New developments in fission studies within the time-dependent density functional theory framework
本研究在含时密度泛函理论框架下，通过拓展可观测量研究范围深化裂变过程的微观描述，利用两种独立核能量密度泛函开展模拟，涉及碎片特性、中子发射、能量分配等多方面内容。
2023-06-09 nucl-th
Description of Induced Nuclear Fission with Skyrme Energy Functionals: I. Static Potential Energy Surfaces and Fission Fragment Properties
在实验发现核裂变80年后，仅仅基于中子和质子之间的相互作用和量子多体方法对诱导核裂变进行微观描述仍然面临着巨大的挑战。本文的目标是有助于发展一个预测微观框架的准确计算的静态性质的裂变碎片热裂变和热中子或慢中子。为此，我们专注于239 Pu（n，f）反应，并采用核密度泛函理论与Skyrme能量密度。势能面计算在Hartree-Fock-Bogoliubov近似与多达五个集体变量。我们发现，三轴自由度起着重要的作用，无论是附近的裂变势垒和在切断。Skyrme能量密度的参数化对从基态到断裂的变形性质的影响也被量化。我们介绍了一个通用的模板裂变碎片的详细描述的性质。它是基于对分裂点的仔细分析，使用先进的拓扑方法和最近提出的量子多体技术。我们的结论是，在低入射中子能量的裂变碎片的属性的准确预测，虽然技术上的要求，应该是在目前的核密度泛函理论的范围内。
2014-09-17 nucl-th
Non-Equilibrium Aspects of Fission Dynamics within the Time Dependent Density Functional Theory
本研究采用纳入配对关联的含时密度泛函理论，研究多种核素的诱发裂变，给出断裂中子结果及诱发裂变的若干非平衡复杂特性。
2025-03-20 nucl-th
Density functional theory for nuclear fission -- a proposal
裂变过程是一个有趣的现象，其中原子核，一个紧凑的自约束介观系统，经历自发或诱导量子跃迁成两个或多个碎片。基于基本量子多体理论，对核裂变进行预测性的、准确的和精确的描述，是科学中最大的挑战之一。目前的方法假设绝热运动的系统与内部自由度在热平衡。根据数据调整参数后，这种模型可以很好地描述裂变寿命、碎片质量分布或其总动能。然而，这些假设是否有效？对于在较高能量和/或较短时间发生的裂变，该过程必然是非绝热和/或非热的。这个项目的目标是超越这些近似，并在不同的激发能下获得核裂变的统一描述。该项目的关键要素是使用核密度泛函理论与新颖的，非局部密度泛函和创新的高性能计算技术。总而言之，该项目旨在更好地理解核裂变，其中缓慢，集体和半经典效应与快速，微观，量子进化交织在一起。
2019-10-09 nucl-th
Density Functional Theory Approach to Nuclear Fission
采用Skyrme核能密度泛函理论（DFT）对锕系元素中子诱发裂变进行了模拟。本文着重于该理论的数值实现。特别是，它报告了领导级计算机上DFT代码开发的最新进展，并详细分析了DFT求解器用于近断裂计算的数值精度。
2013-01-20 nucl-th
Fission properties of the BCPM functional
我们探讨巴塞罗那卡塔尼亚巴黎马德里（BCPM）能量密度功能裂变动力学的属性。计算了几个核的势能面和裂变过程中的集体惯性。内、外势垒高度以及裂变异构体激发能在所有情况下都能很好地再现。用标准半经典方法计算了自发裂变半衰期$t_{\textrm{\textrm{SF}}}$，并与实验结果进行了比较。在27个数量级的范围内发现了与实验的合理一致性，但理论预测受到与进入自发裂变半衰期公式的参数值相关的大的不确定性的影响。分析了增加对关联强度对自发裂变半衰期的影响，发现在所考虑的所有核中，对关联强度的影响都很大。在满意地描述裂变性质随质量数变化趋势的基础上，我们探讨了铀的偶偶同位素链从$^{226}$ U到$^{282}$ U的裂变性质。当接近中子数N=184时，发现非常大的半衰期。
2013-08-27 nucl-th
Nuclear density-functional theory and fission of super-heavy elements
本文综述了超重元素裂变性质的自洽平均场模型预测，重点介绍了广泛使用的Skyrme-Hartree-Fock（SHF）方法。我们简要解释的理论工具：SHF模型，模型参数的校准与统计分析的不确定性和相关性，以及所涉及的裂变寿命的计算。我们提出了一个概述的裂变稳定性相比，其他衰变通道在整个景观的SHE深入到$r$过程域。主要重点在于详细讨论最终决定裂变性质的各种成分。主要的结果是，裂变是一个复杂的过程，探讨了许多不同的影响，几乎相等的份额，基本的整体性质（也称为液滴模型参数），配对强度，壳效应。%
2017-10-16 nucl-th
Microscopic description of fission in neutron-rich Radium isotopes with the Gogny energy density functional
