基于精确的库仑波函数(CWF),我们试图计算轻核在复杂球形方势阱中的熔合截面(即,光学势模型)。通过与实验基准截面数据的比较,标定了D+D、D+T、D+3He、p+D、p+6Li和p+7Li聚变反应的光学势参数。令人惊讶的是,我们发现我们计算的光学势参数与许多以前的结果(例如,Phys. Rev. C. 61(2000)024610,Nucl.Phys.A986(2019)98等),其中近似库仑波函数(ACWF)只保留了核势半径处的连续性条件。此外,利用所得到的光学势参数,我们还将聚变反应的截面和天体物理S因子与ACWFs方法的结果进行了比较,发现对于具有共振峰的聚变反应(如D+T和D+3He聚变反应)存在明显的偏差.然后,我们计算了熔合截面相对于光学势参数的相图,并展示了几个窄形状的共振带。这意味着在原子核半径处,ACWF与精确CWFs的微小偏差可能导致共振区的偏离,从而导致光学参数和截面的巨大差异。
英文摘要:
Based on precise Coulomb wave functions (CWFs), we attempt to calculate the fusion cross sections of light nuclei in a complex spherical square-well nuclear potential (i.e., optical potential model). Comparing with experimental benchmark cross section data, we can calibrate optical potential parameters associated with D+D, D+T, D+3He, p+D, p+6Li and p+7Li fusion reactions. Surprisingly, we find that our calculated optical potential parameters are quite different from those of many previous results (e.g., Phys. Rev. C. 61 (2000) 024610, Nucl. Phys. A 986 (2019) 98, etc.), in which approximate Coulomb wave functions (ACWFs) with only retaining the leading terms are exploited for the continuity conditions at the radius of nuclear potential. Furthermore, with the obtained optical potential parameters, we compare the fusion cross sections and astrophysical S-factors with that formulated from ACWFs approach, and also find apparent deviations especially for the fusion reactions with resonance peaks such as D+T and D+3He fusion reactions. We then calculate the phase diagrams of the fusion cross sections with respect to the optical potential parameters and demonstrate several narrow shape resonance belts. It implies that a small deviation of ACWFs from the exact CWFs at nuclear radius might lead to fall off the resonance regimes and therefore causes the big difference on the optical parameters as well as the cross sections.
Role of break-up processes in fusion enhancement of drip-line nuclei at energies below the Coulomb barrier
本文对$^{11}$ Be + $^{208}$ Pb反应进行了真实的耦合道计算,讨论了入射核破碎对亚势垒熔合的影响。我们离散的粒子连续态,这是与破碎过程中,并构造耦合形状因子,这些国家的微观基础上的能量。引入边界条件求解耦合通道方程,从而定义了库仑势垒内完全聚变的通量。结果表明,完全熔合截面显着增强,由于连续态的耦合相比,没有耦合的情况下,在能量低于库仑势垒,而他们被阻碍在势垒以上的能量。
Simultaneous Optical Model Analyses of Elastic Scattering, Breakup, and Fusion Cross Section Data for the $^{6}$He + $^{209}$Bi System at Near-Coulomb-Barrier Energies
Breakup of $^{9}$Be on $^{209}$Bi above and near the Coulomb barrier as a molecular single-particle effect: its influence on complete fusion and scattering
用绝热双中心壳模型方法研究了轰击能量在库仑势垒之上和附近时,$^{9}$ Be弹丸在$^{209}$ Bi靶上的破碎。研究了$^{9}$ Be $% \to $ n $+2α$破碎通道对完全熔合、弹性和非弹性截面的影响。结果表明,在碰撞核到达库仑势垒之前不久,抛射体$^{9}$ Be的分裂可能是由于分子单粒子效应。
Heavy-ion fusion cross sections of weakly bound $^{9}$Be on $^{27}$Al, $^{64}$Zn and tightly bound $^{16}$O on $^{64}$Zn target using Coulomb and proximity potential
采用一维势垒穿透模型,将散射势取为库仑势和邻近势之和,计算了弱结合的$^{9}$ Be在$^{27}$ Al和$^{64}$ Zn靶上的势垒附近和势垒上方的熔合总截面,并与实验结果进行了比较.为了比较弱束缚射弹和强束缚射弹的熔合,还用类似的方法计算了紧束缚核$^{16}$ O与$^{64}$ Zn反应的总熔合截面.在所有情况下的总融合截面的计算值进行了比较,耦合通道计算使用代码CCFULL。使用库仑势和邻近势计算的截面很好地解释了弱束缚和强束缚射弹两种情况下的聚变反应。还描述了体系$^{9}$ Be + $^{27}$ Al、$^{9}$ Be+ $^{64}$ Zn和$^{16}$ O + $^{64}$ Zn的约化反应截面。
