原子核の液滴模型の再考

Nuclear liquid drop model revisited

親松 和浩*; 飯田 圭*; 小浦 寛之   

Oyamatsu, Kazuhiro*; Iida, Kei*; Koura, Hiroyuki

液滴模型は原子核の束縛エネルギーや大きさを記述するために古くから使われてきた代表的な模型である。近年、元素の起源の謎を解くために重要な中性子過剰原子核の構造に注目が集まっている。本研究ではその鍵となる陽子中性子数の非対称度に伴う対称エネルギーと原子核表面の性質を液滴模型を用いて検討する。具体的には最新の原子質量の測定値を用いて液滴模型の係数の値を最小2乗法で決定する。その結果、非対称度に関して4乗以上の高次の対称エネルギー項が存在すること、曲率項は不要であることが示唆された。また、質量数50以下の原子核のデータだけで係数の値を決めることは難しいが、軽い核の半径は重い核の質量数依存性よりも大きめになることが示唆された。

Liquid drop model is a representative model to describe binding energy and size of nuclei. This model is conventional and well reproduces bulk properties of nuclei even in current studies on nuclei. Nowadays structure of neutron-rich nuclei is paid attention to not only in nuclear physics but also in astrophysics because these nuclei play a quite important role to solve a problem of origin of elements in universe. In this paper, we investigate nuclear symmetry energy and nuclear surface energy by using the nuclear liquid drop model with some higher-order terms. The coefficients of these term are determined so as to reproduce measured nuclear masses of approximately 2200 nuclides. From this analysis, we find an indication that the fourth-order term of the symmetry energy is required and the curvature term of it is negligible. Regarding a mass-number dependency on nuclear radius, we also find that the dependency of lighter nuclei (typically with mass number, A, less than 50) is larger than that of heavier nuclei.