中能核反应中的统计发射过程及核温度参量

在过去的几年里，利用兰州重离子加速器（HIRFL）提供的束流，以及在OUVERTURE合作研究中，利用意大利国家核物理研究院南方实验室（INFN-LNS）超导回旋提供的束流，进行了多次中能区重离子核反应实验研究工作。如，最初的46.7MeV/u ~(12)C+~(58)Ni，~(115)In，~(197)Au的实验及30MeV/u ~(40)Ar+~(58)Ni，~(64)Ni~(115)In和30MeV/u Ni轰击Ni，Au，Al在MULTICS+MEDEA：4π装置上进行的实验工作。此外，本人还从事过一些理论研究工作，包括多粒子散射形式理论和相关数学物理问题研究，量子分子动力学和量子统计模型计算。本文是从事这些核物理研究工作的积累，主要侧重于实验结果的物理内容分析，而不强调实验技术，数据处理的技巧。主要的物理内容有以下几个方面：1.对于利用双同位素产额比提取同位素核温度的方法进行研究推广，使得对于实验中碰到的仅有部分能谱可以实现很好同位素分辩的情况，即使不能得到总的同位素产额，仅仅通过一段能区的同位素产额也可提取核温度。用于具体的实验研究工作中后，对于46.7MeV/u ~(12)C+~(58)Ni，~(115)In，~(197)Au核反应过程，同一体系利用这种方法得到的同位素核温度和利用粒子非稳态布居提取的核温度一致。2.围绕核反应过程中核温度的参量的提取，对于双同位素产额比与核温度的刻度关系进行了分析研究，通过计算考虑中等质量碎片（IMF）内部激发能后的内部配分函数表明，中等质量碎片的内部激发对刻度关系有重要影响。零阶近似下区域密度近似的结果和Gemini模拟计算的结果反映了相同的情况。3.研究核反应机制，多个粒子散射的形式理论的必需的，对于两体散射，其形式理论已经比较成熟，但是对于多个粒子散射问题出现的严重的困难是多体Lippmann-Schwinger方程无唯一收敛的解。作为一种探索性的研究工作，开展了多体散射理论研究工作，发展了一些具有普遍意义的数学物理方法。在本项研究工作中，通过能基础数学中的约当引理的推广，发现一个特例：对非连接图，Lippmann-Schwingwer方程存在收敛的解，因此多体散射形式理论，有可能重新建立。由于核力和多体问题是当今核物理研究的两大难点，世界各国的科学家都在努力以图攻克它们，而且多体问题还是物理学的其它许多领域的难题，因而多体散射还是引起诸多研究学科广泛兴趣的课题。通过发展一些新的数学理论和方法，我们已得到一些有意义的结果。4.将量子分子动力学这种中高能量区域所用的理论分析方法扩展至较低能区，通过对相空间中初始位置和动量抽样增加限制条件。如结合能和实验值要求一致，平均核势，核内Pauli阻塞更强一些，在演化中能量和动量守恒等等。得到一个很稳定的初始基态。均方半径保持不弥散的时间可达1600fm/c，用于研究10.6MeV/u Ne~(20)+Al~(27)的实验分析过程中。另外，量子统计模型（QSM）主要描述中心核-核碰撞，将它和碎裂模型结合，作一些改进后，可以对核-核碰撞进行统一描述。5.在中能核反应研究中发现，核反应过程中有大量的中子，轻带电粒子以及中等质量碎片发射出来，可以将这些粒子发射机制大致分为两大类。其中一类可以归结为动力学发射过程的产物。另一类则可以归于统计发射的产物。在低能核反应中，其发射能谱的斜率的负倒数，可作为复合核的核温度。而在中能重离子核反应中，其发射能谱变得很复杂，不再具有Maxwell分布。通常的三源拟合所给出的温度参数，已不能反映物理实质。提出多阶矩分析方法用于分析中能核反应中统计发射规律及受动力学过程的影响。

（一）兰州重离子加速器束流能量、能散测量（二）中能~(12)C + ~(64)Ni, ~(58)Ni碎裂反应的实验研究

本论文通过讨论选择了简单易行的弹性散射法来测量兰州重离子加速器流能量、能散，描述了整个实验的准备、进行及数据处理，并讨论、修正了所得的实验结果，得到了~(12)C束流能散为(2.74 ± 0.14) * 10~(-2)，能量经刻度为每核子46.4MeV/u。本工作还拟采用飞行时间法来测量束流能量的绝对值，以检验弹性散射法测得的能量值，而且已设计制作了用作起始探测器的微道板（MCP）零时探测器，上器进行了必要的高调试，用MCP零时探测器作为起始探测器，Si半导体探测器作为终止探测器，对于10MeV/uα粒子，得到了好于560ps的总时间分辩，完全可用于中能重离子实验探测

