弹核碎裂的同位旋效应和丰中子核的中子
质子中子有效质量劈裂和有限温核物质对称能.ppt
来源于 n-p 相互作用 和 n-n , p-p相互作用的差别 当中子，质子数不一样时，起作用
质子，中子有效质量劈裂 来源于 n-p 相互作用 和 n-n , p-p相互作用动量相关项 差别
研究目的
两者有联系吗？
计算有限温度对称能 质子，中子有效质量劈裂与对称能的温度，密度依赖的关系
II、有限温度对称能的密度，温度依赖
高密区对称能
结论分歧很大！如何从低密对称能密度依赖 连接到高密依赖？温度依赖？
高密区对称能对温度的依赖至今没有实验信息！
需同时测量：
不同电荷的pion比或其他对高密对称能敏感的观测量与 输运理论模型结合获取对称能
温度
密度
理论估计
TrTDSE发生在高密区，通过与零温比较 可获得TrTDSE信息和质子-中子质量劈裂信息
3.3、 TrTDSE仅发生在 IV, V 类Skyrme力
对称能在温度T=T核物质与对称能在T=0 相同密度核物质的差
1 动能密度之比
的符号由第3个因子决定
Skz-1，Skz2，Skz3 （IV） （V） （ VI）
对称能
每核子能量
有效质量
直接依赖于质子，中子有效质量劈裂的大小
与质子，中子有效质量劈裂的大小有关吗？ 有关！原因？
T=0 行为 T >0 行为
饱和密度 时
BSK系列
3. 对称能密度、温度依赖行为与 质子-中子有效质量劈裂关系
3.1、零温对称能密度依赖可分两类：一类随密度增加单调上升 另一类先上升，后下降。与相应Skyrme力相应的 的大小无对应关系
3.2、有限温度对称能当密度小时随温度上下降，当 >>1 时在高密时对称能随温度增大,发生随温度从下降到上升 的密度依赖于Skyrme力 的大小（TrTDSE现象）
高中物理-专题 原子核物理(提高篇)(解析版)
94 2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-5）第六部分 原子物理 专题6.11 原子核物理（提高篇）一．选择题1．（2020东北三省四市二模）下列关于原子核的叙述中正确的是A ．居里夫人通过α粒子轰击铝原子核，首次发现了中子B ．核反应堆中的“慢化剂”是为了减慢反应速度，防止反应过于剧烈C ．轻核聚变过程中，会有质量亏损，要释放能量D ．原子核的质量越大，比结合能就越小 【参考答案】C【命题意图】本题考查中子的发现、核反应堆、轻核聚变、比结合能及其相关知识点，意在考查对相关知识点的理解和知道。
【解题思路】查德威克通过α粒子轰击铝原子核，首次发现了中子，选项A 错误；核反应堆中的“慢化剂”是为了降低快中子的速度，以利于重核裂变反应正常进行，选项B 错误；轻核聚变过程中，会有质量亏损，要释放能量，选项C 正确；原子核的质量越大，核子数就多，但是比结合能不一定就越小。
例如氦核的质量大于氘核，但是氦核的比结合能大于氘核，选项D 错误。
2.（2020湖南永州模拟）氚核发生β衰变除了产生β粒子和新核外，还会产生质量数和电荷数都是0的反中微子v e 。
若氚核在云室中发生β衰变后，产生的反中微子和β粒子的运动方向在同一条直线上，设反中微子的动量为P 1，β粒子动量为P 2，则。
A ．上述核反应方程为0-1314102H+n e+He →+v eB ．β粒子在云室中穿过会留下清晰的路径，此体现了粒子的波动性C ．氚核内部某个中子转变为质子时，会向外发射β粒子D ．新核的动量为P 1-P 2 【参考答案】C【名师解析】根据题述，氚核发生β衰变，其核反应方程为0323-11H e+He →+v e ，选项A 错误；β粒子在云室中穿过会留下清晰的路径，此体现了粒子的粒子性，选项B 错误；氚核发生β衰变，是氚核内部某个中子转变为质子时，会向外发射β粒子，选项C 正确；根据动量守恒定律，新核的动量为P 1+P 2，选项D 错误。
中能重离子核反应的碎裂、集体流和其同位旋效应