Extended Optical Model Analyses of Elastic Scattering and Fusion Cross Sections for 6Li + 208Pb System at Near-Coulomb-Barrier Energies by using Folding Potential
基于扩展的光学模型方法,将极化势分解为直接反应(DR)和熔合两部分,对近库仑能区$^{6}$ Li + $^{208}$ Pb体系的弹性散射和熔合截面数据进行了$χ^{2}$分析.折叠电位用作裸电位。结果表明,极化势的DR部分的实部是排斥性的,这与连续介质离散耦合通道(CDCC)计算的结果和折叠势所需的归一化因子是一致的.此外,还发现极化势的DR部分和熔合部分分别满足色散关系。
Extended Optical Model Analyses of Elastic Scattering, Direct Reaction, and Fusion Cross Sections for the 9Be + 208Pb System at Near-Coulomb-Barrier Energies
Extended Optical Model Analyses of Elastic Scattering and Fusion Cross Section Data for the 9Be+28Si, 144Sm, and 208Pb Systems at Near-Coulomb-Barrier Energies using Double Folding Potential
Extended Optical Model Analyses of Elastic Scattering and Fusion Cross Section Data for the $^{12}$C+$^{208}$Pb System at Near-Coulomb-Barrier Energies by using a Folding Potential
Extended Optical Model Analyses of Elastic Scattering and Fusion Cross Section Data for the 7Li+208Pb System at Near-Coulomb-Barrier Energies using the Folding Potential
Coupled-Channel Effects in Collisions between Heavy Ions near the Coulomb Barrier
近年来,随着重离子稳定束和放射性核束的出现,重离子核反应的研究又引起了人们的兴趣。我首先介绍的作用,非弹性和转移通道耦合在聚变反应引起的稳定重离子。本文讨论了用标准耦合道计算方法分析实验熔合截面的问题。以$^{32}$ S + $^{90,96}$ Zr为基准反应,研究了多中子转移在库仑势垒以下聚变过程中的作用.利用NTFus程序计算了$^{32}$ S + $^{96}$ Zr在亚势垒能区的熔合截面的增强,其中包括中子转移通道的耦合,采用Zagrebaev半经典模型。对$^{40}$ Ca + $^{90}$ Zr和$^{40}$ Ca + $^{96}$ Zr的熔合激发函数也发现了类似的效应,同时还发现了在弹性散射和熔合过程中由弱束缚稳定射弹引起的破碎耦合也是至关重要的.在这个讲座中,全耦合通道计算的聚变激发函数进行分裂耦合的中子更丰富的反应和更弱的约束射弹。我清楚地表明,连续离散耦合通道计算是能够再现的$^{6}$锂+$^{59}$公司的分裂耦合的融合增强。
Role of non-collective excitations in heavy-ion fusion reactions and quasi-elastic scattering around the Coulomb barrier
尽管双闭壳层核的假设是简单的,传统的耦合通道计算,包括所有已知的集体状态的目标和弹丸,给出了一个贫穷的拟合$^{16}$ O + $^{208}$ Pb系统的融合截面。通过实验势垒分布和对数导数,这两者都是很好地定义了精确的实验融合数据,突出了差异。为了扩大我们的搜索这种异常的可能原因,我们重新审视这个系统,包括在我们的计算中的大量的非集体状态的目标,其自旋,宇称,激发能和变形参数是已知的高精度质子非弹性散射测量。虽然新的耦合通道计算修改的势垒分布,与实验的不一致仍然为融合和准弹性(QE)散射。我们发现,大角度QE散射的Q值分布迅速变得更加重要的入射能量的增加,反映了实验数据的趋势。讨论了非集体激发的质量数依赖性。
Energy dependence of nucleus-nucleus potential close to the Coulomb barrier
从微观含时Hartree-Fock理论中提取了重离子聚变反应中的核-核相互作用势,用于质量对称反应$^{16}$ O ${}+^{16}$ O,$^{40}$ Ca ${}+^{40}$ Ca,$^{48}$ Ca ${}+^{48}$ Ca和质量不对称反应$^{16}$ O $ +^{40,48}$ Ca,$^{40}$ Ca ${}+^{48}$ Ca,$^{16}$ O+ $^{208}$ Pb,$^{40}$ Ca+ $^{90}$ Zr.当质心能远大于库仑势垒能时,用微观理论推导的势与冻结密度近似一致。随着质心能量减小并接近库仑势垒,势变得依赖于能量。这种依赖性的迹象动态重组的内部自由度,并导致减少的“明显”的障碍感到的两个核融合过程中的顺序为$2-3 %$相比,冻结密度的情况下。几个例子说明,当质心能量在库仑势垒能量附近时,势场迅速变化。能量的依赖性预计将有一个显着的作用,周围的库仑势垒融合。
Coupled-channels description of multinucleon transfer and fusion reactions at energies near and far below the Coulomb barrier
我们研究重离子多核子转移反应使用耦合通道形式主义。我们首先使用半经典近似,并表明入口和对传输通道之间的直接耦合,提高了适合的实验一个和两个中子转移截面的40 Ca +96 Zr和60 Ni +116 Sn系统。然后,我们讨论的微扰方法的有效性,并突出高阶项的效果。吸收的影响也研究了库仑势垒周围的能量。最后,我们使用量子耦合通道的方法来实现的融合截面和转移概率的40 Ca +96 Zr反应的同时描述。我们发现,集体激发态的耦合对库仑势垒附近的转移几率有显著的影响。
Simulating fusion reactions from Coulomb explosions within a transport approach
本文用输运方法研究了强激光诱导氘团簇库仑爆炸的核聚变反应。采用随机方法,将D+D $\rightarrow$ n + He $^3$通道作为非弹性碰撞,用反应速率方程标定了箱系统模拟的中子产额。通过与现有理论极限的比较证明了单个团簇的库仑爆炸的合理性,然后我们研究了具有不同团簇数和团簇中不同氘数的系统的库仑爆炸动力学。我们发现,在最后阶段的氘核的动能谱是不同的,当中子大量产生,相应的显着不同的反应速率。我们还根据直观的参数化形式将中子产额结果从小系统外推到大系统,并与现有的实验结果进行了比较。本框架可以通过引入更多的通道来扩展,并有助于进一步研究更高能量下等离子体系统中的核聚变反应。