热核的衰变行为研究

中能重离子碰撞（10－100 MeV/u）为研究热核性质提供了有力的工龄。为此我们利用HIRFL提供的46.7 MeV/u ~(12)C束轰击~(159)Tb/~(197)Au/~(209)Bi研究了线动量转移分析、出平面角分布和质量分布，实验结果的分析证实了非完全熔合核的裂变和蒸发。编写了一个Monte-Carlo统计衰变程序（SAGEE）并用于详细比较C＋Au、C＋Bi的实验数据，C＋Tb的质量分布由统计两体发射理论（GEMINI）得到了解释。理论与实验的符合说明：通常类熔合反应方式形成了高激发的复合核，其后以统计两体衰变而退激。实验也统计了与裂变符合的γ能谱、三裂变的相对角度和相对速度分布，没有观察到GDR，对称三裂不是唯一的三裂方式。本文分析了HIRFL上其他小组的实验结果。研究了46.7MeV/u ~(12)C＋~(58)Ni反应的复杂粒子发射，也研究了复杂粒子出射对用放射化学方法测量的24MeV/u ~(12)C＋~(64)Cu和42MeV/u ~(12)C＋~(115)In的质量产额分布的解释。GEMINI计算很好地符合了实验结果，这意味着非完全熔合反应形成的复合核的两体衰变仍是主要的发射过程。本文也简要讨论了多重碎裂过程。基于卡西尼亚卵形体裂变形状，计算了转动核的对称和非对称形变势能，用此模型得到了核的静态裂变位垒、鞍点能并与RLDM和RFRM作了比较。我们考虑了YPE核势对核表面的弥散作用以及弥散核表面对库仑能、转动惯量的影响完善了RCOM，我们的RFCOM比RLDM和RFRM都有明显的改进，可以用于重核裂变性质研究。发展了熔合－裂变过程的宏观模型，计算了形成复合核~(149)Tb、~(194)Hg的熔合过程及其相应的裂变过程。本工作对研究热核的形成及其衰变性无疑是很有用的

中能重离子引起的碎裂及转移反应研究

重离子核反应机制的研究一直是人们关注的课题。入射能量较低时，集体效应占主要地位，反应为熔合反应及深部非弹性碰撞，实验可用平均场理论进行解释。当入射能量较高时，平均场效应消失，核子-核子碰撞起主要作用，实验可用参加者-旁观者模型来描述。中能区（10-100 MeV/u）的重离子反应既具有低能下一体耗散的特点，又具有高能下核子-核子碰撞的特征，由于作用时间短，非平衡现象变得很重要。在这一能区，多种反应机制共存并相互竞争。对这一能区的重离子核反应制的研究将有助于我们更清楚地了解原子核的结构。为此，我们在兰州重离子加速器HIRFL上进行了46.7 MeV/u ~(12)C引起的重离子反应中前方向出射产物的测量，着重讨论了周边反应中的弹核碎裂和转移反应以及它们的相互竞争。实验中用46.7 MeV/u ~(12)C束流轰击四种靶核：~(58)Ni、~(64)Ni、~(115)In和~(197)Au。通过对前方向出射的类弹碎片的测量，发现它们的平行动量分布宽度满足Goldhaber关系式，提取的约化平行动量分布宽度σ_0 = 80 ± 10 MeV/c，与相对论情形下的值接近，并且σ_0对于各种反应系统均相同。反应中弹核碎裂产物的最可几能量可用Abrasion图象来解释。对于质量接近弹核的类弹碎片，将碎裂部分和转移部分分开后，提取的转移部分的约化平行动量分布宽度为44 ± 10 MeV/c，这比弹核碎裂部分的宽度要窄，说明转移反应比弹核裂受到相空间中更严格的限制。弹核碎裂和转移反应的几率都随靶核质量增加而增加，并且与被转移结团的结构有关。转移反应主要对弹核附近的类弹碎片有贡献，当类弹碎片质量与弹核质量相差较大时，主要是弹核碎裂的贡献。对反应中的同位素产额分布也进行了分析，结果表明，类弹碎片的同位素分布对靶核有依赖关系，当靶核的N/Z增加时，产物的N/Z也增加，并且低能部分的N/Z比高能部分的N/Z要大。当角度变大时，~7Li/~6Li、~9Be/~7Be、~(11)B/~(10)B等同位素产额比随之变化，低能部分变化缓慢，高能部分则变化明显。产物的同位素产额分布或同位素产额比反映了系统由非平衡向平衡演化的过程。实验中对于BaF_2晶体与半导体组成的望远镜探测器的性能进行了测量。圆柱形BaF_2晶体后配以XP2020Q型光电倍增管，输出信号送入不同的QDC，以获得BaF_2中光输出的快慢成分。ΔE-E方法可以得到较好的元素鉴别，即使对低能的p、d、t也能分开，用快慢成分关联方法可对较高能量的轻带电粒子很好地鉴别。入射离子越重，相同能量的离子在BaF_2晶体中引起的光输出越小。BaF_2对入射离子的响应在较大的能区内是线性的，在低能时存在轻微的非线性。对80 cm大面积位置灵敏电离室与一维位置灵敏塑料闪烁体组成的探测系统首次在中能重离子反应中进行了测试。电离室可以测量较重的低能离子，有较好的粒子鉴别能力，能给出能量信息及两维位置信息。闪烁体则使得该系统可用于较高能量轻带电粒子的测量，它能给出能量吸一维位置信息，与电离室配合可以进行元素鉴别。它将在以后的中能重离子实验中得到广泛的应用

