奇A核125Cs高自旋态谱学研究

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1、１２５Ｃ奇Ａ核ｓ高自旋态谱学研宄１２５ＳｔｕｄｏｆＨ－ｙｉｇｈＳｐｉｎＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｉｎＯｄｄＡＮｕｃｌｅｕｓＣｓ作者姓名：孙吉专业名称：粒子物理与原子核物理研究方向：核结构指导教师：马英君敎授学位类别：理学博士培养单位：吉林大学物理学院论文答辩日期：２０１８年５月３１日授予学位日期：年月日答辩委员会组成：姓名职称工作单位主席陆景彬教授吉林大学委员谷德山教授东北师范大学高早春研宄员中国原子能科学研宄院吴晓光研宄员

2、中国原子能科学研宄院曾国模教授吉林大学未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士学位论文原创性声明：本人郑重声明所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本

3、文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：．曰期：７０＆年月／曰Ｉ幺中文摘要质量数A~125所在过渡区的原子核高自旋态谱学展示着许多有趣现象，诸如旋称反转、h11/2质子和h11/2中子的顺排竞争。长椭和扁椭形状共存、磁偶极带、帯终结、手征对称性破缺和八极关联等。为了深入理解这一系列核现象，大量可靠的实验数据是十分必要的。本次工作选取了过渡区的125Cs作为主要的研究目标，希望在获悉和分析125Cs高自旋态谱学的同时可以对包括奇A铯

4、核在内的此核区的原子核结构获得更加深入详细的系统性认识。对于Z=55、N=70的目标核125Cs而言，其质子费米面位于h11/2子壳层底部，核芯因此受到长椭球形变驱动；与此相对应，中子费米面位于h11/2子壳层的中部，核芯会受到扁椭形变驱动。两种相反的形状驱动作用以及这个核区的γ“软”特性使得该区原子核的结构性质纷繁复杂，原子核可以因组态和自旋的不同而具有长椭、三轴以及扁椭的形状，这些相异的核形状可以在一个给定的原子核中共存。另外与三轴形变有关联的手征双重带也是这个核区引人关注的实验现象和研究课题，不但在临近的奇-奇Cs核中

5、被系统性发现，在同为奇A核的129Cs中也有观测报道。集体转动是此区原子核所表现的重要运动模式。由于跃迁选择定则或跃迁能量的限制，靠近基态的转动带带首经常表现为具有相对较长寿命的同质异能态(isomer)。而这些同质异能态的向下退激跃迁一般表现为高内转换系数的高阶跃迁(例如M2、E3、M3、E4等)或极低能量(<10MeV)的跃迁，有些同质异能态甚至因为向下退激跃迁的高度禁戒而直接衰变至子核的基态或激发态。上述效应给转动带带首向下退激过程的实验观测造成了极大的挑战。而在125Cs中，尽管πg9/2和πh11/2带的带首能量已

6、被前人的研究所确定甚至“证实”，但本论文工作将提供坚实可靠的实验证据推翻这些长期占据统治地位的基础核数据。πg7/2和πd5/2在此核区是一对能量上相互靠近的赝自旋轨道。通过大量的实验及理论研究，人们在此核区观测并建立了大量的基于它们的转动带，特别是建立了这些转动带的系统学规律。然而本论文工作给出了一种不同图像的组态指定方案，展示阐述了这种新方案的证据及合理性。I本工作的实验利用在丹麦玻尔所的加速器、通过重离子熔合蒸发反应116Cd(14N,5n)布居了目标核125Cs的高自旋态。束流能量为65MeV，并用Nordball探

7、测阵列测量了实验过程中的γ射线。以这些γ射线的观测记录为基础，获得了一些新的实验结论以及物理认识。主要研究结果介绍如下：1.在纲图中新增了超过50条γ跃迁，拓展和修正了大部分原来已知的带结构，新增了多条带间连接跃迁把原来相互独立的带结构连接了起来，新观测建立了三条以上的带结构，从而建立起至目前为止最为完善的125Cs能级纲图。获取了γ射线相对强度以及角分布(AngularDistributionofOrientednuclei,ADO)系数等γ射线的基本实验信息，并基于这些信息以及结合带结构等多方面信息对γ跃迁多极性进行了判

8、定。2.以高激发能区所新建立的连接跃迁为基础，将带首为同质异能态的()πh11/2带与激发能已知的πg7/2带连接了起来，从而可靠而准确的确定了πh11/2带的带首能量，其值为294keV，与前人的结果相差达28keV之多。3.基于πg9/2组态的转动带带首并非同质异能态，尽管如此其退激路