成分进行了估计，发现随自旋的增加，出现了各能级组态之间的混杂。

25MeV/A~(40)Ar+~(115)In反应中轻粒子发射研究及大面积位置灵敏闪烁探测器的研制

论文分为两个部分。第一部分：研究在25MeV/u ~(40)Ar+~(115)In反应中轻粒子发射机制。实验中，利用研制的轻粒子探测器测量了发射的P、#alpha#能谱。用三源模型拟合了轻粒子能谱，所提取的参数与费米气体模型的计算结果进行比较，分析了发射源形成和衰变的一些特点。第二部分：研制一种大面积幅度、时间、位置灵敏闪烁探测器。它是HIRFL上建成的第一阶段放射性核束物理实验终端的主要设备之一，在首次放射性核束调试中收到良好的效果。本文的目的是用经典理论研究了热核形成及衰变的一些性质，在即将开展的放射性核束物理研究中， 利用研制的大型探测器对经典理论普适性进行检验

25MeV/u~(40)Ar~(15+)+~(209)Bi反应的裂变研究

本文首先回顾了重离子物理学的发展简史，并介绍了当前的一些关于重离子反应的理论方法，同时对于现在核物理的研究热点，热核的特性进行了概括性的叙述．由于裂变是作者工作的重点，因此在文章中，对裂变反应的理论也进行了介绍．为了能够清楚全面的说明我们的工作，本文对于实验装置和探测器也给出了详细的描述．最后，文章对25 MeVu Ar+Bi反应中的裂变进行了讨论．在这些讨论中，我们分析了反应中与裂变相关的数据，得到了碎片的质量，动能分布。同时运用与碎片相关联的4He粒子能谱提取了核温度和裂前裂后的4He粒子多重性，并利用这一数据计算了不同初始激发能下的裂点激发能和裂变时标.

30MeV/u~(40)Ar+~(nat)Ag反应中中等质量碎片的发射机制及其发射时间测量

中等质量碎片（IMF）的发射是中能重离子碰撞的一大特点，且随着轰击能量的升高其产额迅速增加。通过测量30MeV/u 40Ar+natAg反应中出射的中等质量碎片，研究了高激发热核的发射机制、发射时标和时空演化规律。 对反应中发射碎片能谱的运动源拟合表明，前角区（11°—22°）中等质量碎片（IMF）来自于三种成分：类靶源、类弹源和中速源成分，其中类弹和中速成分占主导，关联测量的IMF能谱拟合得到，一个来自于类弹源而另一个来自于中速源成分的事件占有相当大的比例。 利用小相对角度内的两碎片关联测量，研究高激发核衰变中中等质量碎片的发射时标和寿命。IMF发射时间随能量的变化很大，从低能碎片的250 fm/c到高能粒子的100 fm/c，表明在此能量下，反应中出射的IMF主要来自于相继两体衰变。通过与其它实验的比较可知，随着束流能量的升高，IMF发射时间由相继两体衰变向多重碎裂过渡。 IMF时空演化研究表明，发射空间的大小对IMF关联函数的影响主要来自于发射源的核物质密度而几乎不依赖于发射源的质量数。

