2
СОДЕРЖАНИЕ СОДЕРЖАНИЕ ---------------------
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМА СОХРАНЕНИЯ ПРОЕКЦИИ СПИНА ДЕФОРМИРОВАННОГО ДЕЛЯЩЕГОСЯ ЯДРА НА ЕГО ОСЬ СИММЕТРИИ И КОРИОЛИСОВО ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ----- 13
1.1. Основные закономерности низкоэнергетического вынужденного деления ядер-актинидов нейтронами и у-квантами-----------------------------------------------------
13
1.2. Кориолисово взаимодействие как единственный источник влияния квантового вращения аксиально-симметричного деформированного ядра на его внутренние состояния дискретного спектра---------------------------------------21
1.3. Динамическое усиление кориолисова взаимодействия для возбужденных статистических состояний деформированных ядер ---------------------------------------------------- 27
1.4. Кориолисово взаимодействие во второй яме потенциала деформации и низкоэнергетическое деление ядер-акгинидов — 32
ГЛАВА 2. Г-НЕЧЕТНЫЕ АСИММЕТРИИ В ТРОЙНОМ ДЕЛЕНИИ ЯДЕР ХОЛОДНЫМИ ПОЛЯРИЗОВАННЫМИ НЕЙТРОНАМИ С ВЫЛЕТОМ АЛЬФА-ЧАСТИЦ И КОРИОЛИСОВО ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ----------------------------------35
2.1. TRI- и ROT- асимметрии в дифференциальных сечениях реакций тройного деления ядер холодными поляризованными нейтронами с вылетом «-частиц--------------------------
2.2. Волновая функция делящегося ядра и дифференциальные сечения реакции (п, /) тройного деления ядер холодными поляризованными нейтронами с вылетом «-частиц без учета кориолисова взаимодействия --------------------
2.3. Кориолисово взаимодействие как источник влияния квантового вращения деформированного делящегося ядра на его внутренние состояния непрерывного спектра----------
2.4. Дифференциальное сечение реакции (я, /) тройного деления ядер холодными поляризованными нейтронами с вылетом «-частиц при учете кориолисова взаимодействия -
2.5. Квантовое описание Г-нечетных TRI- и ROT- асимметрий —
ГЛАВА 3. Г-НЕЧЕТНЫЕ АСИММЕТРИИ В УГЛОВЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЯХ ПРЕДРАЗРЫВНЫХ И
ИСПАРИТЕЛЬНЫХ ГАММА-КВАНТОВ ПРИ ДЕЛЕНИИ ЯДЕР ХОЛОДНЫМИ ПОЛЯРИЗОВАННЫМИ НЕЙТРОНАМИ И КОРИОЛИСОВО ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ-------------------------------
3.1. Механизмы возбуждения в процессе деления ядер гигантских изовекторных дипольных электрических резонансов и природа предразрывных у-квантов -------------------------------
3.2. Дифференциальное сечение реакции (n,yf ) деления ядер холодными поляризованными нейтронами с вылетом предразрывных т'-квантов без учета влияния вращения поляризованного делящегося ядра------------------------
4
3.3 Г-нечетные асимметрии в угловых распределениях предразрывных /-квантов ------------ --------------
3.4. Анизотропия в угловых распределениях испарительных /-квантов и механизмы ориентации и накачки относительных орбитальных моментов и спинов фрагментов деления неполяризованных ядер------------------------------
3.5. Дифференциальное сечение реакции (я,//) деления ядер
холодными неполиризованными нейтронами с вылетом испарительных /-квантов без учета влияния вращения поляризованного делящегося ядра--------------------
3.6. Т-нечетные асимметрии в угловых распределениях испарительных /-квантов----------------------------
ЗАКЛЮЧЕНИЕ-------------------------------------------
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ВЫСТРАИВАНИЕ БОЛЬШИХ ПО ВЕЛИЧИНЕ СПИНОВ ФРАГМЕНТОВ ДЕЛЕНИЯ И АНИЗ ОТР ОПИЯ В УГЛОВОМ РАСПРЕДЕЛЕНИИ ИСПАРИТЕЛЬНЫХ ГАММА-КВАНТОВ -------------------------
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ВНУТРЕННИЙ МЕХАНИЗМ ОРИЕНТАЦИИ И НАКАЧКИ БОЛЬШИХ ЗНАЧЕНИЙ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ОРБИТАЛЬНЫХ МОМЕНТОВ И СПИНОВ ФРАГМЕНТОВ ДЕЛЕНИЯ И ПРИНЦИП НЕОПРЕДЕЛННОСТИ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ---------------------------------------------
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ------------------------------------
83
90
98
101
106
108
112
118
5
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ.