对 于研究 高温高 密度核 物质 的性 质 ， 我们 不仅 需要一 个合理 的微 观理论 ， 而且 还必须 寻找一 系列 中间 阶段 核物质性 质 ， 特别是 对核 物 质不可 压 缩 系数 和对 称 能 系数 比较敏感 的实验 可观测 量 。我 们将着 重讨论 与热 核形 成及 衰变密切相 关 的多重碎 裂 、颈 ” 发射 、 集
中能 重 离 子 核 反 应 的碎 裂 、 集 体 流 和 其 同 位 旋 效 应
马 余 刚 ， 虎 勇 ， 文庆 。 张 沈 ，
（ １中国科 学 院上 海原 于 桩研 究所 ． 海 上 ２宁波 太学 ． 渡 宁 ３５ １ ） １ ２ １： ２ １ 棱反应 与衰 变过程 的动 力学 、 自 热
段， 弹核和靶核 相互 接近 ， 弹核 和靶核 均处于 基 态 ， 它们 的性质 是 已知 的。第 二 阶段 为压 缩 阶段 ， 中心 区域 形成 高温高密 度核物 质 ， 密度可 以达到 （ －４ ｐ 。这一 阶段 核物质 在 其 ２ ）０ 的性质是 人们 非常希 望知道 的 。第三 阶段 即所 谓 的膨 胀 阶段 ， 被压 缩 的核 物质 向外扩 展 ， 核 物 质的密 度 下降到 小于 ｐ ， ０有可能会 发生液 一 气相 变 及多重 碎 裂 ， 一 阶段 也是 人们 感 这 兴 趣 的问题 。最后 阶段是实验 可观测 阶段 。人 们试 图通过 初 始条件 以及 实验 的可观测量 推 断 出感 兴趣 的 中间阶段核 物质 的性 质 ． 从而 获得 在广 泛 的密 度 和温 度范 围 内的核 物质
物
理
学
进
展
２ ２卷
超 新 星 爆 炸 动 力 学 以 及 中子 星 稳 定 性 的 重 要 前 提 ， 定 核 物 质 状 态 方 程 ， 别 是 其 不 可 压 确 特
重离子碰撞中的同位旋效应
重离子碰撞中的同位旋效应
重离子碰撞是一种高能物理实验，它可以模拟宇宙中极端条件下的物理过程，例如恒星内部的核聚变反应和超新星爆炸。
在这种实验中，两个重离子（例如铅离子）以极高的速度相撞，产生极高的温度和密度，形成一种称为夸克-胶子等离子体的物质状态。
在这种物质状态下，同位旋效应是一个非常重要的现象。
同位旋是指原子核中质子和中子的总数相同的核素所具有的特殊性质。
例如，氢原子核只有一个质子，因此它的同位旋为1/2；而氦原子核有两个质子和两个中子，因此它的同位旋为0。
同位旋对于原子核的稳定性和反应性质都有很大的影响。
在重离子碰撞中，同位旋效应表现为同位旋相同的核素之间的相互作用比同位旋不同的核素之间的相互作用更强。
这是因为同位旋相同的核素具有相似的核子排布和能级结构，因此它们之间的相互作用更容易发生。
这种效应在夸克-胶子等离子体中尤为明显，因为在这种物质状态下，核子之间的相互作用非常强烈，而同位旋效应可以帮助我们更好地理解这种相互作用。
同位旋效应在重离子碰撞中的研究对于我们理解宇宙中的物理过程具有重要意义。
例如，在超新星爆炸中，同位旋效应可以影响核反应的速率和路径，从而影响爆炸的能量释放和物质喷射。
因此，通过研究同位旋效应，我们可以更好地理解宇宙中的物理过程，从而更好地理解宇宙的演化和结构。
同位旋效应是重离子碰撞中一个非常重要的现象，它可以帮助我们更好地理解夸克-胶子等离子体中核子之间的相互作用。
通过研究同位旋效应，我们可以更好地理解宇宙中的物理过程，从而更好地理解宇宙的演化和结构。
南京市高中物理选修三第五章《原子核》检测卷(含答案解析)
一、选择题1．(0分)[ID ：130928]一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生了衰变而形成了如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1∶16，则以下说法正确的是（ ）A ．该原子核发生了α衰变B ．反冲核沿小圆做逆时针方向运动C ．原静止的原子核的原子序数为17D ．沿大圆和沿小圆运动的粒子的周期相同2．(0分)[ID ：130925]下列关于原子和原子核的说法正确的是（ ）A ．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核是由质子和中子组成的B ．23892U （铀)衰变为23491Pa （镤)要经过1次α衰变和2次β衰变 C ．质子与中子结合成氘核的过程中发生质量亏损并释放能量 D ．β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流3．(0分)[ID ：130918]我国科学家为解决“玉兔号”月球车长时间处于黑夜工作的需要，研制了一种小型核能电池，将核反应释放的核能转变为电能，需要的功率并不大，但要便于防护其产生的核辐射。
