Study on alpha emission in medium-heavy nuclei based on comprehensive nuclear models

基于综合核模型的中重核α发射研究

基本信息

批准号：
21K03561
负责人：
伊藤誠
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kansai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、質量数が数十から100程度の原子核に放射線を照射して誘発される「人工α崩壊」のメカニズムを解明することである。原子核の基底状態、低励起状態は「殻模型」、「平均場模型」と呼ばれる独立粒子描像に基づいた模型により記述される。しかしながら、最近の研究によって人工α崩壊の低エネルギー領域の強度分布は、α粒子の塊(αクラスター)の核内での形成確率が増大していることが指摘されている。これまでのα崩壊の記述には、核内にα粒子をアプリオリに仮定する「αクラスター模型」が成功を収めてきた。本研究では、このαクラスター模型を拡張し、殻模型、平均場模型の要素までを包括した計算・分析を行うことである。具体的には、αクラスター模型を主軸としつつ、α崩壊の始状態と終状態に対して、殻模型と平均場模型に基づくα粒子の崩れの効果を取り入れる。α崩壊前の始状態にある原子核は基底状態にあり、殻模型構造が発現している。そのため、殻模型構造内にα粒子が形成される振幅を評価する必要がある。一方、α崩壊する終状態には、α粒子が残留核に再び融合し複合核状態を形成する過程が存在し、その過程に起因するエネルギー幅が存在する。始状態においてαクラスターが形成される確率振幅は、殻模型―αクラスター模型の波動関数の重なり積分(オーバーラップ積分)により評価する。一方、終状態に対するエネルギー幅の効果は、平均場模型による融合反応のシミュレーションから評価する。これらの効果を取り入れてα崩壊強度のエネルギー分布の計算を行い、実験データとの比較および予言を行う。2022年度は、オーバーラップ計算を拡張し、ハミルトニアン行列の計算方法を確立し、それを散乱問題へ応用した。一方、α散乱の光学模型の分析を行い、融合反応のエネルギー幅についても評価を行った。

这项研究的目的是阐明通过将辐射辐射到细胞核中引起的“人造α衰变”的机制，其质量数量数十十至几十到数十万。基于独立粒子图像的模型描述了核的基态和低激发状态，称为“壳模型”和“平均场模型”。然而，最近的研究指出，人工α-Decay低能区域的强度分布增加了α粒子质量（α-簇）核内形成的可能性。先前对α-Decay的描述在“α-簇模型”中成功了，该模型假定先验核中的α粒子。这项研究旨在扩展此α群集模型，并执行涵盖壳模型和平均场模型元素的计算和分析。具体而言，在关注α-簇模型的同时，基于壳模型的α粒子塌陷的效果和平均场模型被用于α-Decay的开始和终端状态。在α衰减之前处于开始状态的核处于基态，并且表达了壳模型结构。因此，有必要评估在壳模型结构中形成α颗粒的幅度。另一方面，在α衰减的最终状态下，有一个过程，其中α颗粒避免了残留核形成复杂的核状态，并且由于该过程引起的能量范围。通过重叠的壳模型-α簇模型的波函数的重叠积分（重叠积分）来评估α簇在起始状态下的形成的概率幅度。另一方面，通过使用平均场模型对融合反应的模拟进行了能量宽度对最终状态的影响。这些效果用于计算α-DECAY强度的能量分布，并将其与实验数据进行比较并预测。在2022年，重叠计算扩展，并建立了一种计算哈密顿矩阵的方法，并将其应用于散射问题。另一方面，分析了α散射的光学模型，还评估了融合反应的能量宽度。