重离子熔合反应中熔合与裂变的动力学性质研究

The quasi-fission and fission process, and the residue cross sections of super-heavy nuclei in heavy ion reactions will be analysed by the established two-step model. We get more realistic potential by adding the shell correction energy of two-center model in different shapes into corresponding liquid drop potential. Based on the energy surface the mechanism and existing area of fusion hindrance will be discussed, and calculate quantitatively the height of the barrier inner side of the Coulomb barrier. Using the Langevin equation we will analyze the hole process from injection to fusion between the projectile and target, study the traces of the system on the energy surface, and then calculate the mass fragment distribution of quasi-fission and fusion probability. Based on the Langevin equations and multi-dimensional energy surface for a given reaction, we will also study the hydrodynamical process of fission starting from the compound state, calculate the mass distribution of fission, discuss the effect of the fission barrier on the residue cross section. We will also try to find several optimal reactions and corresponding incident energy to form super-heavy nuclei. In the end, a method calculating the mass parameter and viscosity coefficient of a non-axial system will be proposed, and its application to fission process will be studied.

本项目利用已经发展起来的两步模型分析重离子熔合过程中的准裂变和裂变过程，以及计算超重核的剩余截面。用双中心壳模型计算弹核和靶核在各种形变参数下的壳修正能量，并将该能量加入至液滴能曲面中，从而形成较为真实的势能曲面。在此基础上分析熔合阻止的存在机制以及存在的区域，定量分析内部位垒的高度。利用Langevin方程分析弹靶从入射到形成复合核的整个过程，研究粒子在曲面上的运动，从而计算准裂变碎片的分布和以及复合核形成概率。利用Lagevin方程，我们还将在多维宏观-微观模型的基础上分析复合核裂变的动力学过程，研究裂变的质量碎片分布，探讨裂变位垒对剩余截面的影响。在新的多维能量曲面下寻找超重核的合成途径，提出实验上有实现可能的弹靶组合和入射能量。初步探索非轴对称体系质量参数和粘滞系数的计算，研究复合核非轴对称裂变的可能性。

低能重离子熔合裂变反应是一类重要的核反应，相关的基础研究和应用研究均有很大的价值。然而，熔合和裂变中一些物理机制仍然不完全清楚，因此在此基础上讨论熔合截面或剩余截面，依然存在一定问题。.在本项目研究中，将双中心壳模型引入熔合过程，考虑壳修正能量的温度效应，在宏观-微观能量曲面上研究弹靶的演化过程。主要讨论了熔合过程中的熔合阻止存在的区域、内部位垒高度、准裂变的质量分布、超重核的剩余截面，并对裂变动力学过程进行了初步分析。.在能量曲面上，与液滴能相比，壳修正能量不太光滑，局部存在能量极小值。温度越高，光滑程度越高，微观效应越弱。在此基础上，熔合过程也呈现新特点。熔合阻止的区域不仅与质量非对称系数相关，也与激发能有关。本项目的重要结果包括：①壳修正在有限温下的减弱会引起反应体系激发能的变化。低温时激发能趋于Ecm+Q，而高温时趋于Ecm+Q+Esh。②拟合了裂变位垒中壳修正能量的系数，对用48Ca合成Z=113至120间的核素进行了生成截面的系统计算。③系统计算了238U轰击不同靶核式的准裂变碎片质量的分布，不同的分波对质量分布形状有不同的贡献。④在宏观-微观能量曲面下，熔合阻止区域和内部位垒的高度比较复杂。他们不仅与质量非对称系数相关，也与激发能相关。⑤在宏观微观能量曲面下，系统计算了48Ca轰击Bk的超重核生成截面。与纯液滴能曲面下的结果相差不大。⑥ 不同模型的计算结果均显示，要合成Z=119, 120等以上的超重核非常困难。.通过本项目的研究，反应体系的能级结构（壳修正能量）在熔合过程中的作用已比较清楚。在某些情况下壳修正的引入减慢了熔合或准裂变的过程，因此有必要考虑在熔合过程中的粒子发射问题。