五次元モデルで核分裂の謎に迫る~水銀同位体の特異な核分裂挙動を理論的に解明~

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2025-06-12 東京科学大学

東京科学大学の石塚知香子准教授らは、水銀同位体の核分裂過程において、従来のモデルでは再現が困難だった「非対称分裂」の詳細を、世界で初めて五次元ランジュバン方程式を用いて解明しました。新モデルにより、分裂片の質量分布や全運動エネルギーを高精度に再現し、「マルチチャンス核分裂」やシェル効果の影響も定量的に捉えることに成功。中質量核の構造と分裂挙動の理論的理解が飛躍し、原子力や宇宙物理などへの応用も期待されます。

五次元モデルで核分裂の謎に迫る~水銀同位体の特異な核分裂挙動を理論的に解明~
図1. 水銀180の核分裂片の質量数分布の実験値(黒)と本研究で構築した核分裂モデルの計算結果(青)の比較。赤はチャンス核分裂を考慮しないときの計算結果。

<関連情報>

鉛直下領域における殻効果と多重核分裂 Shell effects and multichance fission in the sub-lead region

F. A. Ivanyuk,C. Schmitt,C. Ishizuka,S. Chiba
Physical Review C  Published: 20 May, 2025
DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevC.111.054620

Abstract

Within the recently developed five-dimensional Langevin approach for the description of fission of heavy nuclei, we have calculated the fission fragments mass and kinetic energy distributions for the fission of 180Hg and 190Hg formed in the reactions 36Ar+144Sm⇒180Hg and 36Ar+154Sm⇒190Hg at few excitation energies and found very good agreement between the calculated and experimental results. Special attention was paid to the accurate description of the dependence of shell effects on the excitation energy. It was shown that the effect of multichance fission on the mass distribution is noticeable only at small excitation energies. The kinetic energy distributions are more sensitive to pre-scission neutron emission.

2000原子力放射線一般
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