纯E2跃迁实验与理论内转换系数(ICC)的对比研究：基于BrIccFO理论的精准验证

为解决核结构研究中理论内转换系数(ICC)与实验值偏差的难题，研究人员系统收集了284个纯E2跃迁的K壳层ICC实验数据（Z=24-94），对比Hager-Seltzer、Rosel及BrIccFO三种理论模型。结果表明，Kibe′di团队基于冻结轨道近似(Frozen Orbital)的BrIccFO计算与实验吻合最佳（平均偏差<1%），为核数据评估提供了可靠理论基准。

　　

在核物理研究的微观世界中，原子核的电磁跃迁特性如同解开物质奥秘的密码。其中，内转换过程（Internal Conversion）——即激发态原子核通过直接发射电子而非γ射线退激的现象，是探测核结构的关键探针。内转换系数(ICC)的精确测定直接影响核自旋、宇称等量子数的确定，以及多极混合比（Multipole Mixing Ratio）的计算。然而，长期以来，理论ICC值与实验数据的系统性偏差困扰着研究者，尤其在纯电四极(E2)跃迁中，不同理论模型（如Hager-Seltzer、Rosel和Band-Trzhaskovskaya）的计算差异可达3-5%，这直接制约了核模型验证和核数据评估的可靠性。

针对这一难题，研究人员开展了一项大规模的系统性研究，成果发表在《Applied Radiation and Isotopes》。该研究首次整合了284个纯E2跃迁的K壳层ICC实验数据，覆盖原子序数24至94的175种核素，其中包含30个高精度测量结果。通过对比三种主流理论模型（Hager-Seltzer 1968、Rosel 1978和Kibe′di的BrIccFO 2008），发现采用冻结轨道近似（Frozen Orbital Approximation）的BrIccFO计算与实验值的平均偏差最小（<1%），显著优于传统方法的3-4%偏差。这一发现为国际原子能机构(IAEA)等组织的核数据评估提供了关键依据，解决了理论模型选择的长期争议。

关键技术方法包括：1) 系统筛选实验ICC数据（误差<10%）；2) 相对百分比偏差(%Δ)定量分析；3) 基于Dirac-Fock方法的BrIccFO理论计算；4) 跨核素区(Z=24-94)和能区(1-6000 keV)的统计验证。

Internal conversion
研究阐明了内转换过程的物理机制：当原子核激发能低于粒子发射阈值时，退激可通过γ发射或壳层电子发射（如K壳层电子）实现。ICC定义为电子发射与γ发射概率之比，其精确值对排除多极混合干扰至关重要。

Methodology
通过建立包含284个纯E2跃迁的数据库，采用加权平均法处理实验值，并引入相对百分比偏差公式：%Δ=(α_theory-α_exp)/α_exp×100，确保统计严谨性。

Results and discussion
数据分析显示，BrIccFO在全部核素区的偏差最小（平均0.5%），且无能量或Z依赖性。例如在¹⁵²Gd的344 keV E2跃迁中，BrIccFO偏差仅0.2%，而Rosel和Hager-Seltzer分别达3.1%和3.8%。

Conclusions
研究证实BrIccFO的冻结轨道近似能更准确描述原子空穴效应，其全原子壳层覆盖(Z=5-110)和宽能区适应性使其成为ICC计算的黄金标准。这一结论解决了核数据评估中长达数十年的理论选择困境，为核医学、核燃料循环等应用提供了可靠数据基础。

该研究的创新性在于首次通过大样本实验验证了Dirac-Fock方法的优越性，同时揭示了传统理论高估ICC的系统性偏差来源。正如作者指出，当核跃迁存在显著阻碍时（如形变核中的E2跃迁），实验与理论的偏差可能隐含更深刻的核结构信息，这为未来研究指明了方向。