Systematical properties of spontaneous fission for superheavy nuclei and a limit of existence of nuclei

超重核における自発核分裂の系統的な性質と原子核の存在限界

小浦 寛之   ; 千葉 敏

Koura, Hiroyuki; Chiba, Satoshi

原子核の巨視的微視的模型の一つであるKTUY原子核質量模型を用いて自発核分裂のポテンシャルエネルギー及び自発核分裂部分半減期を系統的に計算した。この際変形液滴計算部分については、これまでルジャンドル関数展開による多項式で表していたものを数値6重積分で計算する方法に変更した。これにより、基底状態から核分裂に至る広い変形空間での計算が可能となった。本手法で計算した半減期計算を用いると、1ナノ秒程度以上の半減期を持つ原子核はいわゆる超重核の安定性の島近辺(中性子数N=184の中性子欠損側付近)では陽子数(原子番号)Z=130-136程度までであり、また、1秒程度までの核種は大体Z=115辺りが上限であろうという結果となった。前者は自発核分裂が主崩壊であり、後者は崩壊が主崩壊である。また、核種が存在しうる限界の中性子欠損側は陽子放出可能の限界線ではなく、核分裂の限界線で特徴づけられる。核分裂が与える原子核の存在領域について議論を行う。

We present potential energy surfaces and partial half-lives of spontaneous fission with the use of the KTUY nuclear mass formula in the heavy- and super heavy nuclidic region. In this framework the deformed liquid-drop energy is calculated in the six-dimensional numerical integrals instead of the previous calculation by using an explicit form of the Legendre expansion with respect to deformation parameters. This improvement gives us capable to calculate nuclear shell energies in the wider deformation space from the ground-state shape to the nuclear fission. The theoretical spontaneous-fission half-lives in this calculation gives an upper limit of the proton number Z for nuclei with total half-lives of 1 nanosecond or more in the super heavy region around N=184, approximately Z=130-136. The predicted upper limit of Z for nuclei with those of 1 second is approximately Z=115. The border of existence of nuclei in the neutron-poor region is given not by the limit of proton emission, but by that of spontaneous fission.