1 / 42

Ю.Ц.Оганесян Лаборатория ядерных реакций им. Г.Н. Флерова

Физика фундаментальных взаимодействий 2009. Пределы масс и острова стабильности сверхтяжелых ядер. Ю.Ц.Оганесян Лаборатория ядерных реакций им. Г.Н. Флерова Объединенный институт ядерных исследований. Сессия-конференция секции ядерной физики ОФН РАН 23-27 ноября, 2009г., ИТЭФ, Москва.

clio
Download Presentation

Ю.Ц.Оганесян Лаборатория ядерных реакций им. Г.Н. Флерова

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Физика фундаментальных взаимодействий 2009 Пределы масс и острова стабильности сверхтяжелых ядер Ю.Ц.Оганесян Лаборатория ядерных реакций им. Г.Н. Флерова Объединенный институт ядерных исследований Сессия-конференция секции ядерной физики ОФН РАН 23-27 ноября, 2009г., ИТЭФ, Москва

  2. Chart of nuclides Chart of nuclides TSF = 2·10-7y TSF < 10-14s Spontaneous fission TSF = 1016y Macroscopic theory (Liquid Drop Model) about 50 years ago… 102No / Tα≈ 2 s Th Bi 92U / Tα= 4.5·109 y 82Pb / stable

  3. Spontaneous Fission Spontaneous Fission Exp. Macroscopic theory (Liquid Drop Model) Ю.Ц. Оганесян «Пределы масс атомных ядер» 27 ноября 2009г. ИТЭФ, Москва

  4. Chart of nuclides Chart of nuclides X 114 spherical shells 108 184 100 162 deformed shells 152 82 deformed shells 82 Pb Nuclear shells (macro-microscopic approach) spherical shells 126

  5. …and Half - Lives Predictions of the microscopic theory Predictions of the microscopic theory Fission Barriers R. Smolańczuk, Phys. Rev. C 56 (1997) 812

  6. -5 0 5 10 15 LogT1/2 s New lands New lands New lands New lands 1µs 1s 1h 1My 1y Island of Stability Island of Stability 120 r e b shoal Shoal m u 110 n n o t Peninsula peninsula o r P 100 Continent continent 90 Sea of Instability 80 70 150 170 100 110 130 140 190 120 160 180 Neutron number Microscopic theory about 40 years ago…

  7. Reaction of Synthesis

  8. Reactions of synthesis Act.+48Ca Cold fusion Light ions target from “peninsula” Neutron capture target from “continent” Ю.Ц. Оганесян «Пределы масс атомных ядер» 27 ноября 2009г. ИТЭФ, Москва

  9. Reactions of Synthesis Reactions of Synthesis Cold fusion Cold fusion Act.+48Ca Act.+48Ca Neutron capture Neutron capture Hot fusion Hot fusion SHE protons → Pb neutrons → Ю.Ц. Оганесян «Пределы масс атомных ядер» 27 ноября 2009г. ИТЭФ, Москва

  10. Cross sections Cross sections σxn ~ (Γn / Γf)x; х –number of evaporated neutrons (Γn / Γf) ~ exp[(Bf – Bn)] Bf = BfLD + ΔEShell 0 Yu. Oganessian et al. Phys. Rev. Ex=40-50 MeV

  11. Act +48Ca spherical deformed 298114 deformed spherical 208Pb Ю.Ц. Оганесян «Пределы масс атомных ядер» 27 ноября 2009г. ИТЭФ, Москва

  12. Reactions of Synthesis Reactions of Synthesis Targets: thickness (mg/cm2) Isotope enrichment (%) 233U 0.44 99.97 238U 0.35 99.3 237Np 0.35 99.3 242Pu 0.40 99.98 Chemistry 1.4 99.98 244Pu 0.38 98.6 243Am 0.36 99.9 Chemistry 1.2 99.9 245Cm 0.35 98.7 248Cm 0.35 97.4 249Cf 0.34 97.3 Act. + 48Ca Projectiles 48Ca Energy: 235-250 MeV Intensity: 1.0-1.2 pμA Consumption: 0.5 mg/h Beam dose: (0.3-3.0)∙1019 249Bk0.35≥ 90

  13. Experimental Setup Experimental Setup Measured parameters: For recoils: energy TOF positions For decay product: energy time positions Total detection efficiency: for α-particles…………..83% for SF-fragment…….~ 100% for both fragments……..42% Ю.Ц. Оганесян «Пределы масс атомных ядер» 27 ноября 2009г. ИТЭФ, Москва

  14. Counts / 0.1 mm Positiondeviation (mm) Pixel: 6.5 mm2 position Detector area ~5000 mm2 strip number 242Pu +48Ca, 3n Yu. Oganessian J. Phys. G. 34 (2007) R165

  15. Alpha-particle spectra of SH-nuclei Alpha-particle spectra of SH-nuclei 245Cm(48Ca; 2n, 3n)291,290114 238U(48Ca; 3n, 4n)283,282112 249Cf(48Ca; 3n),294114 242Pu(48Ca; 3n, 4n)287,286114 even-odd even-even Alpha particle energy (MeV)

