重离子反应中核-核相互作用势的核形变与同位旋效应研究

Based on the Skyrme energy-density functional, the influence of nuclear deformations and isospin effect on the nucleus-nucleus potential in heavy-ion reactions will be investigated, which is of importance for the study of the synthesis of super-heavy nuclei. Nuclear structure effect, such as nuclear deformations and neutron-skin thickness, and the nuclear equation of state in the Skyrme forces will be carefully studied to understand its influence on the potentials and the capture cross sections in heavy-ion fusion reactions which is of great importance for the study of super-heavy nuclei synthesis. In addition, we attempt to extract nuclear symmetry energy from heavy-ion fusion and scattering reactions. Furthermore, by combining nuclear structure information such as nuclear masses, Fermi energy of magic nuclei, nuclear charge radii with some helpful physical quantities in the heavy-ion fusion and scattering reactions, new Skyrme energy density functional will be established, with which the heavy-ion fusion and scattering cross sections, and the alpha decay of super-heavy nuclei will be explored simultaneously.

基于原子核Skyrme能量密度泛函，研究重离子核反应中核-核相互作用势的原子核形变与同位旋效应，探索弹靶的结构效应特别是原子核形变与中子皮厚度对入射道核-核相互作用势以及重离子熔合与散射截面的影响。这些研究对超重核合成机制的探索有重要意义。同时探索核物质状态方程与两核深度接触时的相互作用势之间的联系。尝试从重离子熔合与散射反应提取不对称核物质状态方程的有用信息，同时结合原子核质量、球形核费米面、原子核电荷半径等核结构信息以及重离子熔合与散射中的核反应信息构建新的原子核能量密度泛函，并基于新的能量密度泛函研究重离子散射截面及超重核的alpha衰变。

重离子熔合反应中核-核相互作用势的深入研究对于探索超重核合成机制、弄清原子核结构及核物质状态方程、完善原子核能量密度泛函具有重要的学术意义，而核-核相互作用势与原子核的结构效应、同位旋效应以及动力学效应等紧密相关，非常复杂。本项目基于原子核Skyrme能量密度泛函，研究原子核结构以及重离子核反应中的原子核形变与同位旋效应，探索原子核形变与中子皮厚度对入射道核-核相互作用势以及重离子熔合与散射截面的影响。尝试从原子核质量以及重离子熔合反应提取不对称核物质状态方程的有用信息，同时结合原子核质量以及重离子熔合与散射中的核反应信息探索原子核能量密度泛函。本项目主要取得的两方面的成果：第一个方面主要涉及原子核质量模型，第二个方面主要涉及低能核反应的微观动力学机制研究。在核质量模型相关研究中，提出了新版本的核质量模型Weizsaecker-Skyrme（WS4）模型，其精确度在同类模型中达到国际领先水平，同时弄清楚了对称能系数对滴线核质量的显著影响，弄清楚了WS模型所体现出来的不对称核物质状态方程，得到其对称能斜率L=52MeV，同时弄清楚了WS模型的统计误差。另一方面，提出了新版本的量子分子动力学模型ImQMD-v2.2, 并基于该模型研究了丰中子核引起的熔合反应，发现了丰中子效应对颈部形成以及势垒高度的影响，同时发现两个镧系原子核之间的垒上碰撞不是通过熔合形成超重核，而是发生深度非弹性散射，其中多核子转移过程能够形成新的丰中子核素。