Concise methods for proton radioactivity

Concise methods are proposed to study proton radioactivity. The spectroscopic factor is obtained from relativistic mean field (RMF) theory combined with the BCS method (RMF+BCS). The assault frequency is estimated by a quantum mechanical method considering the structure of the parent nucleus. The penetrability is calculated by the WKB approximation. No additional parameters are introduced. The extracted experimental spectroscopic factors are compared with those from the calculations by the RMF+BCS, and the agreement is good, implying that the present methods work quite well for proton radioactivity. Predictions are provided for some most possible proton emissions, which may be useful for future experiments.

Elastic Scattering of He-6 + p at 82.3 MeV/nucleon

Differential cross sections for the elastic scattering of halo nucleus He-6 on proton target were measured at 82.3 MeV/u. The experimental results are well reproduced by optical model calculations using global potential KD02 with a reduction of the depth of real volume part by a factor of 0.7. A systematic analysis shows that this behavior might be related to the weakly bound property of unstable nuclei.

A New High-Spin Level Scheme of I-128

High-spin states in the odd-odd nucleus I-128 are investigated via the Sn-124(Li-7,3n)I-128 reaction at 28 and 32 MeV beam energies. A new level scheme of I-128 is established up to high-spin states at I-pi = 16, including 48 levels and 72 gamma transitions. The present level scheme is largely different from the one in a recent publication due to identification of several doublet and triplet gamma transitions and their proper placements in the level scheme. The high-spin level structure exhibits no obvious collective properties and is possibly associated with two and multi-quasiparticle configurations.

Properties of the beta-Delayed Proton Decay of Er-147

The beta-delayed proton decay of Er-147 is studied experimentally using the Ni-58+Mo-92 reaction at a beam energy of 383 MeV. Based on a He-jet apparatus coupled with a tape transport system, the beta-delayed proton radioactivities both from the nu s(1/2) ground state and the nu h(11/2) isomer in Er-147 are identified by proton-gamma coincidence measurements. By analyzing the time distribution of the 4(+) -> 2(+) gamma transition in the grand-daughter nucleus Dy-146, a half-life of 1.6 +/- 0.2 s is determined for the nu h(11/2) isomer in Er-147. The half-life for the ground state of Er-147 is estimated to be 3.2 +/- 1.2 s.

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

187Pt的高自旋态能级结构研究

利用在束γ谱学技术和 173Yb(18O, 4n) 熔合蒸发反应研究了 187Pt 的高自旋态能级结构。在 78 和 85 MeV 束流能量下进行了X-γ-t和γ-γ-t符合测量。实验观测到基于νi13/2，ν7/2−[503]，νi213/2νj, ν3/2−[512] 和ν1/2−[521] 组态的转动带，并且利用推转壳模型(CSM) 和总Routhian面(TRS) 模型对这些转动带的带交叉，形状共存等性质进行了解释。总Routhian面(TRS)计算表明νi13/2转动带具有显著的负γ形变；负宇称带具有近似长椭球的形变。通过比较带内B(M1)/B(E2)比率的实验值和由 Dönau 和 Frauendorf 的半经典公式得到的理论值，发现ν7/2−[503] 转动带在低转动频率下的带交叉是由一对 h9/2 质子顺排引起的

230Ac的 b 延发裂变的观测及新核素合成

第一部分：β延发裂变（βDF）是一种稀有的核衰变模式,它在天体物理学和研究中具有重要价值;为研究远离β稳定线核素提供了可能性,是研究新核素合成的新台阶.第二部分：采用放射化学分离法从中能<'18>O离子辐照过的天然铀靶以及钍靶中分离出放射性Ba同位素,用高分辨的HPGe探测器测量Ba部分的γ射线谱,对测得的时间累计谱进行分析,用常规的计算产额生成截面的方法得到了Ba同位素的生成截面,并对其中的一些截面数据进行了讨论.第三部分：在中子发生器上用14-15MeV的中子轰击天然白金箔,通过<'198>Pt(n,2p）反应产生<'197>Os.使用两台HPGe探测器做γ（X）单谱和X-γ-t符合测量.对测得的数据进行了分析,结果显示我们合成并鉴定了新丰中子同位素<'197>Os,确定它的半衰期为2.8±0.5min.第四部分：用<'133>Ba作示踪剂对Ba在不锈钢片上的分子镀进行了研究.对在异丙醇溶液中的影响Ba分子镀的因素：电镀时间和电流密度等做了条件实验.在电流密度为4.0～6.0mA/cm<'2>,沉积时间30min的实验条件下,可在不锈钢片上获得厚度为0.5～1.0mg/cm<'2>的Ba镀层,也确定了Ba的电镀效率.

