现有工作基础和条件

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1、八、 现有工作基础和条件 八、 现有工作基础和条件 中科院近代物理研究所建立的兰州重离子加速器国家实验室， 在七五期间建成了大科学工程重离子加速器 （HIRFL； 1.2 亿元） ， 为国内外数十个研究单位提供了实验研究条件。 1997年又建成了具有国际同类装置先进水平的放射性束流装置（RIBLL；1500 万元） 。国家“九五”重大科学工程“兰州重离子冷却储存环” （CSR; 2.9 亿元）于 1999 年正式动工，2006年调试出束，目前正在逐步投入使用，是我国放射性核束物理研究的实验基地。除了重离子回旋加速器 HIRFL、 CSR 和放射性束流装置 RIBLL、RIBLL-II 之外，实

2、验探测装置主要配备了多台高纯锗和 Glover 探测器、带电粒子球等通用装置；还有多种专用的 He-Jet 快速带传输系统、在线熔化铅靶热色谱分离装置、快速传送反应产物的跑兔装置、束流脉冲调制装置、在线同位素质量分离器、时间位置探测装置以及位置灵敏带电粒子、中子探测装置等；同时还配有较先进的核电子仪器及相应的数据获取和数据分析系统。 目前正在建设速度选择器、单粒子鉴别装置、新的超重谱仪、CRS 外靶探测装置等。 在中国原子能科学研究院建立的串列加速器国家实验室， 是一个国内核物理实验和理论研究基地。HI-13 串列加速器于“七五”期间建成（6000 万元） ，已稳定运行十五年，面向全国，是国际

3、上高效运行的同类加速器之一。在HI-13 串列加速器上于“八五”期间建成了低能放射性束装置GIRAFEE（500 万元） ，已产生11C、17F、7Be、13N和6He等放射性束用于物理实验。目前正在兴建“北京放射性束装置（BRIF；3.9 亿元） ”大科学工程。实验探测装置方面，和中科院近代物理所合作建立了由 14 台反康高纯锗探测器组成的高效高分辨探测装置；配备高分辨Q3D磁谱仪、加速器超灵敏质谱仪、高能谱仪等实验装置。 串列加速器实验室的核电子学设备、 在线数据获取和离线数据处理系统以及公用探测器提供了开展物理实验的公共基础条件。 中国科学院上海应用物理研究所拥有 1.2 米回旋加速器及

4、在线同位素分离器，26 串列加速器，4MV 静电加速器等设施，开展低能核物理，核天体物理的基础研究，是国内早期建立的低能核物理的实验研究基地之一， 目前正在筹建基于上海光源的激光电子伽马光源并开展光核物理、 核天体物理研究等。 核物理研究室在所内以及国内外的大科学装置上开展了一系列重要实验和理论研究工作。 重点高等院校是我国开展核物理研究和培养核物理人才的重要基地。 北京大学是国内高校中首先设立培养核科技人才的单位。核结构理论工作在国内外有较大影响。 孟杰教授等预言了巨晕核等， 在国际上引起热烈反响并被列为各国新建大型放射性核束实验装置的主要物理依据之一。北京大学建成了 2x6MV、2x1.7

5、MV 串列加速器和 4.5MV 静电加速器等一批配套的低能加速设备， 并建立了国际水准的粒子探测器实验室， 在大科学国际合作重大项目中承担硬件研制任务。 近年研制的带电粒子望远镜系统和中子球装置等在放射性核束物理实验中发挥了重要作用。清华大学核物理研究室建于 1956 年，是国内最早建立的两个核物理专业之一。庄鹏飞教授在新的核物质状态的研究中，发展了非平衡输运理论，在国内外有相当的影响。 利用世界上最先进的 GAMMASPHERE 探测设备的研究工作以及在国内原子能院进行的高自旋方面的实验研究取得重要成果。 南京大学、 吉林大学等也在放射性核束物理基础研究中发挥了重要作用。 “九五”和“十五”