基于Gogny能量密度泛函的D1 S、D1 N和D1 M参数化，进行了平均场计算，得到了中子数为144 $\le$ N $\le$ 176的几种Ra同位素的裂变势能面.内，外势垒高度以及第一和第二异构体的激发能。沿着Ra核的裂变路径的一个发达的第三个最小值的存在下，分析了在定义这样的细长配置的“碎片”的能量。裂变碎片的质量和电荷作为母镭同位素中子数的函数进行了研究。裂变和$α$衰变半衰期之间的比较表明，前者随着中子数的增加而变快。虽然存在一个很大的变化的结果相对于在计算自发裂变率的参数，在N=164观察到的趋势的变化，稳定的增加，使较重的富中子Ra同位素对裂变稳定，减少裂变回收的重要性在r-过程。
2015-10-06 nucl-th
Microscopic description of spontaneous fission based on a Gogny energy density functional including tensor contributions
本文在 Gogny-D1S 平均场框架中引入 D1ST2a 微扰张量项，研究其对重锕系及低质量超重核自发裂变的影响，发现张量力显著降低了裂变势垒高度与半衰期。
2024-10-17 nucl-th
Excitation energy of fission fragments within nuclear time-dependent density functional theory
本文利用新开发的TDDFT求解器对$^{240}$Pu进行大规模计算，发现总动能仅在最大概率裂变下接近实验值，而在不对称裂变中被严重低估，且该结论与能量泛函参数化无关。
2025-10-08 nucl-th
Time-dependent density functional theory study of induced-fission dynamics of $^{226}$Th
该研究利用基于 TDDFT 的微观有限温度模型，模拟 $^{226}$Th 从鞍点到断点的等熵诱发裂变动力学，揭示耗散、碎片激发、局部温度演化及碎片间纠缠。
2024-09-10 nucl-th
Fission fragment distributions within time-dependent density functional theory
本文通过在TDHF模拟结果上执行双重粒子数投影，研究了非绝热裂变动力学中裂变碎片的质量与电荷分布，成功再现了240Pu裂变碎片的电荷、质量及总动能分布。
2024-10-12 nucl-th
Microscopic description of fission in superheavy nuclei with the parametrization D1M$^{*}$ of the Gogny energy density functional
基于Gogny能量密度泛函的最新参数化D1 M $^{*}$，用约束Hartree-Fock-Bogoliubov近似描述了435个超重核的裂变. Gogny-D1 M $^{*}$参数化是对现有的实验数据的基准内和第二势垒高度，激发能的裂变异构体和半衰期在一组选定的钚，Cm，Cf，Fm，没有，Rf，Sg，Hs和F1核。结果也与Gogny-D1 M能量密度泛函得到的结果进行了比较。详细研究了原子序数为100 $\le$ Z $\le$ 126的同位素链的最小能量裂变路径，其中包括来自双中子滴线的高达约4 MeV的非常富中子的扇区。还讨论了单粒子能量、基态变形、配对相关、两核子分离能和势垒高度。除了裂变路径外，受约束的哈特里-福克-博戈留博夫框架还提供了集体质量和零点量子转动能和振动能。这些量是用于评估自发裂变半衰期t $_\mathrm{SF}$的系统性的Wentzel-Kramer-Brillouin形式主义内的构建块。通过对Viola-Seaborg公式进行参数化，计算$α$衰变半衰期t $_\mathrmα$，研究了自发裂变与$α$衰变之间的竞争.通过与已有实验数据和其它理论方法的比较，得出结论：D1 M $^{*}$是描述重核和超重核裂变的一个合理的出发点。
2020-04-09 nucl-th
Fission fragment charge and mass distributions in 239Pu(n,f) in the adiabatic nuclear energy density functional theory
裂变碎片产率的准确知识是从r过程中元素的形成到核能的燃料循环优化的许多应用的基本组成部分。在没有数据的情况下，需要一个适用的预测理论，这是发展一个完全微观的裂变动力学方法的动力。本文采用基于核能密度泛函（EDF）方法的微观方法，在高斯重叠近似（GOA）下用含时生成坐标（TDGCM）方法处理大振幅集体运动，计算了239 Pu中子诱发裂变产生的裂变碎片的中子前发射电荷和质量分布.裂变碎片分布提取的集体波包通过分裂线的通量。我们发现，裂变的电荷和质量分布的主要特征可以很好地再现现有的能量泛函，即使在二维集体空间。理论和实验对于不对称峰的位置通常在2个质量单位内一致。正如预期的那样，计算对初始状态的结构和集体惯性的处方很敏感。我们强调，结果也是敏感的连续性附近的集体景观断裂。我们的分析证实，绝热近似提供了一个有效的计划来计算裂变碎片产额。它还表明，至少在核DFT的框架内，三维集体空间可能是一个先决条件，以达到10%的准确度预测前中子发射裂变碎片产额。
2016-03-29 nucl-th
Microscopic study of induced fission dynamics of $^{226}$Th with covariant energy density functionals
基于相对论能量密度泛函，在自洽的框架下分析了$^{226}$ Th裂变过程的静态和动态特性。基于能量密度泛函PC-PK 1和$δ$ -力对，在轴对称四极和八极形变的集体空间中进行了约束相对论平均场（RMF）计算，以确定裂变核的势能面、裂变线、单核波函数、能量和占据几率随形变参数的变化.在高斯重叠近似下，用含时生成坐标方法描述了诱导裂变动力学。一个集体薛定谔方程，完全由微观单核自由度决定，通过提升$^{226}$ Th的集体哈密顿量的基态解建立的初始波包，在时间上以螺旋方式传播。作为对相互作用的强度的函数的断裂线的位置和集体哈密顿量的微观输入进行了分析。通过与已有数据的比较，考察了静态配对关联对裂变碎片前中子发射电荷产额和总动能的影响，并分析了不同初始激发能值下裂变碎片的分布。