TRI-асимметрия - триплетная Т-нечетная асимметрия, обнаруженная впервые при делении ядра 2nU холодными поляризованными нейтронами.
ROT-асимметрия - Т-нечетная асимметрия, связанная с вращением (rotation) делящегося ядра, обнаруженная впервые при делении ядра nsU холодными поляризованными нейтронами.
НРС - нейтронные резонансные состояния.
УРФ - угловые распределения фрагментов.
ГИДЭР - гигантский изовекторный дипольный электрический резонанс.
л.с.к. - лабораторная система координат.
в.с.к. - внутренняя система координат.
пдс - переходные делительные состояния.
6
ВВЕДЕНИЕ
Экспериментальные исследования различных сторон явления деления атомных ядер, открытого около 70 лет назад и лежащего в основе активно развиваемой сегодня атомной энергетики, интенсивно продолжаются в настоящее время в ведущих ядерных центрах Европы, США и России. В этих исследованиях сравнительно недавно был открыт новый вид деления ядер -четверное деление. Накапливается информация о делении и родственных ему явлениях для широкого круга ядер в реакциях при высоких энергиях. Анализируются Р-нсчетные, Р-четные и сравнительно недавно открытые Т-нечетные корреляции для различных частиц, испускаемых на различных стадиях двойного и тройного деления ядер. Ведется интенсивный поиск выходов предразрывных нейтронов и /-квантов, вылетающих из делящегося ядра еще до его разрыва на фрагменты деления. Близок к завершению эксперимент по измерению угловых распределений фрагментов спонтанного деления выстроенных в сильных магнитных полях при сверхнизких температурах нечетных ядер, позволяющий получить прямую информацию о сохранении в процессе деления проекции спина аксиально-симметрического делящегося ядра на его ось симметрии.
Вместе с тем, используемая в настоящее время теория деления во многом носит макроскопический характер, связанный с гидродинамическими (капельная модель ядра с учетом оболочечных поправок) и термодинамическими (распределение Гиббса, уравнения Ланжевена) характеристиками делящихся ядер, и не имеет последовательного квантовомеханического звучания.
Развиваемая, начиная с 2002 года, квантовая теория деления [1-14], основанная на формализме квантовой теории систем многих частиц [15-16] и многочастичных теорий ядерных реакций [17-20], позволяет последовательным и непротиворечивым образом объяснить как существующие экспериментальные данные, так и предсказывать новые
7
явления, связанные с делением ядер. В ней используются понятия волновых функций делящейся системы и продуктов деления, амплитуд и фаз делительных ширин и естественным образом описываются интерференционные эффекты в угловых распределениях продуктов деления при строгом учете законов сохранения не только энергии, но и полного момента количества движения делящейся системы. При этом квантовая теория деления аккумулирует уже развитые ранее квантовые подходы к задачам деления, например, предложенные в работах [21-24], и существенно опирается на базовые результаты обобщенной модели ядра [25] и представления традиционной теории деления [26, 25]. Поэтому тема диссертации, связанная с исследованием в рамках квантовой теории деления важных, но недостаточно изученных свойств низкоэнергетического двойного и тройного деления ядер, которые определяются взаимодействием вращательных и внутренних мод движения делящегося ядра, является актуальной. Тем более, что, наряду с развитием новых теоретических представлений, связанных с физикой деления ядер, в диссертации находят свое объяснение результаты новейших экспериментов по Т-нечетным асимметриям для «-частиц [27-30] и /-квантов [31], вылетающих при делении ядер-актинидов холодными поляризованными нейтронами.
Работа выполнена в рамках НИР - № государственной регистрации 0120.085.3020 - по Аналитической Ведомственной Целевой Программе «Развитие научного потенциала Высшей Школы» и поддержана грантами РФФИ (№06-02-16853а, №09-02-00653), ШТЛ8 (№03-51-6417).
Целью диссертации является исследование влияния кориолисова взаимодействия на квантовую динамику двойного и тройного низкоэнергетического деления ядер.
Для реализации этой цели в работе решаются следующие основные задачи:
8
1. Введение кориолисовых сил как единственного источника влияния квантового вращения деформированной аксиально-симметричной делящейся системы на ее внутренние состояния, связанные не только с дискретным, но и с непрерывным энергетическим спектром.
2. Анализ кориолисова смешивания проекций К спина J делящегося ядра на его ось симметрии для нейтронных резонансных состояний второй ямы потенциала деформации делящегося ядра.
