基于DBHF理论的同位旋相关核子－核与核－核微观光学势研究

Study of nuclear structure and reaction under extreme isospin asymmetry conditions is one of the most important subjects in the radioactive nuclear beam physics and nuclear astrophysics. Due to the lack of experiments fundamental microscopic investigations are required. The optical model is an essential tool in the nuclear reaction study. This project will investigate the microscopic nucleon-nucleus optical model potential in the framework of the Dirac-Brueckner-Hartree-Fock(DBHF) approach with the recent interaction of the G-matrix projection technique in the asymmetric nuclear matter, namely subtracted T-matrix approach. The relativistic isospin dependent nucleon-nucleus microscopic optical potential (RMOP) will be then obtained. A systematic analysis of nucleon-nuclei scattering will be performed, where the nuclei with the mass number from 12 to 238 will be involved and the incident energy ranges from 0.1 to 250 MeV. The applicabilities and stabilities of this RMOP will be investigated by the covarience evaluations. The scattering of the nuclei far from the β stability will be predicted by means of the new derived RMOP. In addition, the RMOP will be utilized to explore the nucleus,especially the alpha particle scattering from the nuclei by the double folding model. The normalization factors are expected to be improved and hopefully more reliable predictions of the scattering from unstable nuclei could be achieved.

极端同位旋不对称条件下的核反应机制是放射性核束物理与核天体物理的热点研究课题，由于缺乏实验数据，基础微观理论研究是非常必要的，光学模型势是核反应研究的首要研究课题。 本项目拟从基于现实核力的相对论Dirac-Brueckner-Hartree-Fock微观理论出发，结合国际最新的不对称核物质中相互作用G矩阵的投影算法（Subtracted T-matrix），系统研究入射能量在0.1-250MeV的中子、质子与12≤A≤238核素的散射，得到严格考虑同位旋相关效应的相对论核子-核微观光学势（RMOP），并对微观光学势的普适性开展协方差分析，进而将从理论上预言核子与远离β稳定线核素的散射性质。 此外，采用双折叠模型在RMOP基础上探索alpha粒子与有限核的散射性质，改善光学势归一因子的不确定性，更好地预言不稳定核散射。

不稳定核结构与反应是基础科研关注的重点，同时也是近年来核应用领域感兴趣的重点。许多核反应堆和天体研究中，重要核反应链的实验数据缺失或较少，给研究带来了困难。光学模型是核反应研究的首要课题，从基础微观理论出发开展研究是预言不稳定核光学势的重要方法之一，因此，人们一直在不断探索微观理论基础好，自由参数少的光学势，从而提高对不稳定核的预言能力。.根据申请书中的研究内容，本项目主要开展了三方面工作：1）与德国图宾根大学、法国CEA研究所合作，采用DBHF中相互作用G矩阵排除赝矢量介子(π和η)的投影算法（STM）所得Dirac自能，得到考虑同位旋相关效应的相对论中子、质子微观光学势CTOM，在对低密度光学势进行外推，并引入改进的定域密度近似后，系统研究了核素A=12-208、En,p=0.1-250MeV范围内的散射结果；2）采用协方差分析方法，构建微观理论计算值不确定度评价方法，并以27Al(n,tot)反应截面和弹性散射角分布为例，研究CTOM计算值的不确定度；3）在CTOM核子光学势基础上，初步探索采用双折叠模型开展4He-核散射微观光学势。.本项目所取得主要成果包括：.（1）同位旋相关的微观光学势（为了纪念中国原子能院与图宾根大学的合作，该光学势被称为CTOM），含四个可调参数，适用于能量小于250MeV 的中子和质子在12C-208Pb 较大核区范围内的散射计算；.（2）CTOM对应的光学势计算程序mop_dbhf，即将在图宾根大学主页释放；.（3）针对CTOM散射计算结果的协方差分析方法；.（4）基于CTOM势的4He-核光学势与散射计算程序；.（5）项目执行期间共发表SCI文章2篇，国际会议文集1篇（已接受），国际会议口头报告1次；1篇硕士学位论文；.本项目所得研究成果提供了一个较先进的方法体系来预言不稳定核散射，同时也对奇特核结构研究具有参考价值。