Ученые описали "поведение" осколков деления ядра атома

Эта модель считается важным инструментом для управления процессами в атомных электростанциях и в области ядерной медицины, по мнению авторов исследования. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, были опубликованы в журнале Physical Review C.

Важным этапом в процессе деления атомного ядра является последовательное изменение его формы на несколько стадий. Сначала ядро представляет собой "шар" или "эллипсоид", затем оно принимает форму "гантели", а в момент разрыва образуются два осколка. Этот процесс динамичен и сложен, и понимание его характеристик имеет большое значение для различных областей науки и техники.

Изначально ядро атома с четным количеством протонов и нейтронов находится в состоянии с нулевым полным моментом импульса, но после деления его осколки начинают вращаться и приобретают моменты импульса от 0 до 10. Ученые разработали модель, которая описывает формирование моментов импульса осколков на квантовом уровне, объясняя это угловыми колебаниями, возникающими в ядре перед разрывом.

Существует разнообразие способов деления ядра, и в результате образуется множество разнообразных пар осколков. Квантовая механика позволяет понять, как происходит эволюция моментов импульса в процессе деления ядра атома. Данный процесс исследуется с использованием теоретических моделей и экспериментальных данных.

Инженерная школа ядерных технологий Томского политеха разработала квантово-механическую модель, которая позволяет прогнозировать вероятность образования осколков различной массы и заряда. Руководитель проекта, профессор Николай Антоненко, подчеркнул, что данная модель также способна рассчитывать распределения величин моментов импульса фрагментов деления.

Важным аспектом модели является рассмотрение углового движения фрагментов деления в точке разрыва как независимых колебаний малой амплитуды в окрестности касательной конфигурации. По мнению профессора, угловой момент, порождаемый такими колебаниями, компенсируется вращением системы в целом. Таким образом, модель объясняет пилообразную зависимость углового момента фрагмента от его массы и является важным инструментом для изучения процессов деления.

Ученый пояснил, что при делении ядра образуются два фрагмента, находящихся в определенных вращательных состояниях, излучая гамма-кванты при распаде этих состояний. Предложенная им модель поможет идентифицировать фрагменты деления, определяя их массу, заряд, момент импульса, основываясь на энергиях излученных гамма-квантов.

Это фундаментальное знание открывает новые возможности для понимания распределения энергии и углового момента между осколками при делении ядра. Ученый также подчеркнул, что изучение модов движения, возникающих в делящемся ядре перед его разрывом, позволит лучше понять характеристики осколков деления и их взаимосвязь.

Исследователи намерены провести дальнейшие исследования, чтобы выяснить, как угловой момент осколка деления зависит от полной кинетической энергии осколков. Полученные данные могут послужить основой для разработки принципов управления делением ядра с целью повышения выхода определенных фрагментов. Это исследование открывает новые перспективы в области ядерной физики и позволяет лучше понять процессы, происходящие в результате деления ядра.

Источник и фото - ria.ru