请据此猜测“玉兔号”所用核能电池有可能采纳的核反应方程是（ ）A ．32411120H+H He+n → B ．235114192192056360U+n Ba+Kr+3n → C ．238238094951Pu Am+e -→ D ．274301132150Al+He P+n →4．(0分)[ID ：130905]2020年3月15日中国散列中子源利（CSNS ）利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究。
散射中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。
CNSN 是我国重点建设的大科学装置，将成为发展中国家拥有的第一台散裂中子源。
下列关于中子研究的说法正确的是（ ） A ．α粒子轰击147N ，生成178O ，并产生了中子 B ．23892U 经过4次α衰变，2次β衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少了6个C ．放射性β射线其实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗D ．核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度 5．(0分)[ID ：130904]静止的一氡核22286Rn 放出一个α粒子后变为一个新核，α粒子动能为αE 。
内爆法原子弹的引信 中子源
内爆法原子弹的引信中子源内爆法原子弹的引信中子源是一种非常关键的部件，它用于产生足够的中子来引发核裂变链反应。
中子是一种没有电荷的粒子，它可以穿透物质并与原子核发生相互作用。
在原子弹中，中子源的作用是引发核裂变反应，将放出巨大的能量。
内爆法原子弹是一种核武器，它利用核裂变引起的链式反应释放出巨大的能量。
它由两个关键部分组成：弹头和引信。
弹头包含丰富的核燃料，如铀或钚，而引信则起到激活并引发核反应的作用。
内爆法原子弹的引信中子源通常采用两种不同的设计：径向中子源和轴向中子源。
径向中子源是一种通常位于弹头中心的球形物体，它通常由三种不同的物质组成：α粒子放射性源、负硅反应体和中子增强材料。
α粒子放射性源是一种放射出α粒子的放射性物质，如镅-241或镅-242。
负硅反应体是一种包含硅的物质，其具有较高的中子捕获概率。
中子增强材料是一种用于增加中子反应的材料，如铍或铀。
工作原理如下：α粒子放射性源通过放射出α粒子引发核燃料中的裂变反应。
α粒子与硅反应体发生核反应，产生大量的高能中子。
由于硅的高中子捕获概率，这些中子将被吸收并释放给铀或钚等核燃料，引发核裂变链式反应。
轴向中子源则是将α粒子放射性源和中子增强材料置于引信轴向上的一个小管内。
它们采用了类似的工作原理，即放射性源通过放射出α粒子引发核裂变反应，产生大量的高能中子。
中子随后由铀或钚等核燃料吸收，并引发核裂变反应。
轴向中子源相对于径向中子源更加紧凑，可以更好地控制和聚焦中子流。
无论是径向中子源还是轴向中子源，它们的设计都是为了产生高能中子并控制中子流的传播方向，以确保足够的中子能够与核燃料相互作用，引发核裂变反应。
中子源在原子弹的引信中起到了至关重要的作用，它们直接影响到核反应的强度和效率。
总之，内爆法原子弹的引信中子源是原子弹发挥作用的关键部分。
