1 / 33

超重元素領域における分裂片の質量分布の解析

超重元素領域における分裂片の質量分布の解析. 有友　嘉浩 フレロフ原子核反応研究所 , 　ドウブナー , ロシア (Flerov Laboratory of Nuclear Reactions, JINR, Dubna, Russia). 2009 年　 8 月 12 日　「原子核・ハドロン物理」 高エネルギー加速器研究機構. Flerov Laboratory of Nuclear Reactions, JINR, Dubna, Russia Z=105 Db Dubnium. Dubna. 　　目次. 1. 序論 　　　超重元素と理論研究の課題

sarila
Download Presentation

超重元素領域における分裂片の質量分布の解析

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. 超重元素領域における分裂片の質量分布の解析超重元素領域における分裂片の質量分布の解析 有友　嘉浩 フレロフ原子核反応研究所,　ドウブナー, ロシア (Flerov Laboratory of Nuclear Reactions, JINR, Dubna, Russia) 2009年　8月12日　「原子核・ハドロン物理」 高エネルギー加速器研究機構

  2. Flerov Laboratory of Nuclear Reactions, JINR, Dubna, Russia Z=105 Db Dubnium Dubna

  3. 　　目次 1. 序論 　　　超重元素と理論研究の課題 2. 軌道計算　 　　　モデル　 融合分裂過程を扱う 　　　計算結果 融合断面積の評価 　　　　　中性子放出多重度 　　　　　系統性の解析 　　融合阻止の発生メカニズム 　　殻補正エネルギーの役割 3. 統一模型を用いた計算　 4. バスバリア以下の断面積の計算 5. まとめ

  4. 1. 超重元素領域の研究 興味の対象 ・ Z=82, N=126 の次の魔法数の探索 ・ 「安定な島」の検証 （1960年代に巨視的微視的模型により予測） ・ 新元素の生成 陽子数 Cold fusion reaction Hot fusion reaction 1994 110 Ds 62Ni + 208Pb269110 + n (GSI) 111 Rg64Ni + 209Bi272111 + n (GSI) 1996 11270Zn + 208Pb277112 + n (GSI) 1999 11448Ca + 244Pu292114 + 3n (FLNR) 2000 11648Ca + 248Cm292116 + 4n (FLNR) 2002 118 48Ca + 249Cf294118 + 3n (FLNR) 2003 115 48Ca + 243Am288115 + 3n 284113 + α (FLNR) 2004 11370Zn + 209Bi278113 + n (RIKEN) 中性子数 核図表 原子核の安定性 最近の世界各国の 新元素合成の報告　

  5. 　　反応理論の研究 反応理論計算の目標 超重核の蒸発残留核断面積の予測 最適入射条件（標的核入射核のコンビネーション、入射エネルギー）の提案 理論の立場での興味 超重核領域での融合分裂過程のメカニズムの解明 散逸揺動模型の適用 摩擦係数の評価 分裂障壁の評価 統計コードの不定なパラメータの評価 level density parameter 　　　温度依存性および変形依存性 collective enhancement 　　　摩擦係数等

  6. 　　超重核の蒸発残留核断面積 pb 蒸発残留核断面積は生成核の元素番号の増加とともに指数関数的に減少 ZCN > 112 σ ~pb 反応理論 微小な現象を扱うモデルの構築

  7. 2. モデル　超重元素領域における融合分裂過程の取り扱い Capture Fusion Survival

  8. 　　最近の理論計算

  9. 　　最近の理論計算 分裂片の 質量分布 運動エネルギー分布 中性子放出多重度 角度分布 電荷分布 信頼性のあるモデル によって　まずは 融合断面積を確定

  10. 　　実験による融合断面積の評価 ACN/2±20 • 疑問点 • 実験研究者は • 質量対称分裂片からのイベントを用いて • 融合断面積を導いている • 質量対称分裂片 　　（ACN/2±20内のイベント） • 　は全て複合核から来ているのか？ • ランジュバン方程式を用いた 　　軌道解析により調べる 質量対称分裂片 • M. Itkis et al., (2001) • Fragment Energy and Mass Distributions 102 114