47MeV/u~(12) C轰击~(197)Au和~(209)Bi引起的裂变关联测量

本论文的工作：利用两体裂变角关联技术，辅之以飞行时间测量，测定了47MeV/u的~(12)C轰击~(197)Au和~(209)Bi靶中心碰撞对应的线性动量转移（LMT），得到了关联裂片出射的共面歧离分布，同时还发现了关联角很小且共面歧离很大的裂变事件，并得到了其相对速度分布。从测到的LMT分布中，得到中心碰撞对应的最可几线性动量转移约占入射动量的65％，相应于单核子线性动量转移约为192MeV/c.A，进而还估算出了所形成热核的激发能上限。在对关联裂片出射的共面歧离效应研究中，发现了共面歧离宽度是热核激发能的较好量度之一。并给出了共面歧离宽度跟热核单核子激发能的经验关系；还用简化的裂片级联蒸发模型估算了蒸发中子、质子和α粒子的平均多重性

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

12个日本落叶松家系扦插苗造林后的高生长表现及其稳定性分析

文章分析了 12个日本落叶松家系扦插苗造林后的高生长表现、遗传参数和稳定性参数。得出 :在经过一次选择后 ,优良家系 (超过日本落叶松丰产林标准 15 % )只占全部家系的 1/3 ,并且仍有少量的家系低于此标准 ,可能的原因是基因型×环境 (年份 )互作的敏感性 ;连续测定期间 ,树高总生长量的广义遗传力变化不大 (74 5%～78.0 % ) ,说明高生长受中上等遗传效应的控制 ;但遗传变异系数和表型变异系数均随年龄增长而下降 ,显然再行选择需加大选择强度 ;然而 ,变异系数下降有利于为生产提供品质均一的无性系材料。稳定性分析表明 ,家系×年龄的互作是明显的 ,即高生长性状是对环境敏感的性状 ;多数家系能够利用模型进行回归预测 ;如欲在树木发育的幼龄期进行选择 ,当缺少多点试验数据时 ,只能通过连续测定 ,对稳定性好的家系作出可靠评价。文中还对稳定性方法在早期测定中的作用进行了探讨。

A 2-kW COIL with a square pipe-array JSOG and nitrogen buffer gas

A 2-kW-class chemical oxygen-iodine laser (COIL) using nitrogen buffer gas has been developed and tested since industrial applications of COIL devices will require the use of nitrogen as the buffer gas. The laser, with a gain length of 11.7 cm, is energized by a square pipe-array jet-type singlet oxygen generator (SPJSOG) and employs a nozzle bank with a designed Mach number of 2.5. The SPJSOG has advantages over the traditional plate-type JSOG in that it has less requirements on basic hydrogen peroxide (BHP) pump, and more important, it has much better operational stability. The SPJSOG without a cold trap and a gas-liquid separator could provide reliable operations for a total gas flow rate up to 450 mmol/s and with a low liquid driving pressure of around 0.7 atm or even lower. The nozzle bank was specially designed for a COIL using nitrogen as the buffer gas. The cavity was designed for a Mach number of 2.5, in order to provide a gas speed and static temperature in the cavity similar to that for a traditional COIL with helium buffer gas and a Mach 2 nozzle. An output power of 2.6 kW was obtained for a chlorine flow rate of 140 mmol/s, corresponding to a chemical efficiency of 20.4%. When the chlorine flow rate was reduced to 115 mmol/s, a higher chemical efficiency of 22.7% was attained. Measurements showed that the SPJSOG during normal operation could provide a singlet oxygen yield Y greater than or equal to 55%, a chlorine utilization U greater than or equal to 85%, and a relative water vapor concentration w = [H2O]/([O-2] + [Cl-2]) less than or equal to 0.1.

