全球大型放射性核束装置的发展和应用推动了原子核八极形变及相关谱学的实验测量和理论研究,特别是奇质量八极形变原子核展现的宇称双带结构和可能的CP破缺引起了人们的广泛关注。最近,实验报道了原子核224Ra,144Ba和146Ba中存在稳定八极形变的证据。稳定八极形变原子核主要位于中子数（质子数）等于34,56,88和134附近的核区,具有低能负宇称态和较大的电八极跃迁几率,且奇质量八极形变核通常会具有宇称双带结构。近年来实验上报道了关于奇质量原子核越来越多的测量进展,亟需人们发展能够统一、自洽地描述奇质量八极形变原子核的理论模型,然而目前只有少数模型可以研究具有八极自由度的奇质量原子核系统,从核子层次出发的微观模型更是缺乏。协变密度泛函理论能够对整个核素版图中原子核的基态性质进行微观自洽的描述。基于协变密度泛函理论的集体哈密顿量模型实现了对四极八极形变偶偶核低激发谱的统一自洽描述。为研究奇质量原子核的八极形变及低激发谱,需要在模型中引入准粒子自由度,即发展基于协变密度泛函理论的核芯-准粒子耦合模型。本文发展了基于协变密度泛函理论的微观核芯-准粒子耦合模型,模型包含偶偶核芯集体激发态、奇核子的单粒子态以及二者之间的耦合,采用约束反射不对称相对论Hartree-Bogoliubov模型进行计算。此外,模型同时引入了轻、重偶偶核芯,进而考虑了形状极化效应,能够更好地描述过渡核区原子核性质及其观测量。具体研究工作如下:1)系统研究了偶偶核Ra、Th、U、Pu同位素链的低激发谱、平均八极形变以及电多极跃迁几率,探讨了锕系区原子核的八极集体性演化规律及特征。随着中子数增加,原子核表现出从四极振动到稳定八极形变,再到八极软,最后到稳定四极形变的演化规律。低激发谱很好地再现了实验数据,且稳定八极形变核中较大的电八极跃迁几率及正负宇称态交替带结构指示了八极形变特征;2)以223,225,227Ra为例,详细探讨了其低激发谱、电多极跃迁几率和波函数组态分布。理论计算的低激发谱与实验数据符合很好,其宇称双带结构、电跃迁几率以及波函数中正负宇称的混合均表明奇质量核中存在强八极耦合,为进一步研究225Ra电偶极矩及可能的CP破缺提供了理论支持;3)系统计算了奇质量原子核Th、U、Pu同位素链的低激发谱并较好地再现了实验数据,预言了多对宇称双带结构并给出了波函数组态分布。系统讨论了Ra、Th、U、Pu四条同位素链中奇A核宇称双带结构带头的能量劈裂及与基态相关的E1和E3跃迁,结果显示除241Pu外其它核带头的能量劈裂均100ke V,且给出了与八极关联效应相关的较强的E1和E3跃迁。计算检验了基于协变密度泛函理论的微观核芯-准粒子耦合模型在锕系核区的可应用性和准确性,并且为原子核中的八极关联效应和相关现象的进一步研究做了预测。