Observation of a Possible New Isomer in Ir-175

The neutron deficient nuclide Ir-175 was produced by irradiation of Nd-146 with 210 MeV Cl-35 via a fusion-evaporation reaction channel. The reaction products were transported to a low-background location using a helium-jet recoil fast-moving tape-transport system for measurement. The experimental devices and data analysis method are introduced. Based on the decay-curve fitting of the beta-delayed gamma ray from Ir-175, realized by the least-square method, a new long-lived isomeric state of Ir-175 is proposed and briefly discussed.

Relativistic Continuum Random Phase Approximation and Applications II. Applications

The fully consistent relativistic continuum random phase approximation (RCRPA) has been constructed in the momentum representation in the first part of this paper. In this part we describe the numerical details for solving the Bethe-Salpeter equation. The numerical results are checked by the inverse energy weighted sum rules in the isoscalar giant monopole resonance, which are obtained from the constraint relativistic mean field theory and also calculated with the integration of the RCRPA strengths. Good agreement between the misachieved. We study the effects of the self-consistency violation, particularly the currents and Coulomb interaction to various collective multipole excitations. Using the fully consistent RCRPA method, we investigate the properties of isoscalar and isovector collective multipole excitations for some stable and exotic from light to heavy nuclei. The properties of the resonances, such as the centroid energies and strength distributions are compared with the experimental data as well as with results calculated in other models.

Relativistic Continuum Random Phase Approximation and Applications I. Formalism

A fully consistent relativistic continuum random phase approximation (RCRPA) is constructed in terms of the Green's function technique. In this method the contribution of the continuum spectrum to nuclear excitations is treated exactly by the single particle Green's function, which includes also the negative states in the Dirac sea in the nose aapproximation. The theoretical formalism of RCRPA and numerical details are presented. The single particle Green's function is calculated numerically by a proper product of regular and irregular solutions of the Dirac equation. The numerical details and the formalism of RCRPA in the momentum representation are presented.

EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THE STELLAR REACTION S-30(p, gamma)(31) Cl VIA COULOMB DISSOCIATION

The Coulomb dissociation of the proton-rich nuclei Cl-31 was studied experimentally using Cl-31 beams at 58 MeV/nucleon with a lead target. The relative energy between the reaction products, S-30 and proton, was obtained. The first excited state in Cl-31 was observed which is relevant to the resonant capture of stellar S-30(p, gamma)Cl-31 reaction

MEASUREMENT OF THE PROTON-PROTON CORRELATION FUNCTION FROM THE BREAK-UP OF Mg-22 AND Ne-20

An experiment of Mg-22 and Ne-20 beams bombarding on a C-12 target at an energy of 60 similar to 70 A MeV has been performed at the RIKEN projectile fragment separator (RIPS)in the RIKEN Ring Cyclotron Facility to study the two-proton correlated emission from Mg-22 and Ne-20 excited states. The two-protons momentum correlation functions have been obtained for Mg-22 and Ne-20, respectively. The trajectories of the Mg-22 decayed products (Ne-20 + p + p) were also measured to get the angular correlations between the two protons in Center of Mass of decaying system by relativistic-kinematics reconstruction. The results exhibit that Mg-22 has the features of He-2 cluster decay mechanism.

TRITON-(HE)-H-3 RELATIVE AND DIFFERENTIAL FLOWS AND THE HIGH DENSITY BEHAVIOR OF NUCLEAR SYMMETRY ENERGY

Using a transport model coupled with a phase-space coalescence after-burner we study the triton-He-3 relative and differential transverse flows in semi-central Sn-132 + Sn-124 reactions at a beam energy of 400 MeV/nucleon. We find that the triton-He-3 pairs carry interesting information about the density dependence of the nuclear symmetry energy. The t-He-3 relative flow can be used as a particularly powerful probe of the high-density behavior of the nuclear symmetry energy.

CONSTRAINTS ON THE DENSITY DEPENDENCE OF THE SYMMETRY ENERGY

Collisions involving Sn-112 and Sn-124 nuclei have been calculated with the ImQMD transport model in order to place constraints on the density dependences of the nuclear symmetry energy. Consistent constraints on the symmetry energy at sub-saturation density have been obtained by comparing these transport calculations to measurements of isospin diffusion and to the ratios of neutron and proton spectra. New isospin diffusion results from E/A = 35 MeV are also presented.

