Transcript Λハイパーアクチノイドの核分裂：応用可能性 - J-Parc

Λハイパーアクチノイドの核分裂：
応用可能性
先端基礎研究センター
千葉 敏
Λハイパーアクチノイドの生成と崩壊
• 軽い核のshrinkageやB.E.の増大アクチノイド
で（核分裂障壁の）変化が起きるか？
• K-によるΛの生成
K- + p  Λ + π0 + 181 MeV
K- + n  Λ + π- + 178 MeV
• 核内でのΛの崩壊モード
Λ+N  N + N + 190 MeV
• 生成時と崩壊時にエネルギーを発生する
核分裂＋FPの崩壊
湊君の計算 ：237ΛU
237 Uの核分裂経路に沿っての密度変化（上）とΛ粒子密度変化
Λ
中段：Λが基底状態、下段：Λが中性子フェルミ準位にある場合 4
基礎物理としての興味
中性子過剰ハイパーFP核の生成
Λ一粒子準位･核分裂機構
LF
HF
Λハイパー核の生成と崩壊
qΛ=60MeV/c
qΛ=340MeV/c
Hausmann & Weise, NPA491(1989)598
核分裂に十分な励起エネギーがもたらされる？？
T. Motoba et al., PRC38(1988)1322
208Pb+stopped
K の場合
T. Motoba et al., PRC38(1988)1322
Λハイパーアクチノイド：
考えられる生成･崩壊モード
• 即発核分裂
– K中間子原子内の K- の軌道間遷移
• K-のままheavy fragmentへ移行Λ-FPハイパー核生成
– stopped K-+N  Λ+π、(π+,K+)反応等によるΛハイパーアクチノ
イド生成
• 生成時の励起エネルギー核破砕または核分裂
• Λ粒子の一粒子軌道間遷移核分裂（+中性子放出）
• ΛがFPへ移行Λ-FPハイパー核生成（多数の中性子過剰ハイパー核）
• 遅発核分裂
– ハイパーアクチノイド内でのΛ＋NN+N過程による励起
• 核分裂後のΛ-FPハイパー核内での崩壊
– heavy fragmentが選択的に壊れる可能性核変換での意義?
138I内でΛが崩壊した場合の分布
FP分布の変化
？
？
Λ ハイパーアクチノイドの核分裂？
ΛハイパーAcの核分裂
Λ-hypFPの崩壊
LLFPの生成量の変化
126
99
Zr
90Sr
79Se
93
Tc
107
Pd
135,139
129
Sn
I
Cs
可能な実験
• stopping厚の薄切りターゲットを用意
• 全部209Bi（例えば）、レンジ部分だけUまたは他標的
• 各層の残留放射能測定核反応生成物同定
U, Actinide, anything
K-
レンジ
FPの直接測定
MWPC
FP
K-
degrader
U標的
FP
MWPC
• うまく行けばΛ-hypFPとその崩壊の測定可？
K- ビームの応用可能性？
1GeVのK-、pを円筒形の238Uに入射
させた場合に起こる核分裂分布
K-
レンジ付近で核分裂反応率が
ピーク
 局所的な核変換？
 局所的な組成分布探索？
 医療利用？（通常のブラッグ
ピーク＋核反応よる局所的熱付
加）
50cm
1GeV K10cm
238U
Z軸
複数の物質からなる未知体系
40cm
20cm
KZ軸
コリメートされた検出器等
K-
容器
核物質
K-のスキャン＋エネルギー変化に
より核物質の有無、分布を非破壊
で検知または破壊できる？
heat deposition分布
E(K-)=200MeV
E(K-)=300MeV
Z軸
E(K-)=250MeV
E(K-)=500MeV
全fission数
中性子の flux （72-90°）
E(K-)=1GeV
θ=72-90deg.
計算体系
鉄(10cmt)
K-
238U(10cmΦ,
20cmL)
heat deposition分布
E(K-)=200MeV
40cm
20cm
E(K-)=300MeV
鉄
ウラン
E(K-)=500MeV
E(K-)=250MeV
鉄 ウラン
径方向オフセット入射
E(K-)=800MeV
θ=72-90deg.
•少なくとも、核物質の
検知は可能そう
•photon, π-やμ-に対す
るアドバンテージは？
K-