中性子過剰領域における核分裂機構の解明およびrプロセス元素合成計算への応用

これまでrプロセス計算へ用いられてきた現象論的な核分裂理論模型を超えて、ランジュバン方程式を採用した散逸揺動定理に基づく動力学模型を用いて核分裂およびそれに伴う即発中性子放出の計算を行った。まず中性子過剰核領域に対応したポテンシャル計算の改良、特に原子核の形状を決定する上で重要な要素であるネックパラメータの調整を行い、新たに中性性過剰領域の核種における核分裂計算を行った。その結果、実験にて報告されている、フェルミウム原子核について質量数が257から258へ変化した際に発生する急激な分裂モードの変化を理論計算によって再現し、分裂経路の違いから説明することに成功した。また、ウラン原子核について中性子過剰領域の核分裂を調べたところ質量非対称分裂から質量対称分裂へと変化する傾向を確認した。この結果は、rプロセスに関連する分裂後の核分布（質量数100から150付近）に影響を与えるものである。rプロセス計算では核分裂生成物の核種を決定する必要があるため、分裂片の電荷比を質量比と同様とするＵＣＤ（Unchanged charge density）仮定を採用し、分裂片の質量数だけでなく陽子数を評価した。この陽子数に基づき分裂片の全運動エネルギーをクーロン力と分裂前に原子核の持っている運動エネルギーの和として評価した。ランジュバン計算では分裂直後の不安定核から放出される即発中性子については十分な調査を行ってこなかった。そこで新たにランジュバン計算と統計模型を組み合わせることで新たに核分裂片から放出される即発中性子放出多重度の評価、および中性子過剰領域における核分裂片質量分布の変化を調べた。統計模型には汎用核データ計算コード（CCONE）を組採用している。

これまでrプロセス計算へ用いられてきた現象論的な核分裂理論模型を超えて、ランジュバン方程式を採用した散逸揺動定理に基づく動力学模型を用いて核分裂およびそれに伴う即発中性子放出の計算を行った。まず中性子過剰核領域に対応したポテンシャル計算の改良、特に原子核の形状を決定する上で重要な要素であるネックパラメータの調整を行い、新たに中性性過剰領域の核種における核分裂計算を行った。その結果、実験にて報告されている、フェルミウム原子核について質量数が257から258へ変化した際に発生する急激な分裂モードの変化を理論計算によって再現し、分裂経路の違いから説明することに成功した。また、ウラン原子核について中性子過剰領域の核分裂を調べたところ質量非対称分裂から質量対称分裂へと変化する傾向を確認した。この結果は、rプロセスに関連する分裂後の核分布（質量数100から150付近）に影響を与えるものである。rプロセス計算では核分裂生成物の核種を決定する必要があるため、分裂片の電荷比を質量比と同様とするＵＣＤ（Unchanged charge density）仮定を採用し、分裂片の質量数だけでなく陽子数を評価した。この陽子数に基づき分裂片の全運動エネルギーをクーロン力と分裂前に原子核の持っている運動エネルギーの和として評価した。ランジュバン計算では分裂直後の不安定核から放出される即発中性子については十分な調査を行ってこなかった。そこで新たにランジュバン計算と統計模型を組み合わせることで新たに核分裂片から放出される即発中性子放出多重度の評価、および中性子過剰領域における核分裂片質量分布の変化を調べた。統計模型には汎用核データ計算コード（CCONE）を組採用している。