通过使用放射性源、反应体和增强材料等不同的物质，中子源能够产生足够的中子来引发核裂变链式反应。
中子源的设计使得能够控制和聚焦中子流，确保核反应能够顺利进行。
重离子碰撞中多源理想气体模型与同位旋依赖的量子分子动力学模型在25AMeV／n能量下计算结果的比较
的 依 赖 关 系基 本 符 合 ．
关 键 词 ： 源理 想 气 体 模 型 ；横 动 量 ；方 位 角 分 布 多 中 图 ／－ 号 ：５ ，类 ） － ０７ ： 献标 识码 ： 文 Ａ 文 章 编 号 ： ６ ３—１ ０ ２ ０ ０ １７ ８ ８（ ０ ７） ３—０ ４ ０ ５—０ ８
４ ・ ５
维普资讯
孙
彦， 祝 孙
重 离子碰撞 中多源理想气体模 型与 同位旋依赖的量子分子动 力学模 型在 ２ Ａ Ｖ ｎ ５ Ｍｅ ／ 能量 下计算结果 的比较
核 子们 的相 互作用 通 过核 的平均 场 和核子 一核 子碰 撞来 实 现 ． 的平 均场 可被参 数化 为 ［ ３ 核 ２ ］ －
１ ｘ＿ ｅ［ ｐ
］ ［
］
（ １ ）
彦（ ９ ２一）女 ， １６ ， 满族 ， 吉林长春人 ， 山西大同大学物理与电子科学学院， 副教授， 硕士， 研究方向： 高能核物理；
高中物理 第5章 核能与社会 2 裂变及其应用课件 沪教版选修3-5
使裂变产生的快 中子减速
控制棒
吸收减速后的中子，控制 镉
反应速度
组成部分 反射层 热交换器
防护层
材料
作用
石墨
阻止中子逃逸
产生高温蒸汽，推动汽轮 水
发电机发电
金属套和钢筋 防止射线对人体及其他
混凝土
生物体的侵害
2.核电站发电的优点 (1)消耗的核燃料少，一座百万千瓦级的核电站，一年只消 耗浓缩铀 30 t 左右，而同样功率的火电站每年要消耗 250 万吨优质煤． (2)作为核燃料的铀、钍等在地球上的可采储量大． (3)对环境的污染要比火力发电小．
2．列变反应堆的常见类型：___重__水__堆_____，高温气冷堆， 快中子增殖反应堆． 3．核电站的工作模式：以___核__反__应__堆___为能源，用它产生 __高__压__蒸__汽____，取代发电厂的锅炉，从而进行发电．
2．(1)在核反应中，中子的速度越大越容易击中铀核．( ) (2)核反应堆是通过调节中子数目以控制反应速度．( ) (3)核反应堆用过的核废料无毒无害．( ) 提示：(1)× (2)√ (3)×
铀核裂变及链式反应 1．发现：1938 年 12 月，德国物理学家哈恩与斯特拉斯曼 利用中子轰击铀核时，发现了铀核的裂变，向核能的利用 迈出了第一步．
2．裂变的解释 (1)核子受激发：当中子进入铀 235 后，便形成了处于激发 状态的复核，复核中由于核子的激烈运动，使核变成不规 则的形状． (2)核子分裂：核子间的距离增大，因而核力迅速减弱，使 得原子核由于质子间的斥力作用而分裂成几块，同时放出 2～3 个中子，这些中子又引起其他铀核裂变，这样，裂变 就会不断地进行下去，释放出越来越多的核能．
(3)能量：重核裂变为中等质量的原子核，发生质量亏损， 所以放出能量．一般来说，每个核子放出的平均能量约为 1 MeV，1 kg 铀全部裂变放出的能量相当于 2 500 t 优质煤燃 烧时释放的能量，裂变时能产生几万度的高温． 3．铀核裂变的条件 (1)铀块的体积大于临界体积． (2)铀块的质量大于临界质量． 以上两个条件满足一个即可．
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弹核碎裂的同位旋效应和丰中子核的中子皮厚度实验观测量研究
王闪闪
马春旺柴俊强王文晓
李一泉张同林祁长宇
河南师范大学物理与信息工程学院
2011核反应会议报告内容
一背景介绍
u弹核碎裂反应中的同位旋效应
u丰中子核的中子皮厚度
u统计擦碎(SAA)模型
二数据分析
u弹核碎片分布截面研究
u碎片截面分布峰位与宽度的研究
u 1A GeV 136Xe+208Pb反应中碎片截面的测量值与理论计算值的比较研究
三总结
2011核反应会议（一）弹核碎裂反应中的同位旋效应