  16. Excitation functions Excitation functions xn-channel cross sections from 242,244Pu+48Ca reactions the maximum cross sections for evaporation residues are observed at the excitation energy ~ 40 MeV (hot fusion). Ю.Ц. Оганесян «Пределы масс атомных ядер» 27 ноября 2009г. ИТЭФ, Москва

  17. Synthesis of Element 118 Synthesis of Element 118 Yu. Oganessian et al., Phys. Rev C 74, (2006) 044602 Ю.Ц. Оганесян «Пределы масс атомных ядер» 27 ноября 2009г. ИТЭФ, Москва

  18. Decay chains Decay chains 237Np 243Am 242Pu, 245Cm 89 decay chains was registered 244Pu, 248Cm 249Cf 249Bk(320d)+48Ca FLNR-ORNL-LLNL collaboration 36 nuclides

  19. June 2009 22 mg of 249Bkhave been produced at Oak Ridge National Laboratory by intense neutron irradiation for 250 days in the High Flux Isotope Reactor Ю.Ц. Оганесян «Пределы масс атомных ядер» 27 ноября 2009г. ИТЭФ, Москва

  20. 4 events Dubna 2006-2007 CHEMISTRY Reaction: 242,244Pu +48Ca - 287,288114 + 3,4n 3 events 5 events Confirmation Confirmation 16 evens 18 evens 22 events

  21. Decay Properties

  22. Spontaneous fission half-lives Spontaneous fission half-lives Actinides Superheavy nuclei Trans-actinides

  23. Half lives of nuclei with Z ≥ 110 Half lives of nuclei with Z ≥ 110 available for chemical studies N=162 Act. + 48Ca

  24. With Z >40% larger than that of Bi, the heaviest stable element, that is an impressive extension in nuclear survival. Although the SHN are at the limits of Coulomb stability, shell stabilization lowers: the ground-state energy, creates a fission barrier, and thereby enables the SHN to exist. The fundamentals of the modern theory concerning the mass limits of nuclear matter have obtained experimental verification Ю.Ц. Оганесян «Пределы масс атомных ядер» 27 ноября 2009г. ИТЭФ, Москва

  25. Atomic structure and chemical properties of the SHE Search for new shells SHE Search for SHE in Nature protons → A=294 Nuclear structure and decay properties of the SHN neutrons → Ю.Ц. Оганесян «Пределы масс атомных ядер» 27 ноября 2009г. ИТЭФ, Москва

  26. Chemical properties

  27. Hg Pb Atomic properties Atomic properties Ю.Ц. Оганесян «Пределы масс атомных ядер» 27 ноября 2009г. ИТЭФ, Москва

  28. relativistic relativistic Chemical properties Chemical properties 14 12 Ca 20 Rn 86 Pu 94

  29. R. Eichler et al., Nature 447 (2007) 72 Compound Hg(Au) and 112(Au) Compound Hg(Au) and 112(Au) Reaction: 242Pu(48Ca,3n)287114[0.5s]→α→283112[3.6s] Au SiO2 Ю.Ц. Оганесян «Пределы масс атомных ядер» 27 ноября 2009г. ИТЭФ, Москва

  30. Element 112 is a noble metal – like Hg room temperature

  31. Compound Pb(Au) and 114(Au) Compound Reaction: 242Pu(48Ca,3n)287114[0.5s] Ю.Ц. Оганесян «Пределы масс атомных ядер» 27 ноября 2009г. ИТЭФ, Москва

  32. more and more inert? Periodic Table of Elements Periodic Table of Elements Yu.Oganessian. Perspectives of JINR – ORNL Collaboration in the studies of SHE. JINR Scientific Council, Sept 24-25. 2009, Dubna

  33. Progress in HE-research Progress in HE-research protons neutrons

  34. Спасибо за внимание к моему сообщению

  35. Search for SHE In Nature Search for SHE In Nature 108y 105y 1y 1d

  36. β- β- Hs Pu U Th Pb β- waiting point

  37. Calculated fission barrier heights Calculated fission barrier heights Cyclamen 1966 β--decay EC SF Extended Thomas-Fermi plus Strutinsky integral method A. Mamdouh et al., Nucl. Phys. A679 (2001) 337 Z=108 α-decay

  38. Assuming for the SH-nuclide TSF = 109 years the counting rate 1 decay / year from a 1000-g metallic Os sample corresponds to the ratio Hs/Os: ~ 7·10-16g/g or ~ 10-23 g/g in the Earth's crust or in the meteorit’s matter Fréjus peak in comparison with previous attempts the sensitivity is increased by a factor ~ 109 Modane Yu. Oganessian “Heaviest Nuclei” Int. Conf. Nuclear Structure & Dynamics. May 4-8, 2009, Dubrovnik, Croatia

More Related