30MeV/u~(40)Ar引起反应中的碎片发射机制

本论文中重点研究了30MeV/u 40Ar+58Ni，64Ni和115In反应中中等质量碎片（IMF）的发射机制。实验中，测量了实验室系5°～140°角度范围内出射碎片的能谱和角分布。对前角区出射的IMF（3≤Z≤13）实现了同位素鉴别，对中后角区出射的碎片在低探测阈（<2MeV/u ）的前提下实现了直到Z～30的元素鉴别。 用运动源模型对不同角度下出射的碎片能谱进行了分析和讨论，并结合角分布特征定性地研究了碎片的三个发射源。通过对各源的贡献随角度以及出射碎片电荷数Z的演化，观察到：类弹源主要发射的是那些前角区出射的、接近束流速度的高能碎片；中等速度源的发射是中角度区出射碎片和前角区低能碎片的主要来源；后角区出射的碎片则主要来自于类熔合源的发射。并观察到相对于类熔合源非平衡源更容易发射较轻的碎片。 通过对前角区出射IMF（3≤Z≤13）的能谱和同位素分布的分析，确定了那些基本保持束流速度的碎片主要来自于弹核碎裂过程。用各种模型对实验同位素分布进行了拟合，发现Sümmerer等人给出的经验公式和abrasion-ablation模型均能比较满意地拟合实验同位素分布的宽度和峰位。同时也观察到abrasion-ablation模型计算对奇Z元素的同位素分布能给出较好的拟合，但对偶Z元素的同位素分布，计算结果与实验值相比出现向丰中子方向的系统性偏移（～lamu）。另外，还着重研究了这些产物的靶核相关性问题。通过系统性分析以及同位旋相关的量子分子动力学（IQMD）模型计算，得出了弹核碎裂产物的靶核相关性是源于靶核表面中子与质子分布的不同和平均场及核子核子相互作用的同位旋效应相关。并且，通过计算还指出了靶核中子皮的厚度对于用弹核碎裂方法产生丰中子同位素的重要性。 通过用统计模型拟合后角区出射碎片的电荷分布，指出了这些碎片主要来自于非完全熔合过程中形成的复合系统的统计发射。 实验中观察到30MeV/u 40Ar轰击Ni和In靶在中角区出射的碎片的电荷分布有不同的特征。相对来说，前者更服从power-law，后者则倾向于服从指数规律。结合核态方程和QMD模型计算分析得出，在30MeV/u 的40Ar引起的反应中，对于弾靶质量接近对称的碰撞对所形成的系统，在一定的碰撞条件下可能已进入spinodal区，而非对称碰撞对的碰撞中压缩能还难以使得系统在膨胀时进入力学不稳定区。从而对观察到的实验现象进行了说明，并认为30MeV/u 40Ar轰击与其质量接近的靶核的反应中出射的碎片中已有相当数量的动力学发射成分的贡献。 利用实验中在前角区出射的接近束流速度的碎片的同位素产额提取了类弹源的温度参数。观察到直接由实验同位素产额比得到的表观核温度与所选择的同位素组合有较强烈的依赖关系，而与靶核和实验室探测角基本无关。利用M.B.Tsang等人给出的修正方法，提取了经边馈效应修正后的发射源温度。得到该温度值与反应靶、探测角以及用于提出温度的同位素组合没有明显的依赖关系，均为～4MeV。并用abrasion-ablation模型计算进行了讨论，得到在假定能级密度参数的倒数k=10MeV时，该温度值与abrasion-ablation模型计算是一致的。

中能区~(40)Ar + ~(197)Au/~(159)Tb/~(nat)Ag反应中高激发热核性质研究

通过对中能区Ar+Au/Tb/Ag反应中高激发核的发射时标、发射次序、发射机制、核温度、集体运动等衰变特性的研究，提取了轻粒子和中等质量碎片（IMF）的发射时间，IMF发射时间随束流能的升高而变短，发射机制逐渐由相继衰变过渡至多重碎裂。研究了轻粒子和碎片间的发射次序，对高能粒子和碎片，轻粒子先于碎片发射，而低能时，则为碎片先于轻粒子发射。IMF发射成分与角度和碰撞参数有关，前角区来自于弹核碎裂，后角区来自于类靶热核的蒸发。在平面和出平面研究表明，中速粒子和碎片为在平面发射占主导，即存在类转动效应；对轻粒子，转动效应随粒子质量增加而增加；对中速产物均观测到该效应随碰撞参数饿增大而增大。采用几种不同的方法提取了热核的核温度，研究了不同方法之间的区别。

基于TM的渤海海岸带1988~2000年生态环境变化

海岸带作为海陆之间的过渡地带,是全球生态环境最为复杂和特殊之处。研究海岸带土地利用变化对于了解该区域生态环境演变具有重要意义。利用1988和2000年的Landsat-TM数据,在GIS技术支持下,通过一系列空间分析,得到渤海海岸带土地利用/土地覆盖变化,结合社会经济统计资料分析该区域生态环境的动态变化情况及其驱动因素。结果表明,1988~2000年,由于渤海海岸带社会经济的快速发展,海岸带土地利用格局发生了巨大的变化。耕地大面积减少,城乡工矿用地、养殖池塘、盐田急剧扩张;林地、湿地等具有重要生态价值的土地类型面积显著下降。表明强烈的人类活动已经使自然生态系统受到破坏,渤海海岸带生态环境质量总体上呈现下降趋势。

