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Se同位素形状共存研究

王晓婷;董国香;王小保

【期刊名称】《《湖州师范学院学报》》

【年(卷),期】2019(041)008

【总页数】4页(P35-37,48)

【关键词】Woods-Saxon势;位能面计算;形状共存

【作者】王晓婷;董国香;王小保

【作者单位】湖州师范学院理学院浙江湖州313000

【正文语种】中文

【中图分类】O571.2

0引言

形状为原子核的一个基本性质，而原子核的形状共存问题是一个热门的研究课题.

壳模型认为幻数核一般多为球形，偏离满壳的核则为形变核.通过实验证明，核的

形状不是固定不变的，而是在某一状态会出现两种及两种以上的形状结构，即原子

核的形状共存现象[1,2].

随着实验技术的发展，越来越多的远离稳定线的核素被观测到.对于丰中子Se同位

素来说，中子数为60附近，费米面位于h11/2子壳的底部,中子在h11/2轨道的

填充将驱使原子核发生长椭球形变.最新的实验和理论也证明84-94Se核素中大部

分核是长椭形变，但94Se是扁椭形变[3-6].本文基于推转壳模型理论研究Se同位

素随中子数的形状演化及形状共存问题.

1模型思想

推转壳模型位能面计算的核心思想是在形变空间(β2，γ，β4)的每一个格点上(β2

为四级形变，γ为三轴形变，β4为十六级形变)，对于给定的推转频率求解推转

Lipkin-Nogami方程.形变的大小可由计算的位能面能量极小点确定.原子核在推转

频率ω=0和形变β下的总能量包括由液滴模型得到的宏观能量、微观的壳修正能

量和对能.在对关联的处理中使用了粒子数近似守恒的Lipkin-Nogami方法，含有

四极对力和单级对力.模型的具体介绍见文献[7].

2计算与分析

本文中，Woods-Saxon势参数采用的是universal参数[7].在该参数下计算得到

Se同位素的球形单粒子能级如图1所示.

图1(a)可见，随着中子数的增加，Se同位素的质子单粒子能级呈现逐渐减小的趋

势，尤其是2f5/2这条能级减小的幅度相比其他能级更大，并且逐渐向2p3/2靠

近，在中子数为60处重合.其他能级之间都保持平行减小趋势.由图1(b)可知，随

着中子数的增加，轨道1g7/2和2d3/2之间的能级间隙逐渐变大，1g7/2和

3s1/2轨道之间的能隙开始逐渐减小，其余能级之间的间隙几乎不变.

Se同位素单粒子能级的变化趋势很可能导致其基态形变随中子数的变化有很大的

不同.我们用推转壳模型方法对Se同位素的基态位能面进行计算，得到84-94Se

原子核的四级形变和三轴形变，如图2所示.图2(a)中黑色方框为本文的计算结果，

红色圆点取自文献[8]，是由有限程液滴模型计算得到的.从图2(a)中可知，随着中

子数的增大，Se同位素基态的四级形变也随着增大.在中子数为50处，它的四级

形变近似0.由于50是一个幻数，所以它形成的核是近似球形.而其他核因为不是幻

数核，所以都有一定程度的形变.另外，我们的计算结果与P.Möller等的结果总体

上符合得很好，除了核94Se之外.这个可以从图2(b)加以说明.图2(b)给出了84-

94Se原子核基态的三轴形变.从图2(b)中可以看出，84-92Se原子核基态的三轴

形变近似0，对应的形变为长椭球；94Se核的三轴形变是60，对应的形状为扁椭

球.这与其他的理论计算结果分析一致[5,6].

下面重点研究90-94Se核中存在的形状共存现象.

图3给出了基于推转壳模型计算得到90-94Se核在推转频率为0时的位能面图，

图3中等势线间的能量间距为200keV，黑色圆点和黑色矩形分别表示原子核位

能面的第一和第二极小点.由图3可以看出，在90-94Se中都有形状共存现象存在.

对于90Se核，第一极小点落在γ=0°这条线上，对应的是长椭形变；第二极小点

落在接近γ=60°处，对应的是近扁椭形变.随着中子数的增大，在92Se位能面上

第一极小点还是落在γ=0°这条线上没有变化，是一个很好的长椭；对应的第二极

小点落在γ=60°上，是一个软的扁椭形状.随着中子数的继续增加，在94Se核的

位能面上我们发现与前面两个核有所不同，第一极小点落在γ=60°这条线上，对

应的是扁椭形状；相应的第二极小点落在近γ=0°处，近似为长椭.需要指出的是，

在94Se图上，我们还用黑色的三角形指出了第三个能量极小点，对应的形变比第

二极小点略偏小的长椭形变.

3结论

利用基于Woods-Saxon势的推转壳模型对Se同位素的形变性质进行了研究.首

先，我们分析了随着中子数的变化单粒子能级轨道的演化情况，发现随着中子数的

增大，质子单粒子能级2f5/2和2p3/2逐渐靠近直至中子数为60处重合；中子

单粒子轨道1g7/2和2d3/2逐渐分离，并开始向3s1/2靠近.其次，通过对84-

94Se位能面的计算，得到的Se同位素的四级形变性质与P.Möller等的计算结果

非常接近，而且从中子数50到60，核的四级形变从近球形开始到长椭再到扁椭

形变转化.最后，我们对90-94Se核素中的形状共存现象进行了分析，发现在这三

个核中都存在扁椭长椭形状共存，在前两个核中长椭占优势，在94Se核中扁椭开

始占优势，这也与实验上观察到94Se核素的基态呈现出扁椭的性质相吻合.由于

大部分原子核的形变会以长椭球的形式存在，而扁椭球的形变很少，所以在这一区

间的Se原子核结构会有进一步的研究价值.

参考文献：

【相关文献】

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