基于ImIQMD模型对准裂变和核子集团的研究

本文基于改进的同位旋相关的量子分子动力学(ImIQMD)[1]模型对于反应系统48Ca+208Pb准裂变机制进行了研究。通过计算俘获截面、准裂变碎片质量分布等，并与实验结果进行了比较，我们认为ImIQMD模型对低能重系统准裂变反应的描述基本是合理的。 并合模型是判定碎片的经典模型，但是应用这个模型来判定核子集团会遇到一些困难，因为碎片之间往往相互离得较远，而核子集团之间相互距离相比之下很近。本文第四章对此给出了详细的讨论，提出了对原算法的改进，以及新的算法。 微观动力学模型的发展使得我们可以更细致地了解物理过程之中核子的运动，但是对于重系统而言，直接在核子尺度上来讨论具体的物理问题是十分繁杂的，因为不但核子数众多，而且核子间还存在强烈的相互作用。在这种情况下，根据研究需要定义核子集团的判定标准，而后得到核子集团分布，不但可以使“新的组成”数目减少，而且相互之间的作用强度也会下降，这就降低了处理的繁杂程度，并且与实验现象可以更接近。本文在第四章之中基于这个思想讨论了一些问题

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

187Pt的高自旋态能级结构研究

利用在束γ谱学技术和 173Yb(18O, 4n) 熔合蒸发反应研究了 187Pt 的高自旋态能级结构。在 78 和 85 MeV 束流能量下进行了X-γ-t和γ-γ-t符合测量。实验观测到基于νi13/2，ν7/2−[503]，νi213/2νj, ν3/2−[512] 和ν1/2−[521] 组态的转动带，并且利用推转壳模型(CSM) 和总Routhian面(TRS) 模型对这些转动带的带交叉，形状共存等性质进行了解释。总Routhian面(TRS)计算表明νi13/2转动带具有显著的负γ形变；负宇称带具有近似长椭球的形变。通过比较带内B(M1)/B(E2)比率的实验值和由 Dönau 和 Frauendorf 的半经典公式得到的理论值，发现ν7/2−[503] 转动带在低转动频率下的带交叉是由一对 h9/2 质子顺排引起的

球形核139Ce和过渡区核189Pt高自旋态能级结构研究

本论文主要包括以下两部分： 利用能量为50 MeV的 12 C 束流，通过反应 130 Te( 12 C,3n)产生了 139 Ce 的高自旋态。 基于标准在束核谱学实验方法，利用由14套BGO（AC）HPGe 探测器组成的探测器阵 列，进行了X- γ -t和 γ - γ -t符合测量，更新并扩展了 139 Ce 的高自旋能级纲图。139 Ce 的能级结构具有球形原子核的典型特征，其高自旋态是由单粒子激发形成的。本文利用 经验壳模型计算了 139 Ce 的多准粒子激发态能量，研究了其高自旋激发态的多准粒子特 性。 利用能量为88和95 MeV的 18 O 束流，通过重离子熔合蒸发反应 176 Yb( 18 O,5n)，布 居了 189 Pt 的高自旋激发态。实验采用 GEMINI γ射线探测器阵列，进行了X- γ -t 和 γ - γ -t 符合测量。基于γ - γ符合关系、γ射线相对强度、强度平衡原理和交叉跃迁等 信息，建立了新的 189 Pt 高自旋态能级纲图。实验观测到基于 1 13/2 i υ − ， 5/23/2 () f p υ 和 2 13/25/23/2 () ifp υυ − 组态的转动带以及多准粒子激发能级。其中， 1 13/2 i υ − 带的优惠和非优惠旋 称分支分别被扩展到 49/2+ 和31/2+ 能级。本工作利用三轴粒子-转子模型分析了基于 1 13/2 i υ − ， 5/23/2 () f p υ 组态的转动带性质，分析了它们波函数的主要成分，并建议它们分别 具有三轴形变和长椭形变。实验上发现结构非常相近的两个能级序列，我们建议它们具 有 2 13/25/23/2 () ifp υυ − 组态。第一次利用粒子-转子模型计算了这个基于三准粒子组态的转动 带能级能量，很好地再现了实验结果，并建议此带具有扁椭形变。由于与这个组态相应 的 Nilsson 轨道量子数显示了赝自旋量子数特征，我们建议此三准粒子组态转动带为赝 自旋伙伴带。

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。

热核三分裂以及热核性质的研究

对品字型、拉长双脖型及级联三分裂的位势进行了计算。发现在有限温度下，品字型三分裂与级联三分裂、拉长双脖子三分裂相比，形变位能上并不是最优的。实验测量结果表明热核的能级密度参数是核温度的函数并与核大小有关，或激发能形式的变化。在25MeV/u Ar+Au的对心碰撞中，激发能已接近多重碎裂的“准相变区”