Введение к работе
Актуальность темы. Процесс деления возбужденных атомных ядер более полувека является предметом теоретических и экспериментальных исследований. Несмотря на столь значительный период, активная разработка этого раздела ядерной физики продолжается и сегодня. В настоящее время деление возбужденных атомных ядер экспериментально исследуется в ряде крупных лабораторий во всем мире. Это Лаборатория ядерных реакций Объединенного института ядерных исследований (Дубна), GANIL (Франция), ТА&М (США). Еще более многочисленным" является список исследовательских групп, изучающих теоретические аспекты данного процесса. Часто оказывается плодотворным сочетание обоих методов - теоретического и экспериментального, и такой подход прослеживается в большом числе исследовательских работ.
Чуть больше десяти лет прошло с тех пор, как для теоретического описания деления возбужденных атомных ядер стали применяться уравнения Ланжевена (УЛ) [1]. За это время ланжевеновский подход к описанию процесса деления ядер, как альтернативный широко известному методу, основанному на решении уравнения Фоккера-Планка, достиг определенных успехов. Объединение данного подхода с традиционным статистическим методом в рамках комбинированной динамическо-статистической модели (КДСМ) позволило успешно описать целый ряд наблюдаемых величин в реакциях деления атомных ядер [2, 3]. Тем не менее, далеко не все вопросы на сегодняшний день решены.
Процесс деления возбужденных атомных ядер, рассматриваемый как флуктуационный процесс, существенно зависит от диссипа-тивных свойств ядерного вещества. До сих пор нет единого мнения о типе ядерной диссипации и ее зависимости от энергии возбуждения. Проблемы, связанные с ядерной вязкостью, усложняются тем, что эта величина не является экспериментально наблюдаемой, и информация о ней может быть получена только при сопоставлении ряда экспериментальных данных с результатами расчетов, выполненных в рамках тех или иных моделей, описывающих деление ядер.
Другой актуальной проблемой теоретического описания динамики деления ядер при помощи уравнений Ланжевена является проблема интерпретации уравнений. В литературе давно известны две интерпретации уравнений Ланжевена: интерпретация Ито [4] и ин-
3 \
терпретация Стратоновича [5], однако традиционно более широко применялась интерпретация Ито, при использовании которой значения всех величин, входящих в уравнения, выбирались в начале очередного шага моделирования. В опубликованной несколько лет назад работе Климонтовича [6] приводится ряд серьезных аргументов в пользу недавно появившейся так называемой кинетической формы записи уравнений Смолуховского (или К-интерпретации уравнений Ланжевена). Оказалось, что результаты расчета существенно зависят от того, какая интерпретация УЛ используется, и эта зависимость наиболее значима, если трение является функцией коллективной координаты.
С учетом того, что КДСМ широко используется для анализа экспериментальных данных, решение сформулированных проблем является весьма актуальной самостоятельной задачей.
Цель работы. Цель исследований состоит в развитии комбинированной динамическо-статистической модели деления возбужденных атомных ядер, в расширении области применения модели. Проблемы, которые при этом необходимо было решить, можно свести к следующим:
-
исследовать влияние интерпретаций уравнений Ланжевена на множественность предразрывных нейтронов и вероятность деления;
-
выяснить вид координатной и/или температурной зависимости коэффициента трения, соответствующего делительной моде распада возбужденных атомных ядер;
-
расширить область применения комбинированной динамическо-статистической модели, изучив возможность моделирования деления сверхтяжелых ядер;
-
провести анализ динамики деления ядер, синтезированных в реакциях 5*MNi + тРЬ, предложить способы повышения надежности экспериментального определения множественности эмитированных нейтронов;
-
улучшить структуру пакета программ, который является компьютерной реализацией КДСМ, для возможности его широкого использования.
Научная новизна и значение результатов
а Комбинированная динамическо-статистическая модель деления возбужденных атомных ядер дополнена различными видами координатной и температурной зависимости ядерного трения. Впервые при моделировании динамики деления ядер применена К-интерпретация уравнений Ланжевена.
а Разработана структура основных файлов пакета программ DESCEND, моделирующего реакции деления возбужденных атомных ядер в рамках комбинированной динамическо-статистиче-ской модели, реализация которой позволила упростить работу с программой. Струїсгурированньїй пакет программ опубликован в журнале Computer Physics Communications, находится в библиотеке программ журнала и доступен для широкого использования.
а Впервые исследовано влияние использованной интерпретации уравнений Ланжевена на множественность предразрывных нейтронов и вероятность деления.
а Показано, что анализ множественности предразрывных нейтронов и 7-квантов, а также вероятности деления, полученных в расчетах, выполненных в рамках одной модели с различными видами трения, не позволяет сделать однозначного вывода о характере координатной или температурной зависимости трения.
Впервые КДСМ успешно применена к анализу динамики деления ядер в реакциях 58,64М + 20SPb, ведущих к синтезу сверхтяжелых элементов, в широком диапазоне энергий.
а Показано, что при обработке экспериментальных данных по пред-разрывной множественности нейтронов, эмитированных в реакциях ' Ni + ' Pb, необходим учет энергии, которая уносится из ядра заряженными частицами и у-квантами. Также показана необходимость учета прироста энергии возбуждения ядра на спуске от седла к точке разрыва за счет диссипации энергии коллективного движения.
а Предложен механизм, позволяющий установить вид координатной зависимости коэффициента трения по температуре, извлеченной из спектров эмитированных частиц.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Исследование влияния интерпретаций уравнений Ланжевена на множественность предразрывных нейтронов и вероятность деления. Расчеты, выполненные в рамках КДСМ с К-интерпретацией УЛ воспроизводят экспериментальные данные по множественности предразрывных нейтронов в широких диапазонах параметра делимости и энергии возбуждения делящихся систем.
-
Сравнительный анализ множественности предразрывных нейтронов и у-квантов, а также вероятности деления, полученных в расчетах, выполненных в рамках одной модели с различными видами трения, не позволяет сделать однозначного вывода о характере координатной или температурной зависимости трения. ,
-
Применение КДСМ к анализу динамики деления ядер в реакциях 58,64Л7 + 20sPb, ведущих к синтезу сверхтяжелых элементов, в диапазоне лабораторных энергий от 377 до 513 МэВ. Расчеты, выполненные в рамках КДСМ, воспроизводят экспериментальные данные по предразрывной множественности нейтронов.
-
Анализ динамики деления сверхтяжелых элементов показывает, что при обработке экспериментальных данных необходим учет энергии, которая уносится из ядра заряженными частицами и у-квантами, а также учет прироста энергии возбуждения ядра на спуске от седла к точке разрыва.
-
Результаты анализа спектров нейтронов, позволяющие установить вид координатной зависимости коэффициента трения по температуре, извлеченной из спектров эмитированных частиц.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы. Диссертация содержит 33 рисунка и 1 таблицу. Список литературы включает 85 наименований. Объем диссертации - 116 страниц.
