鎢(W)同位素鏈(158

2021-11-10 03:09:34楊海濤趙仲霞杜國(guó)芳傅永平

佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)訂閱 2021年4期 收藏

關(guān)鍵詞：模型

楊海濤， 趙仲霞， 蔡 彥， 杜國(guó)芳, 傅永平

(昭通學(xué)院1.物理系;2.化學(xué)系，云南 昭通 657000；3.滇西科技師范學(xué)院數(shù)理學(xué)院，云南 臨滄 677000)

0 引 言

α衰變是重核及超重核的一種主要衰變方式。通過原子核的α衰變的研究可以獲取原子核結(jié)構(gòu)的相關(guān)信息，如：基態(tài)能量、基態(tài)半衰期、核自旋和宇稱、原子核的形變，殼層結(jié)構(gòu)和相互作用等信息[1-4]。通過α衰變還可以鑒定新核素的合成。Gamow、Condon和Guerney分別在1928年首次獨(dú)立通過量子隧道效應(yīng)解釋了原子核的α衰變[5-6]，最近幾年，通過對(duì)原子核α衰變研究的不斷深入，出現(xiàn)了各種模型用以解釋原子核的α衰變，如解析的超非對(duì)稱裂變模型[7]，密度依賴的結(jié)團(tuán)模型[8]，推廣液滴模型[9]，統(tǒng)一裂變模型[10]，相對(duì)論平均場(chǎng)理論[11]等等。同時(shí)另一種描述α衰變半衰期的解析公式也被提出，首次提出計(jì)算α衰變半衰期公式的是Geigie和Nuttal[12]，隨后出現(xiàn)了各種描述原子核α衰變半衰期的解析公式，如UDL公式(The universal decay law)[13]，VSS公式(The Viola-Seaborg semi-empirical relationship)[14]，Royer公式[15]等等。這些解析公式在一定程度上能夠很好的再現(xiàn)α衰變半衰期的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。作為金屬鎢(W)材料因其具有高熔點(diǎn)、高熱導(dǎo)性和良好的抗濺射性等優(yōu)良特性，已被認(rèn)為是用于高溫和輻照應(yīng)用最具前景的第一壁候選材料，因此作為稀土元素其廣闊的應(yīng)用前景[16]，鎢及其同位素的合成與衰變成為一個(gè)研究的方向，利用描述原子核衰變的統(tǒng)一裂變模型對(duì)在質(zhì)子滴線和穩(wěn)定線之間的鎢(W)同位素鏈(158

1 理論框架

1.1 統(tǒng)一裂變模型(The unified fission model)

(1)

其中Rin，Rout分別是勢(shì)壘入射和出射點(diǎn)，當(dāng)r≥R1+R2時(shí),V(r)是由庫侖勢(shì),親和勢(shì)和離心勢(shì)組成，但是當(dāng)r

V(r)=

(2)

其中Z1和Z2分別是出射粒子和子核的電荷量，系數(shù)a0,a1,a2可以由相應(yīng)的邊界條件確定。其中Vl(r)是離心勢(shì)，VP是親和勢(shì)，具體的計(jì)算方法見參考文獻(xiàn)[10]。

1.2 UDL公式(The universal decay law)

Qi 等人基于帶電粒子發(fā)射的微觀機(jī)制，提出了能夠較好的描述α衰變和結(jié)團(tuán)放射性的 UDL公式(The universal decay law)[13]。該公式的具體表達(dá)式為：

log10T1/2(s)=aχ′+bρ′+c

(3)

其中

(4)

(5)

其中Zα,Aα,Zd,Ad分別為α粒子和子核的電荷數(shù)及質(zhì)量數(shù)，Qα為α衰變能，單位為MeV，該公式只用一組參數(shù)就能夠很好的描述原子核的α衰變和結(jié)團(tuán)放射性，這里僅采用計(jì)算原子核的α衰變半衰期的參數(shù)，a,b,c的值分別取0.4065，-0.4311，-20.7889[18]。

1.3 VSS公式(The Viola-Seaborg semi-empirical relationship)

基于Geiger-Nuttal公式，Viola等人[14]提出了描述原子核α衰變的VSS公式，該公式具體表達(dá)式如下：

(6)

