新幻数N=16附近的25-27Ne的谱学研究

The disappearance of conventional magic numbers and the appearance of new magic numbers in light neutron-rich nuclei zone is a hot problem of the nuclear structure in recent years. Beta decay is an important method to study the nuclear structure. This project aims to study the beta decay of 25-27F by using continuous beam model and by measuring beta particles, beta-delayed gammas and neutrons. The half-lives of 25-27F are extracted from the beta decay curves. The energies and strengths of gammas and neutrons are derived from the beta-gamma, beta-neutron coincident method. The excited state levels of daughter nuclei 25-27Ne (including bound states and neutron non bound state) and the beta-decay branching ratios (including ground state) are calculated from beta-gamma-neutron triple coincident methods. Finally, the comparisons between experimental data and the shell model theoretical calculation results will give us the internal structure information of 25-27Ne, which is very useful to study shell gap in Ne neutron-rich isotopes, as well as to check and develop shell model theory. The study of this subject will fill the information gaps of neutron unbound states energy levels of 25-27Ne, improve the measurement accuracy of 25-27F half-lives and establish beta decay scheme of 27F for the first time.

在轻丰中子核区，传统幻数的消失和新幻数的出现是近几年来原子核核结构研究的热点。β衰变是研究原子核核结构的一种重要的方法。本项目计划利用连续束模式研究丰中子核25-27F的β衰变，测量其β衰变后发射的β粒子，缓发γ和缓发中子。根据测量得到的β衰变曲线，抽取25-27F的半衰期；利用β-γ，β-n符合的方法，计算γ和中子的能量和强度；利用β-γ-γ，β-γ-n三重符合的方法，得到子核25-27Ne的激发态能级（包括束缚态和中子非束缚态），及β衰变分支比（包括基态）。最后，通过与壳模型理论计算结果的比较，得到25-27Ne确切的内部结构信息，研究Ne的丰中子同位素中N=16壳的壳间隙，检验和发展壳模型理论。通过本课题的研究，填补25-27Ne的非束缚态能级信息的空白，提高25-27F的半衰期的测量精度，首次建立27F的β衰变纲图。

本项目基本按照计划完成。根据国内外的发展状况及束流申请，束流安排的实际状况，对研究内容作了必要的调整后，在日本大阪大学核物理研究中心RCNP的加速器上完成了一个高水平11Be（d，p）转移反应实验，研究了12Be的01+和02+的闯入态。通过研究11Be在p和d靶上的弹性散射，得到了转移反应所需要的入射道光学势；测定了CD2靶中杂质质子的成份，检验和确定CD2中d的成份，为转移反应的截面计算提供确切的靶原子数目。另外，通过研究11Be在p和d靶上的碎裂数据，发现11Be中的核心激发成份对碎裂反应的贡献是不可以忽略的。最后，通过11Be（d，p）转移反应的研究，得到了12Be的01+及02+态中的s^2成份的比例。该实验中，我们成功采用了阻停衰变的实验方法从混合的束缚态中区分02+；而且系统分析了已有的三组转移反应数据，得到了一致的基态谱因子。结合电荷交换反应的结果及系统的分析结果发现，12Be的01+态d-wave闯入为主，这与11Be（s-wave闯入为主）截然不同。12Be的02+态p-wave比例最高，这与电荷交换反应的结果一致。实验结果已经发表在PRC93, 034623 (2016)，PRC94, 014619 (2016), PRC94, 064620(2016)以及Sci. China-Phys. Mech. Astron 59, 632003 (2016)上。转移部分的实验结果已经多次在国际会议上予以报告，文章已经投到了Physical Review Letter，目前文章处于审稿阶段。