近球形原子核同质异能态系统研究

The isomerism in nuclei is of great interests in both fundamental research and potential industrial applications. In recent years, the studies on energy level scheme, electromagnetic transition rates and other regularities of isomers have been very active both home and aboard. In particular, the spin-type isomers in sub-spherical nuclei still lack of enough attention, which are more stable than other type of isomers, and thus easier to be applied to industrial production. Present program proposes a systematically study on this type of isomers with nucleon pair approximation of the shell model, including the 8- isomers in N=74 isotones, the 10+ isomers near nuclear mass A～132, and the high-spin isomers in Sn and Pb isotopes. We shall also consider the contribution of negative-parity nucleon pairs in negative-parity isomers of even-even nuclei, which is relatively novel. Via our calculations of level scheme, transition rates (including high order transitions) and wave-functions, the physics mechanism of the isomers will be studied carefully, and predictions of new isomers as well as their de-excitation features will be made.

原子核同质异能具有重要的科学意义和潜在的应用前景。近年来，针对它的激发能、电磁跃迁几率及结构特征的研究在国内外非常活跃。特别的，近球形核中自旋同质异能态需要更多的关注、更多的系统研究。因为它较其它同质异能核素更为稳定，有利于工业应用。本项目提出利用原子核壳模型配对近似研究这类同质异能态，主要包括N=74同中子异核素的8-同质异能态、质量数A～132附近的10+同质异能态、Sn和Pb同位素的高自旋同质异能态。本项目将引入负宇称的价核子配对以研究偶偶核负宇称的同质异能态，这是比较新颖的。通过计算它们的激发能、激发\退激发几率（包括高阶电磁跃迁几率）和波函数，本项目将讨论它们的同质异能机制，预言未知同质异能态以及可能退激发路径及。

原子核同质异能具有重要的科学意义和潜在的应用前景。近年来,针对它的激发能、电磁 跃迁几率及结构特征的研究在国内外非常活跃。但是在近球形核的自旋同质异能态方面研究工作仍缺少系统性研究工作，而这类同质异能态也是最为稳定，更具有工业应用潜力的原子核系统。因此，本项目提出，利于原子核壳模型配对近似、随机相互作用、相互作用玻色子模型等多种方法与手段来系统性地研究这类同质异能态。.本项目研究工作主要涵盖了三个核区的同质异能态：N~70附近，132Ba附近、以及100Sn和208Pb双幻核附近。通过N~70附近Cd同位素链中的11/2-同质异能态的表现，证实了N=70子壳的存大。这可能是Cd同位素在接近N=82“壳弱化”后的一种结果，进而可能有助于解释核天文学中的“A~132核素丰度”异常。通过对N=74同中子异核素8-同质异能态的配对近似研究，可以预言了N=72同中子异核素也存在着相同的同质异能机制，并说明其演化规律，有利于进一步的实验工作开展。针对132Ba基带10+同质异能态组态相关前人工作提出合理质疑，首次提出了负宇称配对在其中的主导作用，并预言这种同质异能机制的可扩展性。结合随机相互作用与配对近似方法，我们针对208Pb以上的i13/2单粒子能级给出迄今为止最严格的上限，将其不确定度减少了一半，为重原子核壳模型框架下计算奠定了坚实基础。对100Sn极丰质子核区的最新实验结果给出了理论解释与预言，对进一步的实验研究有一定的借鉴意义。