  11. 　　モデル　計算処方の概観 計算処方の概観 融合分裂過程における 原子核の形状の時間発展を追う 1. ポテンシャルエネルギー 2. 軌道を追う　 方程式で記述 超重核領域 平均軌道計算(中重核領域では成功） では融合領域に到達しない 平均軌道の周りの揺らぎを導入 （原子核の形状の熱的揺らぎに対応） ランジュバン方程式 フォッカープランク方程式 コンタクトポイントから軌道計算を スタートさせる 重心間距離に相当 質量非対称度

  12. 　　多次元ランジュバン方程式 多次元ランジュバン方程式 摩擦項　ランダム力項 　散逸 　　　揺動 Newton 方程式の一種 qi: deformation coordinate 　　　　　　　（形状を記述するパラメータ） two-center parametrization (Maruhn and Greiner, Z. Phys. 251(1972) 431) pi: momentum mij : Hydrodynamical mass (慣性質量） γij: Wall and Window (one-body) dissipation （摩擦係数）

  13. 　　ポテンシャルエネルギー

  14. 　　　原子核の形状 two-center parametrization (Maruhn and Greiner, Z. Phys. 251(1972) 431) δ=0 (δ1=δ2 ) 球形領域に入ってきた 軌道 = 融合軌道 重心間距離に相当 z 質量非対称度 α

  15. 　　平面に投影したランジュバン軌道 48Ca + 244Pu 平面に投影したランジュバン軌道 48Ca + 244Pu E* = 40 MeV δ=0 質量対称分裂軌道 軌道をぞれぞれの平面に投影 α=0 +δ方向に軌道が流れる 質量対称分裂軌道は 必ずしも複合核を経由していない 質量非対称度 変形度 重心間距離に相当

  16. 　　計算結果　48Ca + 244Pu 質量対称分裂軌道 から求めた断面積 • Y. Aritomo and M. Ohta • Nucl. Phys. A 744 (2004) 3 σA/2+-20 E=40 MeV σCN 真の融合断面積 融合領域に入った軌道から求めた断面積 分裂片の質量分布 各断面積の励起関数

  17. 　　超重元素領域における融合分裂過程の研究　　超重元素領域における融合分裂過程の研究 1. 融合確率の評価　FF,QF,DQFの分類 Y. Aritomo and M. Ohta, Nucl. Phys. A744 (2004) 3 2. 軌道分岐のメカニズムについての解析　融合軌道の条件 Y. Aritomo and M. Ohta, Nucl. Phys. A753 (2005) 152 3. 中性子放出多重度によるFF軌道とDQF軌道の分類 　・ 58Ni+208Pb高入射エネルギー Y.Aritomo, M.Ohta, T.Materna, F.Hanappe, O.Dorvaux, L.Stuttge, Nucl. Phys. A759 (2005) 309 　・ 48Ca+208Pb, 48Ca+244Pu 低入射エネルギー Y. Aritomo and M. Ohta, J. Phys. G32 (2006) 2245 4. 融合分裂過程の系統性 　・ 融合阻止の発生のメカニズム Y. Aritomo and M. Ohta, Nucl. Phys. A764 (2006) 149 ・ 殻補正エネルギーの役割 Y. Aritomo, Nucl. Phys. A780 (2006) 222 5. 系統的な蒸発残留核断面積の評価 M. Ohta and Y. Aritomo, Phys. Atomic Nuclei 66 (2003) 1105 6. Approaching Process A.Nasirov, A.Fukushima, Y.Toyoshima, Y.Aritomo, A.Muminov, S.Kalandarov and R.Utamuratov, Nucl. Phys. A 759 (2005) 342

  18. 3. 統一模型 (Unified Model) を用いた計算　 Diabatic and Adiabatic Potential Energy 入射核・標的核の距離が 無限遠の地点から計算を スタート 全ての反応を統一的に扱う （統一ポテンシャル） （統一方程式） Unified Model (FLNR group) V. Zagrebaev, A. Karpov, Y. Aritomo, M. Naumenko and W. Greiner, Phys. Part. Nucl. 38 (2007) 469 時間依存のウエイト関数 G. F.Bertsch, 1978;  W.Cassing, W.Nörenberg,1983.A. Diaz-Torres, 2004; A. Diaz-Torres and W. Scheid, 2005.

