核分裂における核子対の破壊

核分裂における核子対の破壊は、何十年もの間、原子核物理学の重要なテーマでした。「核子対」とは、核種の核特性に強い影響を与える核子対形成効果を指します。

核分裂研究で最も多く測定される量は、ウラン235やその他の核分裂性核種の電荷と質量のフラグメント収量です。この意味で、アクチニドの低エネルギー核分裂の電荷分布に関する実験結果は、偶数Zフラグメントが優先されることを示しており、これは電荷収量に対する奇偶効果と呼ばれています。^[1]

これらの分布が重要なのは、集団変数と個々の粒子レベルの相互作用による核分裂プロセスでの核子の再配置の結果であるためです。したがって、これらにより、核分裂プロセスのダイナミクスのいくつかの側面を理解できます。サドル (核が不可逆的な分裂への進化を開始する時点) から切断点 (フラグメントが形成され、フラグメント間の核相互作用が解消される時点) までのプロセスでは、核分裂システムの形状が変化するだけでなく、核子が励起粒子レベルに昇格します。

Z (陽子数) とN (中性子数) が偶数の原子核の場合、基底状態から核子対破壊によって到達する最初の励起粒子状態までのギャップがあるため、 Zが偶数のフラグメントはZが奇数のフラグメントよりも生成される確率が高いと予想されます。

偶数Z偶数N分裂の優先は、鞍部から分裂部への下降中に超流動性が保存されると解釈される。奇偶効果がないということは、プロセスがかなり粘性があることを意味する。^[2]

電荷分布の観察とは対照的に、フラグメントの質量数( A )に対する奇数偶数効果は観察されない。この結果は、核分裂過程では常に核子対の破壊があり、モデスト・モントーヤが研究したウラン 234、ウラン 236 ^[3]、およびプルトニウム 240の低エネルギー核分裂では陽子対または中性子対が破壊される可能性があるという仮説によって解釈される。^[4]

参考文献

^ Siegert, G.; Greif, J.; Wollnik, H.; Fiedler, G.; Decker, R.; et al. (1975-04-21). 「ウラン235の熱中性子分裂による同位体92～100の核電荷分布」. Physical Review Letters . 34 (16): 1034–1036. Bibcode :1975PhRvL..34.1034S. doi :10.1103/physrevlett.34.1034.
^ Bjørnholm, S (1974-01-01). 「サドルから切断までの超流動対粘性降下」. Physica Scripta . 10 (A): 110–114. Bibcode :1974PhyS...10S.110B. doi :10.1088/0031-8949/10/a/018. S2CID 250843387.
^ Signarbieux, C.; Montoya, M.; Ribrag, M.; Mazur, C.; Guet, C.; Perrin, P.; Maurel, M. (1981). 「234U と 236U の最も冷たい分裂構成でも核子対破壊が起こる証拠」Journal de Physique Lettres . 42 (19): 437–440. doi :10.1051/jphyslet:019810042019043700.
^ Montoya, M. (1984). 「熱中性子による ²³³ U、²³⁵ U、²³⁹ Puの冷核分裂における質量と運動エネルギーの分布」Zeitschrift für Physik A . 319 (2): 219–225. Bibcode :1984ZPhyA.319..219M. doi :10.1007/bf01415636. S2CID 121150912.

[1] Siegert, G.; Greif, J.; Wollnik, H.; Fiedler, G.; Decker, R.; et al. (1975-04-21). 「ウラン235の熱中性子分裂による同位体92～100の核電荷分布」. Physical Review Letters . 34 (16): 1034–1036. Bibcode :1975PhRvL..34.1034S. doi :10.1103/physrevlett.34.1034.

[2] Bjørnholm, S (1974-01-01). 「サドルから切断までの超流動対粘性降下」. Physica Scripta . 10 (A): 110–114. Bibcode :1974PhyS...10S.110B. doi :10.1088/0031-8949/10/a/018. S2CID 250843387.

[3] Signarbieux, C.; Montoya, M.; Ribrag, M.; Mazur, C.; Guet, C.; Perrin, P.; Maurel, M. (1981). 「234U と 236U の最も冷たい分裂構成でも核子対破壊が起こる証拠」Journal de Physique Lettres . 42 (19): 437–440. doi :10.1051/jphyslet:019810042019043700.

[4] ^ Montoya, M. (1984). 「熱中性子による ²³³ U、²³⁵ U、²³⁹ Puの冷核分裂における質量と運動エネルギーの分布」Zeitschrift für Physik A . 319 (2): 219–225. Bibcode :1984ZPhyA.319..219M. doi :10.1007/bf01415636. S2CID 121150912.