山东大学(威海)开展的核物理研究

综述了山东大学威海校区原子核物理研究团队在原子核精细谱学、核天体物理、探测器研制和高能核物理等方向开展的研究工作及最新进展;尤其重点介绍了A~110核区原子核的形状共存和带交叉延迟,"订书机"和"雨伞"模式转动带,碳氮氧循环过程中关键核反应的测量进展,中子星参数化的状态方程及双中子星并合引力波研究,带电粒子探测器的设计与制作,相对论重离子碰撞物理中量子输运理论和高阶反常输运等研究工作,并展望了下一步的工作重点。

基于主成分载荷空间距离的LIBS特征谱线选择及矿物元素丰度识别方法研究（英文）

以ChemCam团队公布的64个飞行前定标样品的浓度和激光诱导击穿光谱数据为对象,通过使用主成分分析载荷空间距离法对特定元素分析,筛选出对该元素最敏感的激光诱导击穿光谱谱线,并以此为依据进行矿物元素种类和丰度识别,其识别精度高达92.8%.结果表明,主成分分析载荷空间距离可以作为定量分析前矿物特定元素信息和元素丰度的判断依据.该方法降低了岩石/矿物分类的难度,有利于实现未知的矿物快速、高效的鉴别分析,为火星表面岩石种类鉴别分析提供了一个有效的策略.

国家重大科技基础设施子午工程在空间环境领域的亮点研究进展

子午工程是中国国家财政投资建设的空间环境地基综合监测网络.该工程是国家重大科技基础设施,由中国科学院国家空间科学中心作为法人单位牵头,10余个科研院所和高校参与建设.子午工程的建设分为两个阶段:子午工程一期和子午工程二期.子午工程一期于2008年开工建设,2012年建成投入正式运行.运行十年来,获取了一大批宝贵的自主观测数据.研究人员利用这些数据,在中高层大气波动、中间层与低热层区域金属层动力学与化学特性研究、电离层扰动和不规则体研究、地磁扰动和太阳活动对地球空间影响等方面取得了一系列创新性科学研究进展.本文重点介绍子午工程一期运行十年取得的亮点成果,并对子午工程未来的发展与应用前景进行了展望.

月球正面与背面的差异对比与演化分析

月球的起源与演化以及月球正面与背面的差异性一直是科学研究的热点问题,月球正面和背面的差异性说明两个半球的演化过程存在不对称性。通过分析月球正面与背面的物理特征、岩石矿物特征和构造特征分布差异,研究形成月球正面和背面差异性的动力过程,进而解释月球正面与背面地质演化差异。结果表明:月球正面和背面的物理特征、岩石矿物特征和构造特征都存在很大的不同;月球正面和背面的地质演化可以划分为以内动力地质作用为主的阶段,内、外动力地质作用并存阶段和以外动力地质作用为主的阶段;以内动力地质作用为主的阶段和内、外动力地质作用并存阶段是造成月球正面和背面地质演化差异的两个主要阶段,而以外动力地质作用为主的阶段对月球正面和背面地质演化差异的形成影响较小。

射频磁控溅射制备(In,Co)共掺ZnO薄膜的电学和磁学性质

(In,Co)共掺的ZnO薄膜(ICZO薄膜)在100℃下通过射频(RF)溅射沉积至玻璃基板上.沉积过程采用In、Co、Zn三靶共溅射.通过调节靶功率,获得了不同In含量的ICZO薄膜.研究了不同In含量下薄膜电学性质和磁学性质的变化.分别使用扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)、原子力显微镜(AFM)、电子探针扫描(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)、霍尔测试(Hall measurement)和振动样品磁强计(VSM)对薄膜的成分、形貌、结构、电学特性和磁学特性进行了表征和分析.详细分析了薄膜中载流子浓度对磁学性质的影响.实验结果表明,随着薄膜中In含量的提高,薄膜中载流子浓度显著提高,薄膜的导电性得到优化.所有的薄膜均表现出室温下的铁磁特性.与此同时,束缚磁极化子(BMP)模型与交换耦合效应两种不同的机制作用于ICZO半导体材料,致使薄膜的饱和磁化强度随载流子浓度发生改变,并呈现在三个不同的区域.

