«ДИНАМИКО-СТАТИСТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАХВАТА ПРИ СЛИЯНИИ ТЯЖЕЛЫХ ЯДЕР» Р.А. Анохин* * E - mail: ННЦ ХФТИ, ул. Академическая, 1, Харьков СЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ ЯДЕР

ВВЕДЕНИЕ Z – 120, 126 N – 184. Синтез и изучение свойств сверхтяжелых элементов является одним из основных направлений развития современной ядерной физики. Этими работами, в основном, занимаются 4 лаборатории: LBNL в Беркли (США), GSI в Дармштадте (Германия), RIKEN в Вако (Японии) и ОИЯИ в Дубне (Россия). Однако, в 1963 году в Харьковском физико-техническом институте на линейном ускорителе тяжелых ионов были получены экспериментальные результаты по слиянию ядер. В настоящее время на ускорителях получено несколько десятков СТЭ вблизи острова стабильности, однако, пока не найдено прямых реакций для получения стабильных СТЭ.

МОДЕЛЬ КОЛЛЕКТИВИЗАЦИИ НУКЛОНОВ

Потенциал взаимодействия Схематическое изображение взаимодействующих ядер в точке касания и обозначение углов и величин. (b 1, a 1 ) и (b 2,, a 2 ) большая и малая полуоси ядер. Потенциал взаимодействия двух деформируемых ядер может быть записан в виде: - Кулоновский потенциал - Ядерный потенциал - Центробежный потенциал Форма аксиально-симметричного деформированного ядра: P λ – полиномы Лежандра, R 0 - радиус сферического ядра с тем же объемом, что и деформированного, λ 0λ 0|λ0- коэффициенты Клебша-Гордона, β λ - параметр деформации мультипольности λ=2, 3, …

Кулоновский и центробежный потенциалы В данной работе рассматривается только квадрупольная деформация, тогда Кулоновский потенциал равен: Общий вид Кулоновского потенциала: Для центробежного потенциала использовалось выражение для твердотельного момента инерции ядерной системы:

Ядерный потенциалы Разница между рассчитанным теоретическим кулоновским барьером Для расчета ядерного потенциала используют: 1. Оптические потенциалы Саксона-Вудса, 2. Потенциалы однократной (folding-1) и двойной (folding-2) сверток, 3. Модификации потенциалов короткодействующих сил (proximity) (Prox 77, Prox 88, Prox 00, Prox 00DP, Bass 80, Ngo 80, AW 95 и Denisov DP), 4. Потенциалы плотности энергий. Практически все вышеперечисленные потенциалы ложатся в ошибку определения - 5%. Разница между рассчитанным теоретическим кулоновским барьером E 0f и измеренным экспериментально Е 0f, представленная в зависимости от произведения атомных номеров ядра-мишени Z t и налетающего ядра Z p. Расчеты ядерного потенциала были проведены методами: а) ОПСВ, б) свертки, в) короткодействующих сил. Светлые кружки – экспериментальные данные, охватывающие интервал измерений сечения от 100 до 500 мб; темные кружки – данные, охватывающие менее полный интервал измерений.

Ядерный (Proximity) потенциал Сравнение ядерных потенциалов При расчетах использовался потенциал короткодействующих сил (proximity), получен в предположении о том, что энергия взаимодействия двух ядер записывается: Сравнение потенциалов взаимодействия ядер 48 Ca Pb. Сплошная кривая – фолдинг потенциалы (Мигдала), штрихпунктирная – потенциал proximity, точечная – фолдинг- потенциал (M3Y-Reid-взаимодействием). Зависимость ядеро-ядерного потенциала от расстояния между центрами ядер и ориентации.

ЗАХВАТ Динамический формализм Начальные и граничные условия.,

ЗАХВАТ Статистический формализм Максимальное значение углового момента рассчитывается из энергетического баланса в точке контакта взаимодействующих ядер: - энергия необходимая для преодоления барьера квазиделения, определяемая из динамики взаимодействия. - разность энергий возбуждения тяжелого и легкого ядер.

Динамика взаимодействия

Угловой момент

Кинетическая энергия столкновения

Вероятность и сечение захвата

Массовая и зарядовая асимметрия

Энергия возбуждения

Сравнение с экспериментом РеакцияКинетическая энергия, МэВ Энергия возбуждения (эксперимент), МэВ Энергия возбуждения (расчет), МэВ – – – – ~ – – – – – – – – – – – – – – – ~ – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – 42.3

Выводы - Была разработана динамико-статистическая модель для описания процесса захвата в реакциях синтеза СТЭ. - Определена роль динамики изменения относительного углового момента в процессе захвата. Так как в ходе взаимодействия значение углового момента уменьшается, а, следовательно, барьер квазиделения увеличивается, что уменьшает вероятность его преодоления. - Показано определяющее влияние энергии возбуждения на вероятность захвата. Так как она определяет вероятность преодоления барьера квазиделения. - Показано, что при увеличении массовой асимметрии увеличивается ядерный потенциал, что приводит к увеличению барьера квазиделения. А при увеличении зарядовой асимметрии уменьшается кулоновский потенциал, что приводит к уменьшению кулоновского барьера. Соответственно увеличивается сечение захвата. - Определено, что при нечетно-нечетных взаимодействующих ядрах сечение выше, чем при четно-четных. -Диапазоном кинетической энергии, в котором необходимо проводить экспериментальные работы являются значения, при которых сечения захвата увеличиваются от нуля до максимума. Так как при данных значениях кинетической энергии критическое значение углового момента высокое, а энергия возбуждения низкая, что приводит к увеличению сечения образования и вероятности выживания нового СТЭ. -На мой взгляд наиболее перспективными реакциями по синтезу 120 элемента являются реакции Ni+U, Fe+Pu, Cr+Cm и Ti+Cf. На данный момент в ННЦ ХФТИ проводятся работы по созданию ускоряющей структуры которая позволит провести эксперименты с данными реакциями.

СЛИЯНИЕ ЯДЕР УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ДЯС Для постановки экспериментов на ускорителях по изучению реакций глубоконеупругих передач при взаимодействии тяжелых ионов, с максималь ным выходом интересующих изотопов СТЭ, выбор начальной изотопной комбинации пучка-мишень и кинетической энергии пучка являются определя ющим. Это основные параметры, которые можно изменять при планировании и проведении эксперимен тальных работ. В настоящее время в ННЦ ХФТИ прово дятся работы по созданию линейного ускорителя для использования пучков Ti, Cr, Fe, Ni.

Динамическая концепция двойной ядерной системы ДК ДЯС Захват + квазиделение+нуклонные переходы Решение уравнений Шредингера для непрерывного (нестационарное) и дискретного (стационарное) спектра. Как только на ряду с индивидуальными энергетическими уровнями появляются коллективные (общие), тогда включается нестационарное уравнение Шредингера для перехода нуклонов из фрагментов ДЯС. +

Спасибо за внимание!