近垒40,44,48Ca+144,154Sm熔合和裂变实验研究

Inspired by the synthesis of the superheavy elements, the reaction mechanism of fusion and fission induced by heavy-ions at energies near the Coulomb barrier is one of the international hot topics nowadays. The formation of superheavy nuclei is a complicated process involving the competition of fusion evaporation, fusion-fission and quasi-fission. However, the relevant reaction mechanisms are still not fully understood yet up to now. We plan to measure the fusion evaporation residues, the angular and mass distributions of the fission fragments for the systems of 40,44,48Ca+144,154Sm coincidently by using an electrostatic deflector and the double-velocity method. By comparing the results of the measured systems mentioned above systematically, we hope mainly to search after: 1) the neutron-rich effect on the fusion suppression; 2) the role of the nuclear deformation in the competition mechanisms of complete fusion and quasi-fission, so as to understand deeply the dynamical mechanisms of fusion, fission and quasi-fission. By probing the dependence of the fusion evaporation, fission and quasi-fission competition modes on the neutron-rich effect, target deformation, excitation energy of the compound nucleus, we will provide useful information for new ways of synthesizing superheavy elements, such as using neutron-rich radioactive nuclei et al.

受超重核合成研究的推动，近垒能区重离子熔合和裂变反应机制是当前国际上研究的热点之一。超重核合成涉及熔合蒸发、熔合裂变和准裂变等反应机制的竞争，目前对相关的准裂变反应机制还没有定论,极需进行深入研究。 我们选择40,44,48Ca+144,154Sm反应体系，拟用静电偏转板测量熔合蒸发残余核，用双速度法关联测量裂变碎片的角分布和质量分布。通过对测量体系的系统学比较，着重研究：1）丰中子效应对熔合压低过程的影响；2）核形变效应对熔合和准裂变竞争的影响。通过研究熔合蒸发和裂变模式随丰中子效应、靶核形变、复合核激发能和反应能量等的变化，以及准裂变和熔合的竞争，深刻理解重离子熔合和裂变的动力学机制，为利用放射性丰中子核等新途径合成超重核提供反应机制方面的线索。

近势垒能区重离子核反应，由于耦合道效应的卷入，变得十分复杂。相关研究具有重要的科学和实用意义，但至今仍未被很好的解决。项目主要基于北京HI-13串列加速器，从实验上研究近势垒能区重离子的熔合和裂变反应动力学机制。本项目的相关熔合和裂变实验研究将加深对核反应机制的认识。. 熔合反应方面：用静电偏转板装置，实验研究了丰中子靶核体系32S+94Zr的近垒熔合截面中的正Q值中子转移道效应，实验结果进一步支持了正Q值中子转移道对垒下熔合截面增强的效应，可参见H.M. Jia et al., Phys. Rev. C 89, 064605 (2014)和原子核物理评论34(3), 361 (2017)。同时，基于耦合道理论CCFULL对非弹集体激发效应的较好描述，建立了一个自洽的方法，系统抽取了正Q值中子转移道对垒下熔合截面增强的定量贡献，深化了对该反应机制的认识，可参见H.M. Jia et al., Phys. Lett. B 755, 43 (2016)。. 裂变反应方面：进一步研究了近势垒能区32S+170Er和28Si+174Yb体系（两个体系形成相同的复合核202Po*）的熔合蒸发与裂变反应，实验上通过测量两个裂变碎片在前后角两个大面积平行板雪崩计数器(PPAC)探测器的时间信号差，得到了两个体系的裂变碎片质量分布，进而得到了动能分布，结合统计鞍点过渡态(SPTS)模型对实验结果进行了分析，可参见D.X. Wang et al., EPJ Web of Conference 163, 00063(2017)和原子核物理评论34(3), 534 (2017)。同时研究了近垒能区32S+144,154Sm体系的熔合蒸发和裂变反应，实验结果显示了32S+154Sm体系熔合截面中与靶核大形变相关的垒下熔合截面增强，同时通过初步分析裂变碎片质量分布与角度的关联，显示了该体系可能有准裂变成份出现。. 相关研究对人工合成超重核(SHE)的弹靶组合和反应能量的选取提供了重要参考，为理解近垒重离子熔合和裂变反应动力学机制提供了重要的实验数据，相关的理论分析将深化对近垒重离子核反应动力学机制的认识。