Ученые описали "поведение" осколков деления ядра атома
29.07.2025 07:00
Этот значимый шаг в науке открывает новые возможности для контроля ядерных процессов в различных областях, включая атомные электростанции и медицину. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в журнале Physical Review C.
При делении атомного ядра происходит последовательное изменение его формы на различных этапах. Сначала ядро принимает форму "шара" или "эллипсоида", затем оно превращается в "гантель", а в момент разрыва образуются два осколка. Эта динамика частиц при делении атомного ядра теперь более понятна благодаря новой модели.Таким образом, разработанная физико-математическая модель не только поможет ученым лучше понять процессы деления атомных ядер, но и предоставит возможность более эффективного управления этими процессами в различных областях применения ядерной энергетики и медицины.Исследования показывают, что при делении ядра атома с четным количеством протонов и нейтронов, изначально находящегося в состоянии с нулевым полным моментом импульса, его осколки приобретают моменты импульса от 0 до 10. Этот процесс связан с вращением осколков после деления.Ученые разработали модель, которая подробно описывает формирование моментов импульса осколков в результате деления ядра. Они обнаружили, что угловые колебания, возникающие в делящемся ядре перед разрывом, играют ключевую роль в этом процессе.Деление ядра может происходить различными способами, и в результате образуется не два определенных осколка, а множество разнообразных пар. Это свидетельствует о сложности и многообразии ядерных реакций, которые могут происходить в результате деления атомов.Важным аспектом нашего исследования является предложенная квантово-механическая модель, которая позволяет не только определить вероятность образования осколков различной массы и заряда, но и рассчитать распределения их моментов импульса. Руководитель проекта, профессор отделения математики и математической физики Инженерной школы ядерных технологий Томского политеха Николай Антоненко, подчеркнул значимость этой модели.Угловое движение фрагментов деления в точке разрыва, по мнению Николая Антоненко, можно рассматривать как независимые колебания фрагментов малой амплитуды в окрестности касательной конфигурации. Это позволяет лучше понять процессы, происходящие при делении ядер.Кроме того, модель объясняет пилообразную зависимость углового момента фрагмента от его массы. Угловой момент, порождаемый колебаниями, уравновешивается вращением системы в целом. Такой подход позволяет более глубоко исследовать физические явления, связанные с делением ядерных частиц.Ученый пояснил, что при делении ядра образуются два фрагмента, находящихся в определенных вращательных состояниях, и при распаде этих состояний излучаются гамма-кванты. Предложенная им модель поможет идентифицировать фрагменты деления, определяя их массу, заряд, момент импульса, на основе энергий излученных гамма-квантов.Это фундаментальное знание, как подчеркнул ученый, сыграет ключевую роль в понимании процесса распределения энергии и углового момента между осколками при делении ядра. Он также отметил, что изучение мод движения, возникающих в делящемся ядре перед разрывом, поможет определить влияние этих мод на характеристики осколков деления.Исследователи намерены провести анализ данных, полученных в результате экспериментов, чтобы выявить принципы управления делением ядра с целью повышения выхода определенных фрагментов. Одним из ключевых направлений исследования является изучение взаимосвязи между угловым моментом осколка деления и полной кинетической энергией осколков. Эти данные могут стать основой для разработки новых стратегий управления делением ядра и оптимизации процессов разделения атомных частиц.Источник и фото - ria.ru
