Skyrme 能量密度泛函在重离子熔合反应中的应用

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1 Skyrme 能量密度泛函在重离子熔合反应中的应用
王 宁 2019/1/10 郑州

2  引言 # 重离子熔合反应 (1) 超重核合成 截止目前，熔合反应是合成超重核的唯一途径 (2) 核-核相互作用势 2019/1/10
# 重离子熔合反应 (1) 超重核合成 截止目前，熔合反应是合成超重核的唯一途径 (2) 核-核相互作用势 2019/1/10 郑州

3 熔合体系的相互作用势 R 原子核结构效应 (形变, 壳, 丰中子 …) 2019/1/10 郑州

4 # 超重核蒸发残余截面计算中的一些困难 入射道效应 准裂变竞争 裂变竞争 2019/1/10 郑州

5 超重核蒸发残余截面 1. 双核模型, (Adamian & Li); 2. 涨落耗散, (Abe，Shen);
3. 共价核子模型 (Zagrebaev); 4. 扩散模型 （Liu，Bao） … … 1. 熔合耦合道模型; 2. 经验势垒分布模型; 3. 时间依赖 Hartree-Fock; 4. 量子分子动力学; 5. … … 统计模型: HIVAP (n,p,,,fis); PACE (Monte Carlo); Lanzhou (n, fis); … … 2019/1/10 郑州

6 不同模型预言出来的熔合几率 PCN有很大偏差 例如: 58Fe+208Pb
V. I. Zagrebaev 两个模型都能很好地再现蒸发残余截面 2019/1/10 郑州

7 本工作的主要目的 建立理论模型来计算熔合（俘获）截面 探索核-核相互作用势 探索超重核合成机制 2019/1/10 郑州

8  理论模型 Skyrme 能量密度泛函 势垒穿透 & 经验的势垒分布 反应体系的密度分布 入射道熔合势 熔合截面
 理论模型 反应体系的密度分布 Skyrme 能量密度泛函 入射道熔合势 势垒穿透 & 经验的势垒分布 熔合截面 2019/1/10 Min Liu, Ning Wang, et al., Nucl. Phys. A 768 (2006) 80 郑州

9 Skyrme 能量密度泛函 Kinetic Nuclear Coulomb 本工作采用 SkM* 这套参数 2019/1/10 郑州

10 Extended Thomas-Fermi (ETF) approach
M. Brack, C. Guet, H.-B. Hakanson, Phys. Rep. 123, 275 (1985). J. Bartel and K. Bencheikh, Eur. Phys. J, A14, 179 (2002). 2019/1/10 郑州

11 1.原子核的密度分布 Hohenburg-Kohn theorem 通过对 Rp, Rn, ap, an 参数进行变分，搜寻能量最小点
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13 2.入射道熔合势垒 R 密度冻结近似 基于相同的 Skyrme 能量密度泛函， 以及前面密度变分方法得到的密度分布 E2 E1
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14 3. 熔合（俘获）截面 基于多维位垒穿透思想 权重函数 2019/1/10 郑州

15 经验的势垒分布函数 稳定线附近的中子开壳核引起的熔合反应
M. Liu, N. Wang, et al. Nucl. Phys. A 768 (2006) 80 2019/1/10 郑州

16 N. Wang, et al., J. Phys. G: 34 (2007) 1935 2019/1/10 郑州

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20 中子闭壳核或者丰中子核熔合 中子闭壳核 丰中子核 中子闭壳  截面压低 丰中子效应  截面增强 2019/1/10 郑州

21 中子闭壳核引起的熔合反应 2019/1/10 郑州

22 16O Sm 2019/1/10 郑州

23 系统研究了 120个熔合体系 N. Wang et al., J. Phys. G: 34 (2007) 1935 About 70% systems are less than 0.005, which gives the systematic error 18%. 2019/1/10 郑州

24 经验势垒分布在熔合-裂变反应中的应用  I: II: III: 2019/1/10 郑州

25 前面的方法计算俘获截面 HIVAP计算存活几率 Wsur 主要参数: 裂变位垒 能级密度参数 3. 质量
3. 质量 W. Reisdorf, et al., Nucl. Phys. A444, 154 (1985). Ning Wang, et al. Phys. Rev. C 74 (2006) 2019/1/10 郑州

26 Comparison with experimental data
2019/1/10 Ning Wang, et al., Phys. Rev. C 77, (2008) 郑州

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28 没有考虑准裂变 2019/1/10 郑州

29 没有考虑准裂变 2019/1/10 郑州

30  经验势垒分布在背角准弹散射中的应用 困惑：1）熔合与弹性散射难以用相同的势来描述，
 经验势垒分布在背角准弹散射中的应用 困惑：1）熔合与弹性散射难以用相同的势来描述， 势表面弥散参数差别较大，ael~ 0.65, af ~ 2) 背角准弹散射与熔合反应提取出来的势垒分布的差别 2019/1/10 郑州

31 弹性散射角分布 （入射能量远大于位垒） 2019/1/10 N. Wang and W. Scheid, Phys. Rev. C 78, (2008) 郑州

32 库仑势垒的能量依赖 Basudeb Sahu, et al., Phys. Rev. C 77, 024604 (2008)
K. Washiyama1, D. Lacroix, Phys. Rev. C 78, (2008) 2019/1/10 郑州

33 背角准弹散射 经验的势垒分布 2019/1/10 S. Landowne and H. H. Wolter, Nucl. Phys. A351, 171 (1981). 郑州

34 N. Wang and W. Scheid, Phys. Rev. C 78, 014607 (2008)
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38 重核熔合以及裂变势能面 (讨论) 两核比较靠近时的核核相互作用势 裂变（准裂变）体系的多维势能面 形变, 壳效应, 颈部…
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39 Difference of potential at short distance
2019/1/10 V. Zagrebaev and W. Greiner, J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 31 (2005) 825 郑州

40 壳效应的考虑，求解Schrodinger方程
采用一组形状参数描述熔合以及裂变的可能路径 1. 双中心壳模型，5个参数 2. （c, h, a）3个参数 3. 推广的液滴模型 … 壳效应的考虑，求解Schrodinger方程 2019/1/10 郑州

41 熔合体系多维势能面 B0 = 78.5 MeV 2019/1/10 郑州

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44 轴对称体系的Schrodinger方程 有限元方法求解
2019/1/10 D. R. Kegley JR., et al., J. Com. Phys. 128, 197–208 (1996) 郑州

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46 壳效应对核-核相互作用势的影响（密度冻结）
2019/1/10 郑州

47 熔合截面、 （重核）俘获截面、 背角准弹散射
 总结和讨论 Skyrme 能量密度泛函 核的基态性质 入射道熔合势垒 熔合截面、 （重核）俘获截面、 背角准弹散射 2019/1/10 郑州

48 德国洪堡研究奖学金 中国原子能科学研究院： 李祝霞，吴锡真 中国科学院理论物理研究所： 赵恩广 德国吉森（Giessen）大学：
W. Scheid 广西师范大学： 刘 敏 德国洪堡研究奖学金 2019/1/10 郑州

49 谢 谢！ 2019/1/10 郑州