Ø随着世界上多个放射性束流装置（RIB）以及新一代RIB设施的建设，为人们研究稀有核素的结构和其奇异性提供了机会，同时也使同位旋的研究成为核物理热点之一。
Ø在弹核碎裂反应中的同位旋效应是指丰中子弹核产生的丰中子碎片的截面与对称弹核产生的丰中子碎片截面不同，并且峰位由对称弹核向丰中子弹核偏移。
2011核反应会议（一）弹核碎裂反应中的同位旋效应
Ø重离子核反应中的许多同位旋现象都被人们所关注，例如：多重碎裂反应,碎裂反应,集体流,预平衡
核子发射等。
Ø同位旋效应是由于局部中子和质子分布差别引起的。
Ø在一定条件下，同位旋效应会减小甚至消失。
Ø我们研究弹核碎裂反应中的同位旋效应，是想根据中子皮厚度与它的联系，通过调节参数，来间接获
取丰中子核的中子皮厚度。
2011核反应会议（二）丰中子核的中子皮厚度
Ø中子皮厚度是约束对称能和丰中子核状态方程的一个重要参数。
Ø在状态方程中S n的约束对进一步了解丰中子问题，推导状态方程以对高密度的核使用非常重要。
且对中子星性质的研究也有很大帮助。
Ø由于实验上中子半径的测量精度不高（远不如质子半径），因此，我们想通过中子皮厚度与同位
旋效应的关系，来获取中子皮厚度的信息。
2011核反应会议（三）统计擦碎(SAA)模型
ØSAA模型是由Brohm & Schmidt 提出的，原是用于高能重离子核反应，后经方德清等人修正，用
于中低能核反应。
ØSAA模型中，将重离子
核反应分为两个阶段：
1.碰撞阶段：参加者和
旁观者
2.退激发：蒸发粒子、裂
变和碎裂
2011核反应会议（三）统计擦碎(SAA)模型
Ø在这里，SAA模型被用于估算弹核碎裂反应的碎片截面。
Ø单粒子碎片分裂截面用以下公式计算：
注：几率分布是由多个二项分布的叠加决定的。
2011核反应会议二、数据分析
2011核反应会议
（一）弹核碎片分布截面研究
2011核反应会议（二）碎片截面分布峰位与宽度的研究
Ø在Lukyanov S, Mocko M, Andronenko L, et al., Phys. Rev.C 80, 014609(2009) 文中，对
由对称弹核和丰中子弹核产生的碎片同位素分
布峰位的偏移进行了讨论，认为丰中子弹核碎
裂产物受弹核的中子密度影响，同位素分布峰
位的微小偏移是在碎裂过程中，丰中子核退激
到稳定核素谷产生的。
Ø方德清等人认为，丰中子弹核核心的中子和质子相似的密度分布是同位素分布峰位偏移的原
因。
2011核反应会议（二）碎片截面分布峰位与宽度的研究
2011
核反应会议
（二）碎片截面分布峰位与宽度的研究
2011核反应会议（三）1 A GeV136Xe+208Pb反应中碎片截面的测量值与
在Z p-Z f不大时，计算值与测量值符合很好，但随
Z p-Z f的增大，理论计算的峰位比测量的峰位小。
2011
核反应会议
Z f <40时，对于不同的f n , 理论计算与实验测量的峰位误差很小。
对于Z f 大的同位素，随着f n 的增大，误差也随之增大。
f n =2.2 时，理论与实验峰位差异线是平直的，故认为f n =2.2 是136Xe 的一个合适参量，并计算出此时S n 是0.9566fm 。
这个结果中子皮很厚，是由于参数选取造成的。
注: 在费米密度模型中，参数的选取会引入计算的误差，精确的参数选取对于中子皮厚度具有重要意义。
（三）1 A GeV 136Xe+208Pb 反应中碎片截面的测量值与
计算值的比较研究
2011核反应会议三、内容总结
Ø我们对140 A MeV 40,48Ca+9Be和
1A GeV124,136Xe+Pb反应产生的碎片同位旋效应进行了研究。
Ø丰中子弹核反应碎片同位素的分布，与对称弹核相比，更多的是在丰中子区域。
Ø随着Z f的减小，同位旋效应变弱甚至消失。
Ø弹核的中子皮厚度对碎片的同位素分布峰位有很大影响。
Ø根据碎片同位素峰位在理论上与实验上的差异。
可以帮助我们获得丰中子核的中子皮厚度。
2011核反应会议Thank you！
Welcome to Henan Normal
university!
物理南楼物理北楼。