  19. 　　ネックパラメータ（εパラメータ）　の時間発展　　ネックパラメータ（εパラメータ）　の時間発展 Time dependent adiabatic fusion-fission potential 224Th Time-dependent weight function V. Zagrebaev, A. Karpov, Y. Aritomo, M. Naumenko and W. Greiner, Phys. Part. Nucl. 38 (2007) 469

  20. 　　ポテンシャルの時間発展 Time-dependent driving potential entrance channel: Diabatic potentialQuasi-Elastic and Deep Inelastic Processes Adiabatic potential Fission channel(neck is formed)

  21. 　　多次元ランジュバン方程式 標的核と入射核の接触前の核子移行 mij: Hydrodynamical mass (mono-nucleus region), Reduced mass (separated region) γij: Wall and Window (one-body) dissipation

  22. 　　計算結果　48Ca + 244Pu Itkis et al. Cal. 計算結果

  23. 　標的核Uを使った入射エネルギーの違いによる分裂片の質量分布　標的核Uを使った入射エネルギーの違いによる分裂片の質量分布 36S + 238U(ZCN=108) 30Si + 238U (ZCN=106) Exp. by K. Nishio et al.

  24. Mass distribution of fission fragments 36S+238U 30Si+238U 51.5 MeV 61.5 MeV 全ての角度 からの寄与 が同確率 51.5 MeV 40.5 MeV 39.5 MeV 35.5 MeV K. Nishio et al., Phys. Rev. C, 77 (2008) 064607.

  25. 36S + 238U 30Si + 238U 軌道解析により ・ピークの位置 　　分裂点のポテンシャルの形状 　　に対応 ・全体の形状（凹型か凸型か） VLDの部分の影響 Nose to nose δ= 0.2 τ = 1.0 ×10-21 s τε= 1.0 ×10-20s V= VLD + VSH(T)

  26. 36S + 238U 30Si + 238U Concave shape Convex shape

  27. 　　サンプル軌道　　　z - V 平面に投影 Sample trajectories 36S + 238U 30Si + 238U z – V 平面 実際に軌道が通過したポテンシャル (両者同じランダムナンバーでの例)

  28. 36S+238U 30Si+238U QF DQF

  29. 　　平均軌道解析 平均軌道

  30. Potential wall of diabatic potential energy 30Si + 238U trajectory can enter the smaller z region

  31. 　　最近の計算結果 (バスバリア以下の領域の断面積を評価） VBass Ecm=170 E* =58.2 Ecm=164 E* =52.2 Ecm=158 E* =46.2 Ecm=152 E* =40.2 Ecm=148 E* =36.2 全ての 寄与を 考慮 接触確率 チャンネル結合法 + 接触後 ランジュバン計算 有友 萩野 西尾

  32. 5. まとめ 5. まとめ 　 1. 超重核領域での融合分裂過程について ３次元変形空間における軌道計算を用いて解析した 揺動力を入れて融合確率を計算 2. 融合断面積の評価 48Ca+208Pb 　(E* ~40 MeV) 　　σfus=σA/2±20 48Ca+244Pu 　(E* ~40 MeV) 　　σfus≠σA/2±20 質量対称分裂片は全て複合核から来ているとは言えない 　　　　質量対称分裂片のイベントの内、複合核から来ているイベントは10%以下である。変形度δが重要 3. 統一模型を用いた計算　 　　　質量分布の入射エネルギー依存性を再現　 36S+238U, 30Si+238U

More Related