国产12种苔藓植物的染色体数目

报道了中国产 1 2种苔藓植物染色体数目 ,结果为 :壶苞苔Blasiapusilla ,n =9;艳绿光苔Cy athodiumsmaragdinum ,n =9;紫背苔Plagiochasmarupestre,n =9;石地钱Rebouliahemisphaerica ,n =9;宽片叶苔Riccardialatifrons,n =1 0 ;尖叶美喙藓Eurhynchiumeustegium ,n =1 1 ;东亚沼羽藓Helodiumsachali nense,n =1 1 ;白齿藓Leucodonsciuroides,n =1 1 ;齿边细枝藓Lindbergiaserrulatus,n =1 1 ;疣小金发藓Pogonatumurnigerum ,n =7;台湾拟金发藓Polytrichastrumformosum ,n =7;金发藓Polytrichumcommune,n=7。其中艳绿光苔、齿边细枝藓和东亚沼羽藓的染色体数目为首次报道。

科尔沁退化草地改良的工程措施及效果

针对草地退化的实际问题,以科尔沁乌兰敖都退化草地为例,采用围栏封育、深翻松土、补播豆科牧草等工程措施对该退化草地进行工程改良,并评价改良措施对土壤性质及草地植被生物多样性的影响。重度退化草地土壤有机碳和全氮含量较低且随土层深度增加而明显降低,土壤pH增高,10～30cm土层深度可溶性盐积累；与重度草地相比,退化改良3年草地土壤有机碳和全氮含量显著提高(P＜0.01),土壤pH降低,其中10～30cm深度土层的差异达到显著水平(P＜0.05)；10～30cm深度电导率呈现出降低的趋势。经过改良,可以缓解土壤盐碱化,提高土壤肥力及物种多样性,达到提高草地质量、改善生态环境的效果。

我国沿海地区水污染区域治理探讨

本文分析了我国当前水污染区域治理的难度，沿海地区水污染的主要问题，探讨了污染区域治理的基本原则，提出了水污染治理的重点区域和水污染区域治理的主要途径，并以浑河流域沈阳地区２０００年水污染物总量控制为例，概述总量控制方法和目标

银杏种子生长特性及其生理变化的研究

从纵径、横径、体积、重量等方面分析了银杏种子的生长特性及其生长过程中水分、糖类物质、脂肪酸、氨基酸的生理变化 .结果表明 ,银杏种子的生长过程曲线为典型的单“S”型 ,种子纵径、横径、体积、重量、绝对含水量随生长过程呈“S”形变化 .各种生理物质含量随种子生长过程呈规律性变化 ,且各有其特点 .其中在种子生长后期糖类物质总量表现出上升的趋势 ,表明它们是种子中主要的营养储存物质 .成熟种子含淀粉 8.4%、葡萄糖 6.7%、果糖 4.2 %、多糖 0 .0 2 %、二糖 0 .0 1% ;含肉豆蔻酸 10 .6%、棕榈烯酸 4.1%、亚麻酸 2 .4%、硬脂酸1.9%、油酸 1.1%、亚油酸 0 .4% .银杏种子富含 15种氨基酸 ,成熟种子中总含量为 1.5 6g·10 0 g-1FW ,其中以赖氨酸、天门冬氨酸、丙氨酸、精氨酸、组氨酸、谷氨酸、异亮氨酸的含量较高 ,它们的含量依次为 0 .2 87%、0 .163 %、0 .13 6%、0 .13 3 %、0 .12 3 %、0 .115 %、0 .0 95 % .

汶川5.12大地震地表次生灾害评价与分析

针对汶川5.12大地震,对由地震引起的地质次生灾害发生的坡度和坡向进行了统计,分析了地表破坏的易发坡度、坡向及其与震中的关系等。另外,分别以不同震中距为缓冲区、以平行中央断裂带的各级缓冲区、以等烈度区为缓冲区对地震引起的地表破坏的空间分布以及发生地表破坏的坡度在各级缓冲区中的变化进行了分析。结果表明:①地震引发的滑坡及滑坡群共5093个,总面积大约958km2;②在30°～44°坡度区间地表破坏发生的数量最大,42°坡度为地表破坏发生概率的拐点。主要的地表破坏发生在迎着地震波传播的坡向上;③随着震中距的增