Dynamical approach to heavy-ion induced fission using actinide target nuclei at energies around the Coulomb barrier

クーロンバリア近傍のエネルギー領域におけるアクチノイド標的核を用いた重イオン誘起核分裂反応に対する動力学的計算

有友 嘉浩; 萩野 浩一*; 西尾 勝久   ; 千葉 敏

Aritomo, Yoshihiro; Hagino, Koichi*; Nishio, Katsuhisa; Chiba, Satoshi

入射エネルギーがクーロンバリア近傍のエネルギー領域における、アクチノイド標的核を用いた重イオン融合反応を記述するために、チャネル結合法と散逸揺動理論に基づく動力学的手法を用いて構築した新しい模型を提案した。アクチノイド標的核は変形しているために、標的核と入射核はさまざまな配位で接触するが、それぞれの配位における接触確率をチャネル結合法で計算し、接触点から球形領域に向かう融合過程と準核分裂過程の競合過程をランジュバン方程式を用いた動力学模型を導入して記述した。それぞれの過程は変形パラメータ空間における軌道を解析することで区別が可能である。この模型を用いて原子力研究開発機構で測定されたS+U及びSi+Uのさまざまな入射エネルギーに対する質量分布の計算を行い、実験データと比較した。またそれぞれの質量分布の特徴がどの様に現れるかを軌道解析によって明らかにした。さらにそれぞれの反応における準核分裂過程の時間スケールや分裂片の変形度の違いなどについて詳細に調べ、反応機構を明らかにした。

In order to describe heavy-ion fusion reactions around the Coulomb barrier with an actinide target nucleus, we propose a model which combines the coupled-channels approach and a fluctuation-dissipation model for dynamical calculations. Fusion-fission, quasi-fission and deep quasi-fission are separated as different Langevin trajectories on the potential energy surface. Using this model, we analyze the experimental data for the mass distribution of fission fragments (MDFF) in the reactions of S+U and Si+U at several incident energies around the Coulomb barrier. We find that the time scale in the quasi-fission as well as the deformation of fission fragments at the scission point are different between the Si+U and S+U systems, causing different mass asymmetries of the quasi-fission.