Ученые описали "поведение" осколков деления ядра атома
29.07.2025 07:00
Эта модель имеет потенциал улучшить контроль над ядерными процессами как на атомных электростанциях, так и в области ядерной медицины. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, были опубликованы в журнале Physical Review C.
Важно отметить, что в ходе деления атомного ядра происходит последовательное изменение его формы на несколько стадий. Сначала ядро принимает форму "шара" или "эллипсоида", затем оно переходит в состояние "гантели", и, наконец, в момент разрыва образуются два осколка. Этот процесс является ключевым для понимания ядерных реакций и является основой для различных технологических приложений.Изначально делящееся ядро атома с четным количеством протонов и нейтронов находится в состоянии с нулевым полным моментом импульса, который также называется "нулевым спином". После деления этого ядра его осколки начинают вращаться, приобретая моменты импульса в диапазоне от 0 до 10.Ученые разработали модель, которая позволяет квантово-механически описать процесс формирования моментов импульса осколков. Этот процесс обусловлен угловыми колебаниями, возникающими в делящемся ядре непосредственно перед его разрывом.Важно отметить, что деление ядра может происходить различными способами, и в результате образуется не просто два определенных осколка, а огромное количество разнообразных пар. Каждая из этих пар осколков обладает своими уникальными характеристиками и свойствами, что делает процесс деления ядра атома еще более интересным и сложным для изучения.Исследование, проведенное в рамках нашего проекта, представляет собой квантово-механическую модель, которая позволяет оценить вероятность образования осколков различной массы и заряда, а также вычислить распределения их моментов импульса. Эту концепцию раскрыл профессор Николай Антоненко, руководитель проекта и специалист по математике и математической физике в Инженерной школе ядерных технологий Томского политеха.Одним из ключевых аспектов модели является рассмотрение углового движения фрагментов деления в точке разрыва как независимых колебаний малой амплитуды в окрестности касательной конфигурации. Такие колебания генерируют угловой момент, который компенсируется вращением всей системы. Таким образом, наша модель позволяет объяснить пилообразную зависимость углового момента фрагмента от его массы.Ученый пояснил, что при делении ядра образуются два фрагмента, находящихся в определенных вращательных состояниях, излучающих гамма-кванты при распаде. Новая модель, предложенная им, поможет идентифицировать эти фрагменты, определяя их массу, заряд, момент импульса и энергии излученных гамма-квантов.Полученное фундаментальное знание не только расширит наши представления о процессе деления ядра, но и позволит лучше понять распределение энергии и углового момента между осколками. Это также поможет выявить, какие моды движения влияют на характеристики осколков деления и какие процессы происходят в делящемся ядре перед его разрывом.Он подчеркнул, что изучение этих аспектов ядерного деления имеет важное значение не только для фундаментальной науки, но и для практических приложений, связанных с ядерной энергетикой и медициной.Изучение данных, полученных в ходе исследования, может послужить основой для разработки принципов управления процессом деления ядра с целью повышения выхода определенных фрагментов. Важно также учитывать зависимость углового момента осколка деления от полной кинетической энергии осколков, что позволит более глубоко понять физические процессы, происходящие при делении ядра. Дальнейшие исследования планируются с целью более детального анализа этих взаимосвязей и определения возможных практических применений полученных результатов.Источник и фото - ria.ru
