[논문 리뷰] Bimodal fission in the Skyrme-Hartree-Fock approach

A. Staszczak, J. Dobaczewski외 1명|ArXiv.org|2006. 12. 04.

Nuclear physics research studies인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 SkM* 힘과 연령성 페어링 상호작용을 사용한 스카이름-하트리-폭크+BCS 프레임워크를 통해 256Fm, 258Fm, 260Fm에서의 자발적 분열을 조사한다. 세 가지 정적 분열 경로—대칭-콤���트, 대칭-연장, 비대칭-연장—를 식별하여, 256Fm는 비대칭 분열을 선호하고, 258Fm는 경쟁하는 대칭 경로로 인해 이중모드 분열을 나타내며, 260Fm는 순수하게 대칭 분열을 겪는 것으로 나타나, 페르뮴 이sovotopes 간의 분열 행동 전이를 설명한다.

ABSTRACT

Spontaneous-fission properties of 256Fm, 258Fm, and 260Fm isotopes are studied within the Skyrme-Hartree-Fock+BCS framework. In the particle-hole channel we take the Skyrme SkM* effective force, while in the particle-particle channel we employ the seniority pairing interaction. Three static fission paths for all investigated heavy fermium isotopes are found. The analysis of these fission modes allows to describe observed asymmetric fission of 256Fm, as well as bimodal fission of 258Fm and symmetric fission in 260Fm.

연구 동기 및 목표

• 페르뮴 이sovotopes에서 이중모드 분열의 기원을 이해하기 위해, 특히 258Fm에서 비대칭과 대칭 분열 모드가 공존하는 이유를 밝히는 것.
• 256Fm–260Fm 이sovotopes 체인 전반에 걸쳐 분열 경로를 형성하는 셸 효과와 핵의 탈형성의 역할을 규명하는 것.
• 정적 분열 경로—대칭-콤팩트, 대칭-연장, 비대칭-연장—를 식별하고 특성화하여 서로 다른 분열 구성에 도달하는 것.
• 256Fm에서 비대칭 분열에서 260Fm로의 대칭 분열로의 전이를 분열 경로를 따라의 결합 에너지와 형태 변화를 통해 설명하는 것.

제안 방법

• 입자-홀 채널에서 SkM* 효과적 힘을 사용한 자기일관성 있는 스카이름-하트리-폭크+BCS(SHF+BCS) 프레임워크를 적용한다.
• 입자-입자 채널에서는 연령성 페어링 상호작용을 사용하며, 252Fm의 실험적 페어링 갭을 재현하기 위해 강도 매개변수를 조정한다.
• HFODD 코드를 사용하여 계산을 수행하며, 3D 카르테시안 탈형성 조화진동자 기저를 사용하고, 1140개의 단일입자 상태(17개의 옥시레이터 셸)를 포함한다.
• 분열 경로는 질량 이중극모멘트(Q20)로 제약되며, 이 경로를 따라 총 결합 에너지(Etot)와 질량 16극모멘트(Q40)를 계산한다.
• 구성의 안정성은 에너지와 형태 변화를 추적하여 분석하며, 특히 분열점 근처에서 경로가 불안정하거나 분기할 수 있는 지점을 중점적으로 고려한다.
• 셸 효과의 역할은 특히 이중으로 마법의 132Sn 근처에서 이sovotopes 간의 분열 경로를 비교함으로써 평가된다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 256Fm, 258Fm, 260Fm에서 주요 분열 경로는 무엇이며, 에너지와 형태 변화에서 어떻게 다릅니까?
• RQ2 왜 258Fm는 두 개의 별도의 TKE 피크를 보이는 이중모드 분열을 나타내지만, 256Fm는 비대칭 분열을, 260Fm는 대칭 분열을 나타내나요?
• RQ3 이중 마법의 132Sn 근처의 셸 효과는 페르뮴 이sovotopes 전반에 걸쳐 분열 모드 선택에 어떻게 영향을 미치나요?
• RQ4 이러한 무거운 핵의 분열 역학에서 삼축성과 형태 공존의 역할은 무엇입니까?
• RQ5 세 이sovotopes 간의 분열점 구성은 어떻게 다릅니다. 그리고 이들의 운동에너지 분포는 무엇에 의해 결정되나요?

주요 결과

• 256Fm에서는 비대칭-연장 분열 경로(aEF)가 에너지적으로 유리하며, Q20 ≈150 b에서 좁은 외부 장벽이 존재하여 관측된 비대칭 분열을 설명한다.
• 258Fm에서는 대칭-콤팩트(sCF) 및 대칭-연장(sEF) 경로가 모두 열려 있고 경쟁적으로 작용하며, sCF 경로는 높은-TKE 모드에 대응하고 sEF 경로는 낮은-TKE 모드에 대응하여 이중모드 분열을 설명한다.
• 258Fm에서 비대칭 경로(aEF)는 낮은-TKE 모드에 작은 기여를 하며, 이는 이중 가우시안 TKE 분포를 관측한 실험 결과와 일치한다.
• 260Fm에서는 외부 장벽이 없기 때문에 유일하게 이용 가능한 분열 모드는 대칭-콤팩트(sCF) 경로이며, 이는 원형 조각이 분열점에서 형성되는 순수한 대칭 분열을 이끈다.
• sCF의 분열점 구성은 모든 이sovotopes에서 Q20 ≈260 b에서 발생하지만, sEF 경로는 258Fm에서만 Q20 ≈810 b에서 분열점에 도달한다.
• 256Fm에서 Q20 ≈430 b, 258,260Fm에서 Q20 ≈470 b에서 aEF 경로의 불안정성은 한 조각이 원형이고 다른 한 조각이 연장된 형태로 분열하는 분열점에 해당하며, 더 무거운 이sovotopes에서 콤팩트-원형 분열로의 전이를 확인한다.