サブバリヤエネルギ反応による新同位体264Sgの合成

亚势垒能量反应合成新同位素264Sg

基本信息

批准号：
17740164
负责人：
西尾勝久
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Japan Atomic Energy Agency
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、ウラン238(^<238>U)とケイ素30(^<30>Si)の融合反応により、超重元素の新同位体シーボーギウム264(^<264>Sg)を合成し、この原子核の崩壊特性、特に自発核分裂特性を測定することを目的とする。^<238>Uはラグビーボール型に変形している。このため、^<30>Siと^<238>Uの先端部衝突では、1次元モデルに比べてクーロン障壁が低くなり、サブバリヤエネルギでも反応がおこる。このエネルギー領域で原子核どうしを融合させることで複合核の励起エネルギーをおさえ、4nチャンネルとして^<264>Sgを合成するところに特徴がある。昨年度は、原子力機構タンデム加速器施設において、^<30>Siと^<238>Uがクーロン障壁を透過する断面積(核分裂断面積)を測定し、^<238>Uの先端部と赤道面への衝突に相当するクーロン障壁の高さを明らかにした。本年度は、融合反応で^<264>Sgの合成を行った。実験は、ドイツ重イオン研究所(GSI)の線形加速器施設から供給される^<30>Siビームを用いて行った。生成された超重元素を飛行分析型の分離装置でビームから分離して、崩壊イベントを測定した。まず、赤道面衝突に相当する反応エネルギーで5nチャンネルの^<263>Sg(既知核)を合成し、α崩壊を測定した。ここから反応エネルギーを11MeV下げ、3イベントの自発核分裂核種を同定した。複合核の励起エネルギーが11MeV低いことから、4nチャンネルの蒸発残留核、すなわち新同位体^<264>Sg(中性子数158)であると決定した。半減期は120msであった。この値は、Sgの他の軽い同位体(^<258>Sg,^<260>Sg,^<262>Sg)に比べて長いことから、中性子数162で閉殻構造になるという理論予測と一致した。1イベントについては、2つの核分裂片の運動エネルギーを同時計測し、全運動エネルギーとして197MeVを得た。これは、プルトニウム同位体の自発核分裂に比べて約20MeV高いエネルギーであり、原子番号が106と大きいため多くのエネルギーが解放されることを示す。

在这项研究中，我们通过铀238（^<238>U）和硅30（^<30>Si）的聚变反应合成了一种新的超重元素同位素Seaborgium-264（^<264>Sg），目的是测量衰变特性，特别是自发裂变特性。 ^<238>U 转变为橄榄球形状。因此，在^<30>Si和^<238>U之间的尖端碰撞中，库仑势垒低于一维模型中的库仑势垒，并且即使在亚势垒能量下也会发生反应。其独特之处在于，^<264>Sg通过在该能量区域中将原子核融合在一起而合成为4n通道，以抑制复合核的激发能。去年，在日本原子能机构串联加速器设施中，我们测量了^<30>Si和^<238>U穿过库仑势垒的截面（裂变截面），并测量了^<30的截面>Si和^<238>U穿过库仑势垒对应于碰撞的库仑势垒的高度被澄清。今年，我们利用聚变反应合成了^<264>Sg。使用由德国重离子研究所(GSI)的线性加速器设施提供的^ 30 Si束进行实验。使用飞行分析型分离器将产生的超重元素与光束分离，并测量衰变事件。首先，我们合成了5n通道^<263>Sg（已知核），其反应能量相当于赤道面碰撞并测量了α衰变。由此，反应能量降低了 11 MeV，并鉴定出了三种自发裂变核素。由于复合核的激发能低了11 MeV，因此确定其为4n通道蒸发残核，即新同位素^<264>Sg（中子数158）。半衰期为120ms。这个值比Sg的其他轻同位素（^<258>Sg、^<260>Sg、^<262>Sg）更长，因此与理论预测的在162个中子时成为闭壳结构一致。做过。对于一次事件，同时测量了两个裂变碎片的动能，总动能为197 MeV。这比钚同位素自发裂变的能量高出大约20 MeV，而106的大原子序数意味着释放大量能量。