6、期间，通过若干个自然科学基金重点项目的支持，特别是上一个973 项目的支持，我国的放射性核束物理和核天体物理研究取得了长足进展，跨入了国际主流竞争的门槛。代表性的研究成果包括： 1. 新核素合成及超重新核素研究 1. 新核素合成及超重新核素研究 合成和鉴别了超重新核素259Db(Z=105)和265Bh(Z=107)，使我国首次跨入超重核区。实验测得259Db 的衰变能量为 9.47 MeV，半衰期为 0.51 秒，进一步验证了N =152 形变子壳的存在。测量得到了265Bh的衰变的平均能量为 9.24 MeV，同时根据测量到的每个衰变事件的寿命，由稀少事件半衰期分布的最可几计算得到265B

7、h的半衰期为 0.94 秒。在重质量丰中子区新核素合成及研究方面，确认了-延发裂变先驱核230Ac，合成和研究了新核素197Os，鉴别了新同质异能态186mTa，重新测量了237Th的半衰期，测量了Ba同位素的产生截面。质子滴线区新核素合成及衰变性质研究方面，合成和研究了新的-缓发质子先驱核142Ho、149Yb和新核素129Pm，其中142Ho是理论预言的质子滴线核；并初步指认了142Ho和129Pm的基态自旋和宇称；在NZ线附近获得了93Pd和92Rh的-缓发质子衰变的新数据，其中93Pd是理论预言的天体rp过程的等待点核；首次分别观测了143Dy的 1/2+基态和 11/2-同质异能态的

8、-缓发质子衰变和EC/+衰变；澄清了前人唯一报道的有关143Dy衰变实验数据中的问题；首次建立了130Nd和140Tb的EC/+衰变纲图，指认了它们的基态自旋和宇称。实验发现了133Pr的一个新的寿命为 1.1s的同质异能态。此外，对过去 9 年来实验研究质子滴线附近的-缓发质子衰变进行了系统的小结， 并与核模型理论进行了对比分析与讨论。 以上成果先后获中科院自然科学 （科技进步）一等奖、二等奖和吴有训物理奖，其中重丰中子区新核素合成的成果在 1999 年获国家自然科学二等奖。先后三次被评为全国十大科技成就、科技新闻之一，多次在国际会议上做大会邀请报告，受到国内外学术界关注和好评。 超重核理论

9、研究也取得有重要国际影响的成果。 许甫荣等通过组态限制绝热计算表明高K同核异能态在超重核中系统存在， 这种高K激发可以大大阻止超重核裂变和衰变的发生，从而可以增加超重核的稳定性， 提高成活概率和延长寿命， 这为今后的超重核实验提供了一个新的可能途径。文章发表在 Phys.Rev.Lett.92 (2004) 252501 引起热烈反响，多次国际学术会议上被大会综述报告引用， 特别最近在 Nature 上被重点引用 （ Nature ， 442 (2006) 896)。任中洲、赵恩广等的系统性理论研究也取得许多进展，为进入 Z 110 区的超重核研究提供指导。 2. 晕核结构及其引起的反应研究

10、2. 晕核结构及其引起的反应研究 利用兰州RIBLL放射性束流装置测量了奇特核反应总截面，验证了27P存在质子晕结构，并提出23Al核可能具有质子晕结构。 利用北京串列加速器国家实验室的GIRAFFE放射性束流装置测量了6He(p,n)6Li反应角分布，表明在6Li的 3.563 激发态存在中子质子晕，在国际上首次从实验上证实了6Li第二激发态具有质子中子晕结构的理论预言。 发展了ANC方法用于探索稳定核激发态晕核研究，首次在稳定核12B, 13C激发态中观测到单中子晕态，并利用RMF模型分析了实验结果。在日本理化所RIPS放射性束装置上，自主开展实验测量研究晕核6He的内在结构，首次得到了6

11、He+9Be散射的光学势，并利用破碎和转移反应研究了6He晕中子的关联和基态t+t结构。在日本理化所RIPS放射性束装置上，自主开展实验测量 23Al临近核的反应截面和动量分布的测量。观测到 23Al反应截面的增强，但碎片的动量分布没有减小的现象，从而提出了 23Al可能存在核芯拉大现象。由日本理化所Tanihata 小组、兰州近物所RIBLL小组和上海应用物理所HIRG小组三方合作，两次利用兰州国家重离子加速器及RIBLL束线开展了测量中能区丰中子核反应总截面的合作实验，测量了多个能量点的丰中子核素13-15B和11,12,14Be核轰击 12C靶的核反应总截面，促进了我国放射性束核物理研究