2017-08-14 nucl-th
Microscopic description of fission in nobelium isotopes with the Gogny-D1M energy density functional
基于Gogny-D1 M能量密度泛函的约束平均场计算，描述了同位素$^{250-260}$ No.的裂变。在标准Hartree-Fock-Bogoliobov（HFB）框架内考虑了偶-偶同位素，而对于奇质量同位素采用了等填充近似（HFB-EFA）。给出了基态量子数和形变、对能、单中子分离能、内外势垒高度以及裂变异构体的激发能。利用裂变路径、集体质量和零点量子振动和转动修正计算了奇偶核和奇质量核的自发裂变半衰期t $_\mathrm{SF}$的系统性。虽然存在一个很强的预测裂变速率的方差相对于在他们的计算中所涉及的细节，它表明，无论是专业化的能量和配对淬火效应，考虑到自洽的HFB-EFA阻塞过程中，导致较大的t $_\mathrm{SF}$值在奇数质量的核相比，他们的偶数邻居。α衰变寿命也已计算使用参数化的Viola-Seaborg公式。关于核质量的高质量Gogny-D1 M泛函导致$Q_α$值和寿命的非常好的再现。
2016-12-01 nucl-th
Microscopic description of fission in odd-mass uranium and plutonium nuclei with the Gogny energy density functional
在Hartree-Fock-Bogoliubov（HFB）等填充近似（EFA）的框架下，利用Gogny能量密度泛函的参数化D1 M研究了A=233，\ldots，249的铀和钚奇质量同位素的裂变.给出了基态量子数和形变、对能、单中子分离能、势垒高度和裂变异构体激发能。利用裂变路径、集体质量和零点转动和振动量子修正，计算了自发裂变半衰期t $_{SF}$、裂变碎片的质量和电荷以及它们的本征形状。虽然存在一个很强的预测裂变速率的方差相对于在他们的计算中所涉及的细节，它表明，无论是专业化的能量和配对淬火效应，考虑到充分变分内的HFB-EFA阻塞计划，导致较大的自发裂变半衰期在奇数质量的U和Pu核相比，相应的偶-偶邻居。结果表明，修改百分之几的中子和质子配对场的强度可以有显着的影响，集体质量导致几个数量级的不确定性预测的t $_{SF}$值。α-衰变寿命也已计算使用参数化的Viola-西博格公式。
2017-12-22 nucl-th
Fourier shape parametrization in covariant density functional theory for nuclear fission
本文在点耦合协变密度泛函理论中引入傅里叶形状参数化，结合含时生成坐标方法模拟裂变，并以 ^226Th 验证其在极端形变、断裂构型和三维势能面描述上的优势。
2025-03-12 nucl-th
Multidimensionally-constrained relativistic Hartree-Bogoliubov study of nuclear spontaneous fission
最近的微观研究，能量密度泛函的理论框架的基础上，分析了动态（最小作用）和静态（最小能量）裂变路径，它已被证明，除了非轴和/或八极集体自由度所发挥的重要作用，裂变路径至关重要地依赖于在计算集体惯性采用的近似。研究了$^{264}$ Fm和$^{250}$ Fm的自发裂变动力学。的裂变路径，作用积分和相应的半衰期预测的泛函PC-PK 1和DD-PC 1进行了比较，并在$^{264}$ Fm的情况下，讨论与最近的结果使用HFB模型的基础上Skyrme功能SkM $^*$和密度依赖的混合配对相互作用。采用多维约束的相对论Hartree-Bogoliubov（MDC-RHB）模型计算了形变能面、集体势、扰动和非扰动转动集体惯性张量，并给出了能量密度泛函PC-PK 1和DD-PC 1.配对相关处理Bogoliubov近似使用一个可分离的配对力的有限范围。采用最小作用量原理确定了动态自发裂变路径。
2015-11-18 nucl-th
The fission barriers in Actinides and superheavy nuclei in covariant density functional theory
在相对论Hartree Bogoliubov（RHB）理论和相对论平均场（RMF）+BCS计算中研究了对关联对裂变势垒的影响。它的结论是，在通常的RMF+BCS计算的恒定间隙近似不提供一个足够的描述的障碍。RHB计算表明，有一个很大的差异，在预测的势垒高度之间的零范围和有限范围的配对力，即使在这两个力的配对强度被调整到相同的值的配对间隙在基态的情况下。
2009-09-07 nucl-th
Microscopic description of fission in Uranium isotopes with the Gogny energy density functional