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

超重核合成机制—包含中子、质子跃迁的二维主方程

用双核模型研究超重核的合成机制，最主要的部分是由双核系统演化到复合核的熔合机制研究。双核模型认为超重复合核的形成是由弹核的核子全部转移到靶核所致。核子分中子和质子，在以前的研究中，描述熔合过程的主方程是一维的，以类弹核的质量数 为变量，与此对应的驱动势也是一维的。对确定的 ，其同位旋的确定是由较低的势能面确定的，这样确定的同位旋与反应系统的同位旋很接近。但是我们的研究发现，对入射道同位旋与复合系统同位旋相差较大的情况，入射道在双核系统势能面比较高的位置，有时甚至在最高位置，这时核子转移的同位旋路径比较复杂，以致一维主方程的描述给出错误的结果。为此，建立了以类弹碎片中子数 和质子数 为变量的二维主方程，并建立了二维主方程的分步差分的解法，完成了解二维主方程的程序编写。并对一些典型的弹核、靶核同位旋与复合系统同位旋相差较大的系统进行了研究。对这些反应道的研究表明，无论1D主方程对这些反应道的蒸发剩余截面的研究给出了过高、或过低的估计，2D主方程都能给出与实验值一致地结果。二维主方程适用于所有的弹靶组合入射道。对确定的超重核目标，可以较准确的对各种弹靶组合的合成几率给出预言，特别是研究合成超重核的同位素依赖性，因而极大增加了预言合成预期超重岛区域超重核的弹靶组合的选择性。本工作还检验了一维主方程的适用条件：入射点必须在比较接近二维驱动势谷底时才适用，这时一维主方程预言的蒸发剩余截面的结果与二维主方程的结果很接近

超铀核的研究

本文详细调研了超铀核研究的发展过程，总结了超铀区核素产生方法、传输方法以及分离方法。结合我国的实际，利用中国科学院高能物理研究所的质子直线加速器的质子束，轰击稀有放射性靶，通过(p，4n)反应道合成和研究了超铀区新核素~(235)Am，巧妙地利用X射线对核素进行了指定，得到了它的半衰期及合成截面，实验中没有观测到伴随~(235)Am的β~+(EC)衰变的γ跃迁，该方法发表后即被日本的实验小组采用；同时利用中国科学院近代物理研究所的SFC加速器提供的~(20)Ne束流轰击~(233)U靶，测量反应产物的α衰变，第一次观测到~(250)102的α衰变，由此得到了~(250)102的半衰期，它不同于~(250)102已知的半衰期；在实验中还观测到一个能量为17.6MeV的衰变。实验采用氦喷嘴传输技术对反应产物进行传输，并根据产物的不同衰变采用了不同的测量方法，对~(235)Am由于其半衰期长，采用了化学分离的分离方法并测量X、γ及其符合测量，而对~(250)102等采用直接测量其α衰变，利用衰变关系进行鉴别的方法。通过对实验的总结分析了利用现有条件研究更重核素的可能。

形变原子核系统中的量子混沌运动的研究

按照玻尔的对应原理，将量子力学应用到宏观运动上所得的结果应该与经典力学的结果一致。故而力学系统的混沌特征也必然要在其量子性质上有所表现。迄今，对量子混沌运动研究多局限于研究经典上混沌的系统对应的量子系统有什么量子表现，但这些量子表现的动力学根源仍然不清楚。应用量子可积系统H_0的最小测不准度态作为初绐态，研究了在扰动哈密顿量作用下波包随时间、空间的演化特征。在完全的量子力学动力学描述框架下，量子波包的空-时演化表现了与经典力学中一一对应的对初值的敏感性。对自治的哈密顿系统，选定初始位置的波包始终分布在确定的能区内。起始于经典上混沌的相空间内的相干态，在其时空演化时，所包含的能级呈现GOE分布，能级之间存在着大量的免交叉。免交叉处两能级对应的态函数发生强混杂，呈现非线性共振，因而态函数发生突变。正由于波包中一对对相邻能级、状态之间的这种非线性其振的出现，在确定的动力学方程描述下的波包的确定的空时演化特征变得非常复杂，以至于成为混沌的。我们用系统中一组完备的动力学变量的期望值及其相应的测不准度来描述波包在量子空间的拓扑性质。因此，量子混沌运动可以用与量子规则运动对比的方法进行研究，并用其渐近行为表示其特征。数值计算的结果表明，量子可积系统的最小测不准态波包的空时演化动力学性质确实表现了与相应的经典系统对应的初值敏感性及波包扩展宽度随时间指数式的扩散行为，后者保证了系统的混杂性。而在混杂之后，即波包宽度随时间指数式扩散之后，宽度达到稳定。这时，波包中各状态的分布趋于各态历经。由于采用了徐躬耦先生所建议的等效普朗克常数，我们的结果可方便地推广到经典极限。因此可明确地区分波包的空时演化特征中的量子效应和动力学效应。