其中Z為母核的電荷數(shù)，Qα為α衰變能，單位為MeV。參數(shù)a,b,c，d為可調(diào)參數(shù)，由大量偶-偶核的α衰變的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到，hlog是由原子核奇質(zhì)子和奇中子引起的阻塞項(xiàng)。這里的參數(shù)a,b,c，d分別取1.66175，-8.5166，-0.2028，-33.9069。對(duì)于母核是偶-偶核hlog=0，母核是奇-偶核hlog=0.772，母核是偶-奇核hlog=1.066，母核是奇-奇核hlog=1.114。

2 計(jì)算結(jié)果分析

利用半經(jīng)典方法—統(tǒng)一裂變模型(UFM)及兩種解析公式UDL和VSS公式得到的鎢(W)同位素鏈(158

圖1 統(tǒng)一裂變模型、UDL和VSS半經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算的鎢同位素鏈(158

表1 利用統(tǒng)一裂變模型、UDL公式和VSS公式計(jì)算的鎢同位素鏈(158

(7)

對(duì)應(yīng)半衰期以10為底對(duì)數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為：UFM模型標(biāo)準(zhǔn)偏差是0.432，UDL公式標(biāo)準(zhǔn)偏差是0.442，VSS公式標(biāo)準(zhǔn)偏差是1.221。可見統(tǒng)一裂變模型和UDL公式能夠更好的描述鎢同位素鏈的α衰變情況，VSS誤差較大。其中統(tǒng)一裂變模型描述更準(zhǔn)確。從表中可以看出鎢(W)同位素連(158

3 結(jié) 論

利用統(tǒng)一裂變模型計(jì)算了鎢同位素鏈的α衰變半衰期，并與較為成功描述α衰變半衰期的兩個(gè)解析公式的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)照，三種方法的計(jì)算結(jié)果基本一致，其中統(tǒng)一裂變模型與UDL公式的計(jì)算結(jié)果更能夠準(zhǔn)確反映實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，具有一定的可靠性。計(jì)算的半衰期表明，鎢同位素鏈的α衰變半衰期跨度較大從10-2.6-1026s，中子數(shù)較小的鎢的同位素α衰變較為明顯，隨著中子數(shù)的增大，α衰變半衰期逐漸增大，其核素以其他的衰變方式為主。

猜你喜歡

模型

一半模型

童話王國(guó)·奇妙邏輯推理(2024年5期)2024-06-19 16:03:38

一種去中心化的域名服務(wù)本地化模型

網(wǎng)絡(luò)安全與數(shù)據(jù)管理(2022年1期)2022-08-29 03:15:20

適用于BDS-3 PPP的隨機(jī)模型

導(dǎo)航定位學(xué)報(bào)(2022年4期)2022-08-15 08:27:00

提煉模型 突破難點(diǎn)

中學(xué)生數(shù)理化·中考版(2022年8期)2022-06-14 06:55:24

函數(shù)模型及應(yīng)用

新世紀(jì)智能(數(shù)學(xué)備考)(2021年9期)2021-11-24 01:14:36

p150Glued在帕金森病模型中的表達(dá)及分布

成都醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)(2021年2期)2021-07-19 08:35:14

函數(shù)模型及應(yīng)用

新世紀(jì)智能(數(shù)學(xué)備考)(2020年9期)2021-01-04 00:25:14

重要模型『一線三等角』

中學(xué)生數(shù)理化·七年級(jí)數(shù)學(xué)人教版(2020年10期)2020-11-26 08:24:50

重尾非線性自回歸模型自加權(quán)M-估計(jì)的漸近分布

數(shù)學(xué)物理學(xué)報(bào)(2020年2期)2020-06-02 11:29:24

3D打印中的模型分割與打包

光學(xué)精密工程(2016年6期)2016-11-07 09:07:19

佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2021年4期

佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)的其它文章

電化學(xué)法檢測(cè)氯酚類化合物對(duì)V79細(xì)胞的HGPRT基因突變①

液罐車后防護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)①

動(dòng)力總成懸置設(shè)計(jì)對(duì)整車NVH性能影響分析①

鋼纖維再生粗骨料混凝土的力學(xué)性能試驗(yàn)研究①

粉煤灰-礦粉二元3D打印地聚物調(diào)控研究①

同時(shí)次梯度投影算法求解分裂可行性線性收斂性研究①