Gogny能量密度泛函的最新参数化D1 S、D1 N和D1 M被用来描述同位素$^{232-280}$ U的裂变。在约束Hartree-Fock-Bogoliubov近似下得到的裂变路径、集体质量和零点量子修正被用来计算自发裂变半衰期$t_\mathrm{SF}$、裂变碎片的质量和电荷以及它们的固有形状。Gogny-D1 M参数化已被基准对现有的实验数据的内和第二势垒高度，激发能的裂变异构体和半衰期在一组选定的钚，Cm，Cf，Fm，NO，Rf，Sg，Hs和Fl核。D1 M是描述重核和超重核裂变的一个合理的出发点。特别注意的是，也要了解的预测$t_\mathrm{SF}$值所产生的不同的积木进入标准的半经典温策尔-克拉默斯-布里渊公式的不确定性。虽然不确定性很大，但质量或中子数的趋势可以很好地再现，因此该理论仍然具有预测能力。在这方面，它也表明，在配对强度的百分之几的修改可以有显着的集体质量上的影响，导致不确定性的$t_\mathrm{SF}$值的几个数量级。
2014-05-25 nucl-th
Description of Induced Nuclear Fission with Skyrme Energy Functionals: II. Finite Temperature Effects
了解广泛的中子能量的诱导核裂变机制可以帮助解决基础科学问题，例如宇宙中元素的形成，但也可能对能源生产或核废物管理的社会应用产生重大影响。本文的目的是建立一个微观理论的基础，研究静态方面的诱导裂变作为一个功能的激发能的入射中子，从热中子到快中子。为了解释复合核的高激发能，我们采用了基于有限温度核密度泛函理论与Skyrme能量密度的统计方法，该方法以239 Pu（n，f）反应为基准。我们计算了最小能量裂变途径在多维势能面上的演化，其中最多有5个集体变量作为核温度的函数，并预测了内外裂变势垒的演化作为复合核激发能的函数。我们表明，耦合到连续引起的有限温度是可以忽略不计的中子能量范围内的中子诱导裂变的许多应用程序。证明了最近提出的量子定域化概念可以推广到T > 0，并应用该方法研究了裂变碎片的相互作用能和总动能随温度的变化.虽然在理论建模中存在很大的不确定性，我们得出结论，有限温度核密度泛函可以提供一个有用的框架，以获得准确的预测裂变碎片的属性。
2015-01-23 nucl-th
Microscopic description of fission in neutron-rich plutonium isotopes with the Gogny-D1M energy density functional
Gogny能量密度泛函的最新参数化D1 M用于描述同位素$^{232-280}$ Pu的裂变。我们求助于在我们先前的研究[Phys. Rev. C \textbf{88}，054325（2013）和Phys. Rev. C \textbf {89}，054310（2014）]中介绍的方法来计算Hartree-Fock-Bogoliubov框架内的裂变路径、集体质量和零点量子校正。本文对钚同位素的自发裂变半衰期t $_{SF}$、碎片的质量和电荷进行了系统的分析，并与已有的实验数据进行了比较。我们也注意到同质异能态，碎片的变形特性以及自发裂变和$α$衰变模式之间的竞争。配对相关性对预测的t $_{SF}$值的影响证明了与$^{232-280}$钚的计算的帮助下，其中Gogny-D1 M能量密度功能的配对强度分别由5 $\%$和10 $\%$，分别修改。我们通过讨论$^{242-262}$ Fm中的半衰期进一步验证了D1 M参数化的使用。我们的计算证实，虽然物理观测值的绝对值的不确定性是大的，Gogny-D1 M Hartree-Fock-Bogoliubov框架仍然再现的趋势与质量和/或中子数，因此代表了一个合理的起点，从微观的角度来描述裂变在重核系统。
2014-05-27 nucl-th
Isoenergetic description of induced fission pathways within energy-density functional theory
本文在能量密度泛函理论框架下，对超重核296Lv的诱发裂变路径进行了等温、等熵和等能三种热力学描述，发现等能描述给出最高裂变势垒和最大阻尼因子，并分析了势垒抑制机制及有效能级密度参数的变化行为。
2025-09-26 nucl-th
Least action description of spontaneous fission in fermium and nobelium nuclei based on the Gogny energy density functional
本文用Gogny能量密度泛函的参数化D1 M，在最小作用量方案下，分析了$^{242-262}$ Fm和$^{250-260}$ No核的自发裂变半衰期系统.动态（最小作用）裂变路径的属性进行了分析和比较的静态（最小能量）的。约束Hartree-Fock-Bogoliubov近似被用来计算变形的平均场组态，零点量子修正和集体惯性。结果表明，繁琐的全变分搜索的最小作用裂变路径，在HFB状态的空间内，可能不需要，如果考虑到在最小化的Wentzel-Kramers-Brillouin行动的相关自由度。的行动是最小化的配对波动，探索配对内容的HFB状态沿裂变路径的考虑核。它被发现，对于一个给定的形状，最小的行动在费米和铌核对应的配对波动的值大于一个与最小能量的解决方案，为相同的形状。减少的行动，通过更大的配对相关性，有显着的影响，预测自发裂变半衰期提高了几个数量级的实验比较。
2018-09-14 nucl-th
Spontaneous fission half-life in Fm isotopes with nuclear energy density functional
本文提出 CHFB + LQRPA 方法，在集体惯性中纳入动力学剩余效应，并计算 N=158–164 的 Fm 同位素沿对称裂变路径的势、惯性与半衰期，证明准确评估集体惯性至关重要。
2024-06-14 nucl-th