月球火山作用的地貌学特征

火山活动是月球最主要的内动力地质作用之一,是研究月球地质历史和热演化的重要窗口,也是月球科学及探测的重点目标。本文概要总结了月球火山作用的基本原理,并重点介绍了"岩墙扩展"模型。基于此模型,列举了由于岩墙在月壳内部上升程度的不同,导致的不同形式的喷发活动,并在月表产生了一系列火山地貌特征:(1)当岩墙仅扩展到浅月表、未能穿透月壳并引起喷发活动时,可能会在月表产生坑链构造、地堑或底部断裂型撞击坑;(2)当岩墙穿透了整个月壳并引起爆裂式喷发活动时,会在月表产生小型火山锥、区域性火山碎屑堆积物、全月分布的微小火山玻璃、暗晕凹陷构造及环形火山碎屑堆积物;(3)当岩墙穿透了整个月壳并引起溢流式喷发活动时,随着岩浆喷发通量的逐步增高,会在月表产生小型熔岩流、月海穹窿、复合熔岩流、蜿蜒型月溪、巨型熔岩流及火山高原复合体。本文也简要介绍了在月表观测到的若干非典型火山地貌特征,包括不规则月海斑块、环形凹陷穹丘及非月海富硅质穹窿。近年来新的探月数据加深了对这些特殊火山地貌特征的认识,但是更多的地质特征及成因模型细节仍有待未来月球研究及探测去解决。

火星陨石和火星表面泥岩中蚀变过程对比研究

火星次生含水蚀变矿物是火星地质历史时期水环境和气候演变历史的真实记录,一直以来都是火星探测、火星陨石研究的重点,是认识火星环境特征和气候演化的重要研究对象。文中对比研究了表土角砾岩NWA7034、火成堆晶岩MIL03346等两块最富蚀变矿物火星陨石,以及Gale撞击坑出露的Sheepbed泥岩3种岩石类型的蚀变程度及其蚀变矿物类型和组合,分析了层状硅酸盐、铁氧化物/氢氧化物、钙硫酸盐等蚀变矿物的成因及环境指示意义。发现这3类岩石的蚀变作用各不相同。火星陨石NWA7034的蚀变作用以氧化和加热作用为主,无蒸发盐类矿物。火星陨石MIL03346的蚀变程度最低,为后期水溶液进入缝隙而引发的,蚀变作用以橄榄石的伊利石化、裂隙和缝隙中填充次生矿物细脉为主。而火星Sheepbed泥岩经历了后期的等化学风化过程(isochemical weathering),次生过程包括成岩蚀变和成岩后蚀变两个阶段。其中,成岩过程中的蚀变以橄榄石蚀变为铁氧化物和蒙皂石矿物为主,成岩后以形成蒸发盐类矿物硫酸钙为主。以上3种岩石蚀变矿物组成差异反映了火星上不同地质背景中、不同气候条件下蚀变过程的复杂性。文中对火星含水矿物及部分典型矿物的形成条件和过程进行系统总结,这对于理解未来火星探测任务、识别含水矿物的形成、揭示火星水环境和地质历史具有重要指导意义。

月球撞击坑辐射纹的形成和消失机制及可能的年代学应用

辐射纹是年轻撞击坑周缘呈辐射状分布的明亮细条纹,是月表最显著的地貌特征之一,也是月球科学领域热点研究之一。根据目前对于月球撞击坑辐射纹的形成和类型的认识,分析辐射纹消失相关的空间风化、撞击导致的物质混合等地质过程;比较不同形成年龄撞击坑辐射纹的光学成熟度(OMAT)剖面,发现溅射物逐渐成熟过程中OMAT剖面的演变过程,撞击坑辐射纹OMAT剖面可采用幂函数描述;OMAT剖面形态参数与溅射物暴露年龄(撞击坑形成年龄)有很强的相关性。利用已知年龄且存在辐射纹的撞击坑为参考点,建立辐射纹OMAT形态参数与撞击坑形成年龄的经验关系,提出了约束撞击坑形成绝对年龄的可行方案。

A^80核区在束γ谱学研究进展

为深入研究原子核手征对称性自发破缺等重要的科学问题,山东大学(威海)核物理研究团队利用在束γ谱学实验技术,系统研究了A^80核区一系列原子核的能级结构,丰富了这个区域原子核的谱学信息,并对这些原子核的对称性、形状和运动模式等问题进行了探讨。研究结果表明,在A^80核区存在包括奇奇核和奇A核在内的多例候选手性原子核,能级寿命测量支持80Br的手性解释。此外,本文也讨论了随着中子数的增加,手征几何和八极关联效应的演化情况以及这个核区近球形核的中子跨壳激发现象。