3. Исследование характеристик Г-нечетных TRI- и ROT- асимметрий в угловом распределении а-частиц, вылетающих в тройном делении ядер холодными поляризованными нейтронами, при последовательном учете кориолисова взаимодействия четных и нечетных орбитальных моментов а-частицы с полным спином поляризованного делящегося ядра и интерференции делительных амплитуд нейтронных резонансов первой ямы потенциала деформации ядра.
4. Анализ механизмов возбуждения и распада гигантских изовекторных дипольных электрических резонансов (ГИДЭР) в делящихся ядрах для предсказания характеристик предразрывных /-квантов.
5. Исследование влияния сильной связи каналов двойного и тройного деления ядер на амплитуды делительных ширин в рамках последовательно квантово-механической схемы.
6. Анализ Г-нечетных асимметрий в угловых распределениях предразрывных и испарительных /-квантов, испускаемых при делении ядер холодными поляризованными нейтронами, с учетом влияния вращения поляризованного делящегося ядра на характер движения указанных /-квантов и интерференции делительных амплитуд нейтронных резонансных состояний первой ямы потенциала деформации делящегося ядра.
Результаты, представленные в диссертации, являются новыми. В рамках квантовой теории деления впервые:
9
1) показано, что кориолисово взаимодействие является значимым не только для описания характеристик связанных состояний деформированного аксиально-симметричного ядра, но и для анализа угловых и энергетических распределений продуктов распада и деления указанного ядра, относящихся к состояниям его непрерывного энергетического спектра.
2) продемонстрировано отсутствие заметного кориолисова смешивания проекций спина делящегося ядра на его ось симметрии для нейтронных резонансных состояний ядра второй ямы его потенциала деформации. Это позволило снять ряд противоречий в физике деления ядер, отмеченных в монографии [25].
3) проведено последовательное квантовое описание природы Т-нечетных TRI- и ROT- ассиметрий в угловых распределениях а -частиц, испускаемых в делении ядер холодными поляризованными нейтронами, с учетом различного влияния кориолисова взаимодействия на движение а — частиц с нечетными и четными орбитальными моментами и интерференции делительных амплитуд нейтронных резонансных состояний первой ямы потенциала деформации делящегося ядра.
4) изучены механизмы появления и характеристики предразрывных у-квантов, испускаемых делящимся ядром еще до его разрыва на фрагменты деления.
5) при использовании последовательно квантово-механической схемы расчета продемонстрированы два механизма влияния сильной связи каналов деления па амплитуды делительных ширин - внутренний, определяемый структурой оболочечных форм-факторов деления, и внешний, обусловленный сильной несферичностыо фрагментов деления. Указанные механизмы влияния приводят соответственно к внутреннему и внешнему механизмам ориентации и накачки больших значений относительных орбитальных моментов и спинов первичных фрагментов делении, проявляющихся в их угловых и спиновых распределениях.
10
6) рассчитаны характеристики Г-нечетпых асимметрий предразрывных и испарительных /-квантов, испускаемых при делении ядра холодными поляризованными нейтронами, и доказано, что экспериментально наблюдаемая [31] Г-нечетная асимметрия для /-квантов, сопровождающих деление ядер, соответствует ROT- асимметрии и связана не с предразрывными [31], а только с испарительными /-квантами, испускаемыми термализованными первичными фрагментами после эмиссии из них испарительных нейтронов.
Научная ценность результатов. полученных в диссертации, определяется тем, что они развивают квантовую теорию деления в направлении последовательного учета влияния вращения делящегося ядра на характеристики его внутренних состояний при использовании кориолисова взаимодействия. В диссертации фактически получило завершение важное для физики низкоэнергетического деления представление о сохранении проекций спина делящегося ядра на его ось симметрии во всех областях деления, начинающихся со спуска делящегося ядра с внутреннего барьера деления. Кроме того, доказано существование не только внешнего, но и внутреннего механизма накачки больших значений относительных орбитальных моментов и спинов фрагментов деления, заметно превосходящих по величине полный спин делящегося ядра. Последний результат позволяет, во-первых, объяснить факт вылета фрагментов деления в направлениях, приблизительно коллинеарных с направлением оси симметрии делящегося ядра, во вторых, показать, что спины первого и второго фрагментов деления ориентированы в направлениях, приблизительно параллельных друг другу и перпендикулярных направлению вылета указанных фрагментов, и, в-третьих, понять природу связанных с ориентацией и большой величиной спинов фрагментов деления заметных
- Київ+380960830922