Covariant density functional theory for nuclear fission based on two-center harmonic oscillator basis
基于两中心谐振子基扩展点耦合协变密度泛函理论，开发高精度高效率求解器，优化大形变构型并改善裂变势能面与产额描述。
2023-09-07 nucl-th
Fission Dynamics of 240Pu from Saddle-to-Scission and Beyond
利用扩展到超流系统的含时密度泛函理论，计算了$^{240}$ Pu从外鞍点附近到裂变碎片完全分离的时间演化.我们测试了三个系列的核能密度泛函，发现所有的泛函表现出类似的动力学：集体运动是高度耗散的，几乎没有惯性动力学的痕迹，由于单体耗散机制单独。这一发现证明了使用过阻尼集体运动方法的有效性，并在一定程度上证明了裂变统计模型中的主要假设。这一结论对于所用的核能密度泛函是稳健的。在本理论框架之外的组态和相互作用只会增加耗散耦合的作用。一个意想不到的发现是在相当大的范围内改变配对强度对动力学只有很小的影响。我们发现，在自发裂变和诱导裂变的情况下，裂变碎片之间的激发能共享的显着差异。随着裂变核初始激发能的增加，更多的激发能沉积在重碎片中，这与平均中子多重数的实验数据一致。
2019-09-28 nucl-th
Fission barriers and probabilities of spontaneous fission for elements with Z$\geq$100
本文简要评述了偶偶超重核裂变势垒和裂变半衰期的计算方法和结果。本文讨论了以下方法的一致性：基于对液滴模型进行壳修正的宏观-微观方法，以及基于Hartree-Fock-Bogoliubov方法自洽计算Skyrme和Gogny型微观能量密度泛函的方法。在Hartree-Fock-Bogoliubov曲柄近似中计算质量参数。本文的一小部分是关于核裂变动力学的。我们还讨论了Skyrme泛函应用于$^{266}$ Hs裂变路径的关键属性的预测能力。它适用于标准技术的误差估计的框架内的$χ^2$分析。
2015-03-05 nucl-th
Assessing theoretical uncertainties in fission barriers of superheavy nuclei
本文系统地研究了超重元素内裂变势垒高度预测中的理论不确定性问题，给出了一组最新的协变能量密度泛函，这些泛函代表了协变密度泛函理论中的主要泛函类型。它们在基本模型假设和拟合协议方面有所不同。系统和统计的不确定性都被量化，其中前者更大。超重元素的系统不确定性是很大的，它们作为质子和中子数的函数的行为包含很大的随机分量。对锕系元素裂变势垒实验数据的泛函基准可以减少未知超重元素内部裂变势垒的系统理论不确定性。然而，即使这样，它们在离开进行基准测试的区域时平均也会增加。此外，与非相对论方法的结果进行比较，以定义完整的系统的理论不确定性的国家的最先进的模型。即使是以锕系元素为基准的模型，某些超重元素内部裂变势垒高度的差异也达到了$5-6$ MeV。裂变势垒高度的这种不确定性将转化为自发裂变半衰期的巨大（数十个数量级）不确定性。
2017-04-20 nucl-th
Fission modes of mercury isotopes
背景资料：最近在汞铅区进行的β延迟裂变实验和180 Hg中不对称裂变的发现[1]，激发了人们对重核裂变机制的理论兴趣。目的：研究了180 Hg和198 Hg的裂变模式和熔合谷，揭示了壳效应在裂变前区的作用，解释了实验观察到的碎片质量不对称性及其随A的变化。方法：采用Skyrme和Gogny能量密度泛函的自洽核密度泛函理论。结果如下：计算了180 Hg和198 Hg的多维集体坐标空间中的势能面，包括伸长、三轴度、反射不对称和颈缩。在这两种情况下，都发现了不对称的裂变谷--与近似球形碎片的聚变谷很好地分开。密度分布在断裂配置的研究和相关的实验观察到的质量分裂。结论：能量密度泛函SkM \ast和D1 S对180 Hg和198 Hg的裂变过程给出了非常一致的描述。我们预测的过渡，从不对称裂变在180汞更对称分布的裂变碎片在198汞。对于180 Hg，两个模型都得出100 Ru/80 Kr作为最可能的分裂。对于198 Hg，最可能的分裂是HFB-D1 S中的108 Ru/90 Kr和HFB-SkM \ast中的110 Ru/88 Kr。
2012-07-17 nucl-th
Covariant density functional theory input for r-process simulations in actinides and superheavy nuclei: the ground state and fission properties
在协变密度泛函理论（CDFT）框架下，首次利用$Z=90-120$从两质子到两中子滴线系统地研究了偶偶锕系元素和超重核的基态和裂变性质，并对系统的理论不确定性进行了适当的评估.这些结果为重核r过程模拟，特别是裂变再循环的研究提供了必要的理论输入。四个国家的最先进的全球测试的协变能量密度泛函（CEDFs），即DD-PC 1，DD-ME 2，NL 3 * 和PC-PK 1，代表主要类别的CDFT模型在本研究中。计算了所有这些核的基态形变、结合能、两个中子的分离能、$α$ -衰变$Q_α$值和半衰期以及裂变势垒的高度。在这些物理观测和它们的演变作为质子和中子数的函数的理论不确定性已被量化，其主要来源已被确定。在$Z=120$、$N=184$和$N=258$的球壳闭合和它们附近的单粒子（特别是高$j$）态的结构以及所用CEDF的核物质性质是导致理论不确定性的两个主要因素。然而，不同的物理观测量以不同的方式受到这两个因素的影响。例如，计算的基态变形的理论不确定性主要受前一因素的影响，而裂变垒的理论不确定性则取决于这两个因素。
