Effects of multichance fission on fission fragment mass distributions at high energies

高励起エネルギーにおいてマルチチャンス核分裂が核分裂片質量分布へ与える影響

田中 翔也; 廣瀬 健太郎  ; 西尾 勝久   ; 有友 嘉浩*

Tanaka, Shoya; Hirose, Kentaro; Nishio, Katsuhisa; Aritomo, Yoshihiro*

近年、原子力機構のタンデム加速器における多核子移行反応を用いた実験によって、U, Np, Pu(励起エネルギー10-60MeV)の核分裂片質量分布のデータが取得された。その実験データにおいて、これまでの予測に反して高い励起エネルギーにおいても、質量非対称分裂が支配的なまま維持されていることが分かった。そこで我々はこの傾向を理解するために、散逸揺動定理に基づくランジュバン方程式を採用した動力学模型を用いてマルチチャンス核分裂の解析を行った。マルチチャンス核分裂の考え自体はいくつかの核分裂に関する観測量においてよく知られているが、核分裂片質量分布への影響はよくわかっていない。Th, Pa, U, Np, Puにおける29核種(励起エネルギー15-55MeV)で核分裂片質量分布の計算を行い、実験データとの比較を行った。その結果、マルチチャンス核分裂の効果によって実験データで表れる傾向をよく再現し、高励起状態で維持される非対称分裂を説明した。

Recently, fission-fragment mass distributions (FFMDs) were measured for U, Np, and Pu populated in the excitation-energy range from 10 to 60 MeV by multinucleon transfer channels in the reaction O + U at the Japan Atomic Energy Agency tandem facility. A persistence of predominantly asymmetric FFMDs was observed up to the highest measured excitation energy for all the studied nuclides. To understand this behavior, we use the fluctuation-dissipation model and employ Langevin equations to obtain FFMDs and clarify multichance fission (MCF) effects. FFMDs are calculated for twenty-nine compound nuclides Th, Pa, U, Np and Pu with the excitation energy range from 15 to 55 MeV. The calculation results show generally good agreement with experimental data. It was shown that a reliable understanding of the observed FFMDs can be obtained only by invoking MCF.