12、的国际合作交流。上海应用物理所沈文庆、马余刚等完成的研究项目“重离子核反应的集体效应和奇异核产生及其性质研究”获得 2001 年度国家自然科学奖二等奖。北京大学叶沿林、许甫荣等的“非稳定核的结构性质和反应机制研究”获 2006 年度教育部自然科学一等奖。 奇特核、 特别是晕核结构的理论研究取得具有较大国际影响的成果。 北京大学孟杰教授领导的研究组发展了 RCHB 理论，证明了连续谱对核稳定性的贡献，给出了晕核的微观自洽描述并预言了巨晕核， 在国际上引起热烈反响并被列为各国新建大型放射性核束实验装置的主要物理依据之一。多年来在Physical Review Letters上发表学术论文三篇，特别

13、是 2006 年应邀为Progress in Particle and Nuclear Physics撰写了 94 页的综述文章（57 (2006)470-563） ，这在我国核物理界还是很少有的。沈文庆院士撰写了专著Isospin Physics in Heavy-ion collisions at Intermediate Energies(Nova Science Publishers, Inc. Huntington, New York, 2001)一书的第 16 章。马中玉教授等提出并建立了一致性的相对论无规位相近似理论 RMFRRPA， 在国际上首次研究并提出了 Dirac 海负能

14、核子态的贡献主要是由标量介子产生， 对核的同位旋标量巨共振激发有重要作用， 并给出核的不可压缩性系数为 250270MeV,引起广泛重视和讨论。用准粒子 QRRPA 预言远离稳定线核的同位旋矢量巨偶极共振和软巨共振的性质。 发展了 Glauber 模型并应用于核反应截面数据的理论分析。用相对论 DBHF 方法得到核子的有效相互作用，在国际上首次提出由于核子自能的能量相关性在丰中子系统中质子的有效质量比中子的有效质量小； 直接从基本理论出发得到相对论微观光学势的实部， 而且给出虚部， 对描述没有实验数据的不稳定核的弹性散射有重要作用。左维教授通过引进基态关联效应与微观三体核力, 并区分同位旋自由

15、度,扩展了微观多体 BHF 理论方法， 系统研究了同位旋非对称核物质的性质以及三体力效应。 马余刚教授首次提出了原子核的 Zipf 定律，并与合作者测量了氩核的量热曲线，这些工作在国际核物质的液气相变研究领域有较大影响。应邀撰写了专著Dynamics and Thermodynamics with Nuclear Degrees of Freedom (Springer 出版社, 2006)一书的其中一章 “Moment analysis and Zipf Law” 。从理论上提出了轻碎片椭圆流的核子数的标度率。开展了中高能区的奇异核素性质的动量关联函数 HBT 研究，得到 HBT 与分离能、

16、结合能以及态方程等相关的物理量，从而拓展了对奇异结构的研究方法。应用格点气体模型、IDQMD 和弹核碎裂反应等研究了核反应的同位旋标度规律，发现标度参数值对作用势中的非对称的核子-核子作用势非常敏感，对同位旋标度率的研究有助于搞清楚同位旋相关的核势。 多年来在 Physical Review Letters上发表有关中能重离子碰撞方面的学术论文三篇。编著出版了“Nuclear Physics Trends: 6th China-Japan Joint Nuclear Physics Symposium” （AMERICAN INSTITUTE OF PHYSICS Conference Proceedings Vol 865，2006） 。 3. 高自旋态的同位旋相关性研究 3. 高自旋态的同位旋相关性研究 过去几年，对 63 个核素的高自旋态结构进行了实验研究：52,53,54Mn、80Rb、85Zr、90,91Nb、95,97Sr、90,94,104,106Mo、105,107,109Tc、108,11