2020-11-26 nucl-th
Three-dimensional potential energy surface for fission of $^{236}$U within covariant density functional theory
本文在协变密度泛函理论中引入颈部核子数约束，计算 $^{236}$U 裂变的三维势能面，揭示拉长与紧凑裂变模式共存及断点线扩展为浅带，从而解释总动能和碎片质量的波动。
2023-02-08 nucl-th
Cluster properties of heavy nuclei predicted with the Barcelona-Catania-Paris-Madrid energy density functional
本文用BCPM能量密度泛函研究224Ra和238Pu的团簇发射，通过势能面识别出与208Pb碎片相关的裂变路径，计算团簇衰变半衰期，结果与实验吻合，证明该模型能统一描述多种裂变现象。
2023-12-22 nucl-th
Microscopic Description of Nuclear Fission: Fission Barrier Heights of Even-Even Actinides
我们评估了现代核能密度泛函理论在预测偶偶锕系元素裂变同分异构体的内外裂变势垒高度和能量方面的性能。对于异构体能量和外势垒高度，我们发现，在HFB水平的自洽理论是能够提供定量的经验数据的协议。
2013-01-31 nucl-th
Microscopic description of complex nuclear decay: multimodal fission
核裂变是一种基本的核衰变，由于其过程的复杂性，我们对它的认识还不完全。本文描述了用非限制核密度泛函理论研究自发裂变。我们的研究结果表明，所观察到的双峰裂变可以解释在多维集体空间的路径对应于不同的几何形状的裂变产物。我们还预言了某些钌、锡和铪同位素的三峰自发裂变的新现象。
2009-06-23 nucl-th
Superheavy nuclei in microscopic collective Hamiltonian approach: the impact of beyond mean field correlations on the ground state and fission properties
在基于协变密度泛函理论的五维集体哈密顿量中研究了超平均场效应对超重核基态和裂变性质的影响.包含动力学相关性降低了$Z=120$壳层闭合的影响，并诱导了大多数$Z=120$核的大量集体性，否则这些核在平均场水平下是球形的（如在使用PC-PK 1泛函的计算中所见）。因此，它们导致了泛函DD-PC 1和PC-PK 1的预测的实质性收敛，这在平均场水平上是不同的。相反，这两个泛函的预测仍然明显不同的$N=184$核，即使当动力学相关。在PC-PK 1（DD-PC 1）计算中，这些核大多为球形（扁球形）。我们的计算首次揭示了动力学关联对具有软势能面的超重核的内裂变势垒高度的显著影响，在平均场水平下，软势能面的最小值位于球形。这些关联影响的裂变势垒的核，这是在基态在平均场水平变形，以较小的程度。
2019-05-27 nucl-th
A Bayesian Analysis of Nuclear Deformation Properties with Skyrme Energy Functionals
本文利用高斯过程构建核密度泛函理论模型的仿真器，以量化并传播裂变相关核形变理论预测的统计不确定性，解决DFT计算成本高昂的挑战。
2020-06-04 nucl-th
Influence of the Exit Channel in $^{235}$U(n,f) and $^{239}$Pu(n,f) Reactions in Time-Dependent Density Functional Theory
Facility for Rare Isotope Beams, Michigan State University（稀有同位素束设施，密歇根州立大学）；Department of Physics and Astronomy, Michigan State University（物理与天文学系，密歇根州立大学）；Theoretical Division, Los Alamos National Laboratory（理论部，洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Cyclotron Institute, Texas A&M University（回旋加速器研究所，德克萨斯农工大学）
研究$^{235}$U(n,f)和$^{239}$Pu(n,f)反应中裂变核系统内禀形变影响，发现轨迹分三类，近对称裂变颈部拉长，影响碎片动能和激发能分布，还表征了颈部破裂对裂变中子发射的影响。
2026-07-22 nucl-th
Isospin mixing within the symmetry restored density functional theory and beyond
利用自洽的同位旋和角动量投影核密度泛函理论，系统地计算了I= 0+，T=1 --> I=0+，T=1 β衰变的同位旋对称性破缺修正.我们讨论了理论的不确定性的形式主义相关的基础截断，参数化的基础能量密度功能，并确定斯莱特行列式在奇-奇核的歧义。一个泛化的双投影DFT模型对一个没有核心的壳模型一样的配置混合的方法制定和实施。我们还讨论了新开发的DFT形式主义，涉及质子-中子混合的粒子-空穴通道中提供的电荷对称性和电荷独立性破缺研究的新机会。
2013-10-15 nucl-th
