核分裂片の荷電偏極が繋ぐ微視的理論研究と応用研究

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本研究課題は核分裂片に現れる荷電偏極を非経験的な理論手法で導出し、任意の核分裂生成核種に適用し荷電偏極の理論データ基盤を開発する事である。核分裂する親核の陽子数(Z)と核子数(A)比が分裂片でも変化しない仮定をUCD(unchanged charge distribution)仮定と呼ぶ。核分裂時や核分裂後に放出される中性子(即発中性子、遅発中性子)の測定値を再現する為には、実際の核分裂片のZ/AはUCDからズレているとされ、荷電偏極と呼んでいる。ズレは典型的には±0.5程度になると考えられている。ウラニウムの分裂片の核子数が約100程度であり、これに対し荷電偏極は僅かだが、放出される中性子収量に大きな影響を与える。荷電偏極は既存のデータライブラリに採録され応用されているが、原子核理論による裏付けはなく、任意の核分裂生成核種に予言能力はない。そこで非経験的にこの核データを得られる理論的手法の開発を進めている。2020年度のウラニウム-236の分裂片の結果から、中性子収率に重要な軽い(重い)分裂片の荷電偏極が静的微視的平均場模型(拘束条件付きSkyrme HF+BCS模型)からは再現されない事が分かり、動的効果の考慮の必要性が生じた。2021年度の課題は時間依存平均場模型による、動的効果を含めた核分裂片を記述する模型の開発とした。その結果、初期状態依存性が強い事が分かり、等エネルギー面の初期状態を準備することで、有限の荷電偏極が現れる事が分かった。そこで2022年度では実際に得られた荷電偏極の値を統計崩壊計算に入力し、実際の測定される即発中性子数を導出できるか確認する事を行った。また、分裂に至る変形に対する核ポテンシャル面の相互作用依存性を調べた。以上の結果を国際会議(ND2022)及び学術雑誌Frontiers in Physics にて論文発表を行った。