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Decay modes and a limit of existence of nuclei

原子核の崩壊様式と存在限界

小浦 寛之  

Koura, Hiroyuki

原子核は陽子と中性子の複合体であり、これまでに三千核種程の核種が実験的に同定されている。しかし理論的にはもっと多量に存在すると予想されており、原子核がどこまで存在するかというのは原子核物理において重要な問いのひとつである。われわれのグループでは、巨視的模型$$+$$平均場理論計算をもとにした、小浦-橘-宇野-山田原子核質量模型と呼ばれる手法を開発し、他の同程度の模型と比べても優れた精度と適用核種範囲を与えている。この模型を用いて原子核の崩壊様式について、極めて大域的な核種領域にわたり計算を行い、そのデータを整備した。これにより、任意の核種の$$alpha$$崩壊、$$beta$$崩壊、自発核分裂、陽子放出の部分半減期理論値を提示することが可能となった。与えた有限寿命に対する核種数は、1秒以上で400核種、1ミリ以上で8000核種、1マイクロ秒以上で10000核種、1ナノ秒以上で11000核種程度となり、原子核の存在範囲の有限性を示す結果を得た。

Nucleus is a composite system consisting of protons and neutrons, and approximately 3000 nuclides have been identified experimentally. However, the existence of much more nuclides is postulated theoretically. How far the area of nuclei extends is an important question in nuclear physics. We have developed an original model based on the macroscopic and mean-field models to describe nuclear masses, called the KTUY (Koura-Tachibana-Uno-Yamada) mass model. By using the KTUY model, we have studied decay modes for alpha-decay, beta-decay, proton emission and spontaneous fission in the wide nuclear mass region. In the extremely heavier nuclear mass region, a large amount of nuclei located over $$Napprox 308$$ is predicted to exist. This region of nuclei with longer lives than 1ns ends or is disconnected at $$Napprox 334$$. The total number of nuclei having more than 1 ns is estimated to be ten thousands. If we focus on half-lives of 1 ms or longer, number of nuclei would be roughly eight thousands.

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