[论文解读] Bimodal fission in the Skyrme-Hartree-Fock approach

A. Staszczak, J. Dobaczewski+1 more|ArXiv.org|Dec 4, 2006

Nuclear physics research studies被引用 4

一句话总结

本研究采用 Skyrme-Hartree-Fock+BCS 框架（SkM* 力和成对价力）研究了 256Fm、258Fm 和 260Fm 中的自发裂变。识别出三条静态裂变路径——对称-紧凑型、对称-延展型和不对称-延展型，表明 256Fm 倾向于不对称裂变，258Fm 因对称路径的竞争而表现出双峰裂变，而 260Fm 则发生纯粹的对称裂变，解释了镄同素异形体中裂变行为的观测转变。

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.

研究动机与目标

• 理解镄同素异形体中双峰裂变的起源，特别是 258Fm 中不对称与对称裂变模式共存的原因。
• 确定壳效应与核形变在 256Fm–260Fm 同素异形体链中塑造裂变路径的作用。
• 识别并表征导致不同裂变点构型的静态裂变路径——对称-紧凑型、对称-延展型和不对称-延展型。
• 通过沿裂变路径的结合能与形变演化，解释从 256Fm 的不对称裂变到 260Fm 的对称裂变的转变。

提出的方法

• 采用自洽的 Skyrm-Hartree-Fock+BCS (SHF+BCS) 框架，粒子-空穴通道使用 SkM* 有效力。
• 粒子-粒子通道采用成对价力，强度参数经调整以重现 252Fm 中的实验成对隙。
• 利用 HFODD 程序进行计算，采用三维笛卡尔形变谐振子基，包含 1140 个单粒子态（17 个振子壳层）。
• 通过质量四极矩（Q20）约束裂变路径，沿路径计算总结合能（Etot）和质量六十四极矩（Q40）。
• 通过追踪能量与形变演化分析构型稳定性，尤其关注裂变点附近路径可能变得不稳定或分叉的情况。
• 通过比较同素异形体间的裂变路径，评估壳效应的作用，特别是靠近双幻数 132Sn 附近的壳效应。

实验结果

研究问题

• RQ1 256Fm、258Fm 和 260Fm 中的主要裂变路径是什么？它们在能量与形变演化上如何不同？
• RQ2 为何 258Fm 表现出双峰裂变（具有两个明显的 TKE 峰），而 256Fm 显示不对称裂变，260Fm 显示对称裂变？
• RQ3 靠近双幻数 132Sn 的壳效应如何影响这些镄同素异形体中裂变模式的选择？
• RQ4 轴向不对称性与形变共存如何在这些重核的裂变动力学中发挥作用？
• RQ5 这三种同素异形体的裂变点构型有何不同？其动能分布由什么决定？

主要发现

• 在 256Fm 中，不对称-延展型裂变路径（aEF）在能量上占优，其在 Q20 ≈150 b 处具有狭窄的外垒，解释了观测到的不对称裂变。
• 在 258Fm 中，对称-紧凑型（sCF）和对称-延展型（sEF）路径均开放且相互竞争，其中 sCF 路径对应高 TKE 模式，sEF 路径对应低 TKE 模式，解释了双峰裂变现象。
• 258Fm 中的不对称路径（aEF）对低 TKE 模式的贡献较小，与实验观测到的双高斯 TKE 分布一致。
• 在 260Fm 中，仅对称-紧凑型（sCF）路径可实现，因缺乏外垒，导致纯粹的对称裂变，裂变点处碎片为球形。
• sCF 裂变路径的裂变点出现在所有同素异形体中 Q20 ≈260 b 处，而 sEF 路径仅在 258Fm 中于 Q20 ≈810 b 处达到裂变点。
• 在 Q20 ≈430 b（256Fm）和 Q20 ≈470 b（258,260Fm）处，aEF 路径的不稳定性对应于一个球形碎片与一个延展碎片的裂变，证实了重同素异形体中向紧凑-球形裂变的转变。