Least action description of dynamic pairing correlations in the fission of Curium and Californium isotopes based on the Gogny energy density functional
本文基于Gogny EDF的D1M参数化，研究动态对关联和库仑反配对对Cm、Cf同位素自发裂变半衰期的影响，发现最小作用量路径中配对自由度能显著降低半衰期并改善与实验的一致性。
2023-04-13 nucl-th
Pairing-induced speedup of nuclear spontaneous fission
在量子系统非绝热地改变其微观组态的能级交叉处，集体惯性受到强烈的影响。配对关联通过减少组态变化的影响，使大振幅核集体运动更绝热。因此，配对和能级交叉之间的竞争预计将对自发裂变寿命产生深远的影响。为了阐明核子配对在自发裂变中的作用，我们采用最新的自洽框架研究了$^{264}$ Fm和$^{240}$ Pu的动态裂变轨道.我们采用Skyrme能量密度泛函SkM $^*$和密度依赖的配对相互作用的超流核密度泛函理论。随着形状变量，质子和中子配对的相关性作为集体坐标。集体惯性张量的非微扰曲柄近似计算。在四维形状和对坐标的集体空间中，利用最小作用量原理得到了裂变路径。对关联在最小作用裂变路径上增强，对于$^{264}$ Fm的对称裂变，当三轴性对裂变势垒的影响较大时，对关联对裂变路径在形状自由度空间中的几何形状影响很小.这不是$^{240}$钚的情况下，配对波动恢复轴对称的动态裂变轨迹。最小作用裂变路径受到核子配对的强烈影响。在某些情况下，形状和配对自由度之间的动态耦合可以导致与静态图像的戏剧性偏离。因此，在核裂变的动力学描述中，粒子-粒子关联应该与形状自由度相关的关联一样被考虑。
2014-10-06 nucl-th
Fragment Intrinsic Spins and Fragments' Relative Orbital Angular Momentum in Nuclear Fission
我们提出了第一个完全无限制的微观计算的初级裂变碎片的内禀自旋和裂变碎片的相对轨道角动量的$^{236}$ U $^*$，$^{240}$ Pu $^*$，和$^{252}$ Cf使用含时密度泛函理论框架。在这种微观方法中，没有限制和未经检查的假设，并结合了用于描述裂变的相关物理观测值，我们评估了裂变碎片内禀自旋及其裂变碎片的相对轨道角动量的三重分布，并表明它们的动力学受其弯曲集体模式的支配，与现有唯象模型的预测和对实验数据的某些解释形成对比。
2022-01-12 nucl-th
Multimodal fission from self-consistent calculations
本文推广混合模型以预测多模式裂变碎片产额，结合核密度泛函理论与微动弹性带方法，在镄同位素和超重核计算中表明UNEDF1_HFB能量密度泛函最符合实验数据。
2024-02-15 nucl-th
Number of Particles in Fission Fragments
在目前的裂变模拟中，给定裂变碎片中的质子和中子数几乎总是通过对包含碎片的空间扇区中的粒子总密度进行积分来获得。由于整个原子核的多体波函数的反对称性，这一过程系统地给出了碎片中的非整数粒子数。我们介绍了一种新的采样方法，以严格估计发现$Z$质子和$N$中子在裂变碎片的概率，而不诉诸投影仪，有时会得到笨拙的结果。当应用于标准的Hartree-Fock-Bogoliubov多体状态，我们表明，我们的方法确实再现了完整的粒子数投影的结果。然后，我们估计的电荷和质量数分散的几个分裂配置在$^{240}$钚与配对相关和不包括在内。我们表明，在我们的方法中，电荷概率的奇偶效应自然发生，这可以解释众所周知的电荷分布的奇偶交错。我们的方法适用于断裂构型的静态计算，例如，在宏观-微观方法或能量密度泛函理论中，而且在裂变的显式时间依赖密度泛函理论模拟中。
2020-08-17 nucl-th
Nuclear Fission: from more phenomenology and adjusted parameters to more fundamental theory and increased predictive power
在Hahn和Strassmann（1930）于1939年发现核裂变之后的近80年里，理论和计算资源方面的两个主要最新发展为实现核裂变的微观描述创造了有利条件。第一个主要的发展是在理论上，时间相关的密度泛函理论（TDDFT）的扩展到超流费米子系统。第二个发展是在计算方面，出现了足够强大的超级计算机，能够解决描述三维时间演化的复杂系统方程，而不受数百个强相互作用核子的任何限制。尽管现有的核能密度泛函（NEDFs）仍然是唯象的，但它们的准确性正在稳步提高，并且能够进行核裂变动力学计算和预测裂变碎片的许多性质的前景是可以实现的，否则不可能从实验中提取，所有这些都不再依赖于不可控制的假设和简化的唯象模型。
2017-04-28 nucl-th
Nucleon localization and fragment formation in nuclear fission
电子定域化测度最初被用来表征分子中的化学键结构。最近，基于Hartree-Fock密度的核子定域被引入到研究轻核中的$α$ -团簇结构中。与局域核子密度相比，核子局域化函数是壳层效应和集团关联的一个很好的指标。利用空间核子局域化测度，研究了重核裂变中碎片的出现。为了说明核子局域化的基本概念，我们采用了自洽的能量密度泛函方法与量化的能量密度功能优化裂变研究。本文研究了$^{264}$ Fm、$^{232}$ Th和$^{240}$ Pu裂变过程中的粒子密度和空间核子定域分布。我们证明，裂变碎片形成相当早的演变，早在分裂。我们说明了有用的本地化措施，通过显示如何可以理解的准分子状态由$^{132}$ Sn和$^{100}$ Zr片段的超变形状态的$^{232}$ Th。与核子分布相比，核子局域化函数更有效地量化了核子成簇：其特征振荡模式可以追溯到壳效应，是簇/碎片构型的清晰指纹。这对于研究裂变核中的碎片形成和碎片识别是特别有意义的。