基于TM影像的表层土壤有机碳空间格局

土壤有机碳是土壤肥力的核心指标之一,理解其空间分布格局对促进精准农业的发展和科学施肥具有重要意义。本研究旨在检验TM影像结合地面采样数据分析黑龙江省黑土分布区表层土壤有机碳空间分布格局的可行性。结果表明:1)表层土壤有机碳浓度与TM5波段呈显著正相关(r=0.553,P<0.01),与TM4、TM5波段影像像素值之间满足二次多项式回归关系(R2=0.6791,P<0.05);2)回归模型对表层土壤有机碳空间分布格局具有较好的预测效果(R2=0.7097,P<0.05);3)海拔高于200m的地区表层土壤有机碳浓度显著高于海拔低于200m的地区(P<0.05)。

基于TM影像和统计分析的林分参数估测研究(英文)

林业研究中的主要兴趣点之一在于通过经验或半经验模型建立林分参数与遥感影像数据间的相互关系来估测林分参数。基于覆盖美国佛罗里达州东北Duval县的遥感数据和两块样地清查数据,论文探讨了所选林分参数与TM影像光谱DN值间的相关性。相关性分析结果表明,单波段或植被指数对林分参数的解释能力低于50%,为此构建了林分参数与影像多波段间多元回归模型来估测林分参数。预测结果通过另一组数据验证,除林分密度外,其它参数估测可信度达75%以上。论文最后探讨了预测模型不足和需改进的地方,并指出该研究有助于更好地理解影像光谱值和林分参数间的关系。图1表2参9。

近40年沈阳城市森林春季物候与全球气候变暖的关系

1960—2005年期间,沈阳气候受全球气候变暖的影响,年平均气温总体呈上升趋势,气温升幅为0.96℃,但以1982年为界,1960—1982年为偏冷阶段,气温降幅最大值为1.95℃;1983—2005年为偏暖阶段,气温升幅最大值为1.60℃。一年四季气温处于上升阶段,以冬、春季气温升幅最大,分别为2.3℃和1.35℃。城市森林主要树种的春季物候期,在气候偏冷阶段,春季物候期出现较晚,而在偏暖阶段,春季物候期提前发生。同时,物候春季开始日期与结束日期有密切的同步相关性,并与物候季节节奏的长短呈负相关。树木萌动期早晚与冬季和早春气温高低呈显著的负相关,冬春季气温越高,芽萌动越提前。展叶早晚主要受展叶前的春季气温高低的影响,与冬季气温相关性不显著。始花前2—8旬,特别是2—4旬气温对始花期影响最显著。寒冷指数(CI)与树木芽萌动期、展叶始期呈显著正相关,而与开花始期相关性不显著。预测了CO2倍增和气温升高条件下,沈阳城市森林主要树种的萌动期、展叶始期和开花始期分别提前40.41、43.08和24.13d。

近40年中国植物物候对气候变化的响应研究

根据中国科学院物候观测网络中26个观测站点的物候资料,分析了近40年我国木本植物物候变化及其对气候变化的响应关系,并建立了不同年代物候期与地理位置之间的关系模式,分析了当前气候增暖背景下物候期地理分布规律变化对气候变化的响应关系。结果表明:温度上升,我国的木本植物春季物候期提前。20世纪80年代以后,东北、华北及长江下游等地区的物候期提前,西南东部、长江中游等地区的物候期推迟,同时物候期随纬度变化的幅度减小。

过去40年中国气候与物候的变化研究

根据中国近40年的日气候观测资料与物候观测资料,分析了近40年中国气温、降水与自然物候的变化趋势及其区域差异.结果表明:(1)近40年来,从全国平均状况看,较为明显的升温阶段出现在1980年以后.其中升温率最大的时期为非生长期,最小的时期为生长期.从区域变化差异看:东部大部分地区、青藏高原的东南部和新疆的部分地区生长期温度在1980年以后都有不同幅度的上升,其中升幅最大的地区出现在华北;降温区则出现在秦岭以南的广大地区(包括西南地区东部、长江中游)以及新疆的部分地区.(2)生长期期间,全国平均降水在近40