激光离子源用于A>170重丰中子新核素的研究

本文概述了 A > 170 质量区重丰中子同位素研究的主要工作和意义；介绍了 A > 170 重丰中子同位素合成、分离和鉴别方法；详细论述了激光离子源的原理、设计及其同传统离子源相比所具有的优越性；在文章结尾，设计了一个物理实验，实验目的在于：1）寻找 ~(181)Yb新核素；2）揭示天体物理学中~(180m)Ta 的产生问题。我们对反应截面进行了分析，并对产额进行了估计，证明了此实验设计的合理性，进而说明了带激光离子源的同位素分离器适用于产生截面很低的新核素和衰变研究。本文重点讨论了激光离子源的各方面问题：介绍了激光多步共振电离原理和激光离子源原理；具体分析了热毛细管式激光离子源元素选择性的产生及其影响的因素；讨论了在设计、加工过程中的具体问题；描述了所使用的激光技术；通过在线实验验证了热毛细管式激光离子源的元素选择性和分离效率。

缺中子核素133Sm、133Pr和93Pd的衰变

本硕士沦文籍助兰州重离子加速器国家实验室分离扇聚焦回旋加速器（SFC）提供的重离子束通过全融合蒸发反应产生远离口稳定线的缺中子核素，并用本课题组发展和建立的氦喷嘴快速带传输系统以及多重符合测量装置分离、测量核素来研究其衰变性质。在实验准备期间，曾采用~(252)Cf源进行了氦喷嘴（I－I eje咧央速带传输系统效率的测定。给出了PbI_2，PbCl_2，NaCl三种无机欲添加剂的传输效率，以及传输效率随目标核质量变化的初步结果。而后完成了以下两项物理实验：~(113)Sm的（EC＋β~+）衰变纲图和133Pr的同核异能态的研究：用SFC引出的~(40)Ca~(12+)束流轰击96%Ru的浓缩同位素靶，采用氦喷嘴带传输系统和x-γ与γ-γ符合测量方法，首次建议了~(133)Sm的简单的（EC＋β~+）衰变纲图并测得了其β衰变半衰期。~(133)Sm是目前发表过（EC＋β~+）衰变纲图的最轻的钐（Sm的缺中子核。由于Ru靶中含有~(98-102)Ru的成分，同时产生了~(133)Pr，并首次测定了~(133)Pr 11／2~－同核异能态的寿命为（l.1±0.2）s。为Pr奇A核11／2~-同核异能态的数据作了重要的补充，汇编成Pr奇A核的11／2一同核异能态和与之相关的3／2~＋，5／2~+和7／2~+能级的系统性数据。用单粒子模型理论拟合从中提取了~(131,133,135,137)Pr的11／2~-同核异能态的约化跃迁概率的实验值，并与Weisskopf近似估计进行了比较。2.~(93)Pd的β缓发质子衰变：通过~(58)Ni（~(40)Ca，3n2p）反应合成β缓发质了先驱核~(93)Pd，采用氦喷嘴带传输系统加p-γ符合观测到了它的β缓发质子衰李，测得其半衰期为1.3±0.2s。采用统计模型计算拟合了实验测得的口缓发质子能谱和布居到质子发射体子核不同终态的分支比，首次由实验数据出发初步指认了93Pd的基态自旋-宇称为9／2~±。同时与采用Woods-Saxon Strutinsky方法计算~(93)Pd的核位能面得到的结果进行了比较。计算结果支持对~(93)Pd基态自旋一宇称为9／2~+的实验指认。

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。