2017-02-01 nucl-th
Sensitivity of fission barrier heights to nuclear matter properties
Kyoto University（京都大学）；RIKEN（理化学研究所）；Sun Yat-sen University（中山大学）
本研究通过协变密度泛函理论和高斯过程仿真器，系统分析了表面能系数与裂变势垒高度的强关联，并揭示了外、内势垒分别由耦合常数δ_V及其联合效应主导。
2026-10-06 nucl-th
Present Status of Fission Research Based on TDDFT
基于含时密度泛函方法，系统地研究了原子核碰撞裂变过程。含时密度泛函理论（TDDFT）是一个处理核子自由度量子多体动力学问题的理论框架。本文介绍了复合核约束TDDFT的理论框架，并对碰撞裂变动力学的电荷平衡假说进行了检验。
2015-01-28 nucl-ex nucl-th
Isospin composition of fission barriers
本文用约束Hartree-Fock理论微观研究$^{240}$Pu裂变势的同位旋组成，发现同矢量分量随核向断点演化而增大，凸显了严格约束EDF同矢量部分对可靠预测裂变性质的重要性。
2024-10-13 nucl-th
Microscopic modeling of mass and charge distributions in the spontaneous fission of 240Pu
在这封信中，我们概述了一种方法来计算微观自发裂变产额的质量和电荷分布。我们结合多维最小化的集体行动裂变随机朗之万动力学跟踪相关的裂变路径从基态配置的分裂。在形状变形和配对的集体空间中，利用核密度泛函理论得到了控制隧穿运动的原子核势能和集体惯性。我们得到了与实验数据的定量一致，发现240 Pu自发裂变的电荷和质量分布对集体运动中的耗散和绝热特性都很敏感。
2015-10-27 nucl-th
Microscopic Theory of Nuclear Fission: A Review
本文综述了如何在核密度泛函理论中描述核裂变。在自发裂变中，半衰期是主要的可观测量，量子隧穿是基本概念，而在诱导裂变中，重点是碎片性质，需要明确的时间依赖性方法。当前裂变的微观理论的基石是能量密度泛函形式主义。它的基本原则，包括工具，如HFB理论，有效的两体有效核势，有限温度扩展和超越平均场修正，简明扼要地介绍。EDF方法通常与这样的假设相结合，即与核内核子的典型时间尺度相比，驱动系统裂变的大振幅集体运动的时间尺度是缓慢的。在实践中，这个绝热性假设是通过引入（一些）集体变量并将多体薛定谔方程映射成核波包的集体类薛定谔方程来实现的。分裂构型指示分裂发生的位置。这个集体薛定谔方程依赖于一个惯性张量，它包含了系统对集体变量的微小变化的响应，并且在确定自发裂变半衰期方面也起着特殊的作用。裂变的微观理论的一个标志是实际应用所需的巨大计算量。特别是，本文中提出的理论的成功实施需要一个非常精确的数值解的HFB方程的集体变量的大值。最后，选择的最新的和有代表性的结果获得自发和诱导裂变的目标是强调微观方法的一致性。
2016-05-02 nucl-th
Spontaneous fission modes and lifetimes of super-heavy elements in the nuclear density functional theory
超重核的寿命主要由α衰变和自发裂变决定。本文利用自洽的核密度泛函理论框架，研究了108 <= Z <= 126和148 <= N <= 188的偶偶SH同位素的竞争衰变模式.本文采用绝热含时Hartree-Fock-Bogoliubov方法的曲柄近似计算了裂变超流核的集体质量张量。沿着裂变的路径，我们的计算允许同时打破轴向和空间反转对称性，这可能会导致SF寿命降低超过7个数量级，在某些情况下。我们预测了两种相互竞争的SF模式：反射对称和反射不对称。最短寿命的SH同位素通过SF衰变;它们预计位于由$^{280}$ Hs，$^{284}$ Fl和$^{284}_{118}$ Uuo形成的狭窄走廊中，该走廊将“冷聚变”和“热聚变”反应中合成的SH核区域分开。长寿命的SH核的区域预计将集中在$^{294}$ Ds的总半衰期？1.5天
2012-08-06 nucl-ex nucl-th
Parity restoration in the Highly Truncated Diagonalization Approach: application to the outer fission barrier of $^{240}$Pu
宇称对称性的恢复已经在高度截断对角化方法的框架中进行，该方法适合于在显式粒子数守恒的微观方法中处理相关性。为了做到这一点，我们假设轴对称，并在投影变分方案中使用了由Löwdin提出的广义Wick定理。我们选择了Skyrme SkM $^*$能量密度泛函的粒子-空穴通道和密度无关的δ力的剩余相互作用。我们已经将这种方法应用于$^{240}$ Pu核的外裂变势垒区域。结果表明，$K^π = 0^+$裂变异构态对本征宇称破缺模是静态不稳定的，而投影不影响本征裂变外势垒顶部的能量。总之，这导致外部裂变势垒的高度相对于裂变异构体状态增加约350 keV，从而显著影响所考虑的裂变异构体的裂变衰变寿命。
2012-10-01 nucl-th
