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Calculation of beta decay half-lives and delayed neutron branching ratio of fission fragments with Skyrme-QRPA

Skyrme-QRPA法を用いた核分裂生成物のベータ崩壊半減期と遅発中性子分岐比の計算

湊 太志

Minato, Futoshi

ベータ崩壊と遅発中性子(DN)放出分岐比は、freeze-out後のr-process元素合成や原子炉の安定かつ安全な運転に重要な情報である。RIビームの研究施設では、核図表上の安定線から離れた中性子過剰核の測定を可能にしてきたが、以前として実験的に調べることができない原子核が存在する。特に遅発中性子の情報は、半減期に比べて測定データが限られている。我々は、実験的に測定されていない半減期やDN分岐比を予測するために、QRPA法とHauser-Feshbach法を組み合わせたモデルを開発してきた。本研究では、この計算モデルを用いて半減期が50秒以下の核分裂生成物の計算を行った。その結果、この計算モデルは半減期においてRMS=5.06の再現精度が得られた。しかしながら、半減期のアイソトピック依存性を見ると、実験データでは見られない偶奇核のふらつきがあり、DN分岐比においてはいくつかの核種において実験データと差が見られた。本講演では、それらの原因と今後の解決策についても議論を行う。

Nuclear beta-decay and delayed neutron (DN) emission is important for the $$r$$-process nucleosynthesis after the freeze-out and stable and safe operation of nuclear reactors. Even though radioactive beam facilities have enabled us to measure beta-decay and DN branching ratio of neutron-rich nuclei apart from the stability line in the nuclear chart, there are still a lot of nuclei which one cannot investigate. In particular, information on DN is rather scarce than that of $$T_{1/2}$$. To predict $$T_{1/2}$$ and DN branching ratios, we recently developed a method which comprises QRPA and Hauser-Feshbach model. In this work, we calculate fission fragments with $$T_{1/2}le50$$. We obtain the RMS deviation from experimental half-life of 5.06. However, there are odd-even staggering when looking at theoretical $$T_{1/2}$$ along an isotopic chain, which is not observed experimentally. There are also deviations of DN branching ratios. We discuss the cause of these problems and how to remedy them.

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