在能源短缺的今天,核能的发展越来越受到众多国家的重视。从基础研究入手,加强先进核燃料相关核数据的研究,对于提升我国核能发展的自主创新能力具有重要的战略意义。　　本工作从裂变势能曲面和Brosa模型两方面入手,研究与核能应用相关的锕系元素的核数据理论计算问题。独立编写了基于宏观-微观模型的高维势能曲面计算程序;设计并实现了两种新的高维势能曲面搜索算法;计算了U和Pu元素共23个同位素核的400万格点的势能曲面,并从中搜索得到最优裂变路径和裂变势垒;用Brosa模型计算了低能中子诱发锕系元素裂变的碎片质量分布、动能分布,计算了几个感兴趣的裂变产物的累计产额与中子能量。　　本论文的成果和创新点如下:　　独立编写了宏观－微观模型的高维势能曲面计算程序。核的表面用广义Lawrence形状描述。采用Strutinsky的宏观势能(液滴模型能)加微观壳修正的方法计算形变核的势能。计算液滴模型能时采用了两组不同的公式,即Myers-Swiatecki公式和LSD公式。独立粒子势也采用了变形核Woods-Saxon势和折叠Yukawa势两种。比较不同理论模型的计算结果,确定了LSD公式加折叠汤川势的模型组合能得出最合理的结果。这是第一次将LSD公式和折叠汤川势与Lawrence形状结合来计算裂变截面。　　计算U和Pu同位素的势能曲面时,使用了多达400万格点的大型网格,保证了计算结果包含了裂变路径上所有的关键细节的信息。　　为了在高维曲面上搜索基态、鞍点、断点、裂变路径等关键位置,借鉴数学形态学和数字图像处理中的基本理论,设计并实现了两种以分水岭算法为基础的新型搜索算法。　　第一种是模拟降水算法。通过将二维图像处理领域的分水岭算法的基本思想推广到高维势能曲面中,设计并实现了用于高维势能曲面搜索的模拟降水算法。在本工作之前,还未见模拟降水的算法应用于势能曲面搜索的先例。模拟降水算法可以给出完整的最优裂变路径,基态位置、鞍点和断点都在这条路径上。　　另一种是改进的模拟泛洪算法。Moller小组在工作中采用了简单的模拟泛洪算法,他们的算法的缺点是非常耗费时间,每次迭代都需要遍历所有的网格点。本工作首次引入“岸线”概念,使得每次迭代所需访问的区域限定在那些状态有变化的点周围,通过优化算法使程序的执行速度提高了一个数量级。　　本工作独立编写了高维势能曲面计算程序和搜索算法的程序。这两个程序都提供了不同的理论模型和算法供选择,势能曲面计算程序中可以选择不同宏观模型和独立粒子势;搜索算法程序可以指定采用模拟降水算法或模拟泛洪算法。程序的有效性的验证是通过对各种输入和输出进行分析检验来进行的。计算了U和Pu元素一系列同位素的裂变位垒,并与其他人的工作了比较,提出了进一步改进程序的方向。　　用Brosa模型(多模式无规颈断裂模型)计算了低能中子诱发U和Pu元素裂变的碎片质量分布,动能分布和累计产额。计算裂变碎片的质量分布和动能分布时,将裂变系统的断前形状的几个主要参量与裂变后现象的物理量和分布相联系,从而确定裂变核断前形状。计算累计产额时,使用了大型核反应程序Talys计算了各个反应道的截面。