Wetenschap
Figuur A:Evolutie van het splijtingssysteem als functie van de tijd. De totale tijd tussen links en rechts is 20,4 zeptoseconde (1 zeptoseconde =10-21 s). Krediet:Universiteit van Tsukuba
Kernsplijting is een proces waarbij een zware kern in tweeën splitst. De meeste actinidenkernen (plutonium, uranium, curium, etc) splijting asymmetrisch met een groot fragment en een klein. empirisch, het zware fragment presenteert gemiddeld een xenon-element (met ladingsgetal Z=54) onafhankelijk van de aanvankelijke splijtingskern. Het is al lang een puzzel geweest om het mechanisme te begrijpen dat het aantal protonen en neutronen in elk van de twee fragmenten bepaalt.
De verwachting was dat de vervorming van de fragmenten een rol zou kunnen spelen. Inderdaad, de atoomkernen kunnen verschillende vormen hebben, afhankelijk van hun interne structuur. Sommige zijn bolvormig, de meeste zijn vervormd als een rugbybal en een paar hebben een peervormige vervorming. De interne structuur van de kernen varieert als functie van het aantal protonen en neutronen waaruit de kernen bestaan.
Om het splijtingsproces dynamisch te beschrijven, de stand van de techniek van de nucleaire theorie is gebruikt door Guillaume Scamps (University of Tsukuba) en Cédric Simenel (Australian National University). Deze simulatie van de kernsplijting maakt gebruik van de kwantummechanica om rekening te houden met de beweging van de nucleonen in de kernen en maakt gebruik van adequate vereenvoudigingen om het veeldeeltjesprobleem op te lossen.
Met behulp van dat model, in het geval van de 240Pu, het is gebleken dat de splijtingsfragmenten bij voorkeur peervormig zijn gevormd (zie figuur). Deze peervormige vervorming is te wijten aan de sterke Coulomb-afstoting van de twee fragmenten. Deze initiële vervorming is gunstig voor kernen die peervormig zijn in hun grondtoestand. Dit is het geval voor het Xenon vanwege enkele interne structuureffecten die verband houden met een aantal protonen Z=54.
Dit mechanisme is sterk genoeg om de verdeling van nucleonen in verschillende splijtingssystemen sterk te beïnvloeden. Dit mechanisme is gevonden in simulaties van de splijting van 230Th, 234U, 236U, 246Cm en 250Cf in overeenstemming met de experimentele waarnemingen.
Deze bevindingen kunnen in de toekomst verklaren, verrassende recente waarnemingen van asymmetrische splijting van lichtere dan loodkernen, en het verbeteren van voorspellingen van splijtingseigenschappen van exotische kernen die van invloed zijn op de overvloed aan elementen die in de astrofysische processen worden geproduceerd.
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com