核統計的平衡の概念を用いた原子力システムと宇宙元素合成過程との比較分類研究

利用核统计平衡概念对核动力系统与宇宙核合成过程进行比较分类研究

• 批准号: 12878082
• 负责人: 大崎 敏郎
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12878082/
• 关键词: 原子力システム; 宇宙元素合成; 核統計的平衡; 準核統計的平衡; 高速炉; 原子力; S-過程

原子力システムにおける核反応現象と宇宙における核反応現象である元素合成過程との比較を、核統計的平衡等の概念を用いて引き続き行った。平成12年度では、核統計的平衡の概念を用いて、宇宙における元素合成過程と同様に原子力システム内での核反応現象の理解を試みた。しかし、厳密に核統計的平衡が成立するためには、原子核内の核子が全てバラバラに分解出来るほど高温である必要がある。そのためには最低6億度、即ち600keV必要である。一方、原子力システムの中でも高エネルギーである高速炉においても、エネルギーは高々200keVであり、高速炉内での平衡分布を再現するのに核統計的平衡を用いるべきでなかった。そこで、今年度は、核統計的平衡より低温でも成立する準核統計的平衡の概念を用いて、高速炉内の核反応現象との比較を行った。準核統計的平衡では、原子核内の核子が全てバラバラに分解出来るほど高温である必要はなく、原子核の外周部の核子が分離出来る程度で成立する。しかし、準核統計的平衡も400keV以上でないと成立せず、高速炉内でこの平衡が成立するとは言い難い。本研究では、準核統計的平衡を計算するプログラムを作成し、計算された平衡分布と高速炉内の核分裂生成物の平衡分布との比較を行った。その結果、高速炉内平衡分布に存在する中性子魔法数N=50に起因するピークは、準核統計的平衡分布でも再現できたが、高速炉平衡分布内の中性子魔法数N=82に起因するピークは再現できないことが分かった。高速炉内平衡分布等、原子力システム内での核反応現象を再現するためには、恐らく、より低い温度で成立する統計平衡状態あるいは非平衡状態を必要とし、核統計的平衡とは離れたものである。従って、核統計的平衡が比較的成り立つ宇宙での元素合成過程は、原子力システム内の核反応過程とはあまり類似しているとは言い難いと考えられる。

The concept of atomic forces, nuclear reactions, cosmic reactions, element synthesis processes, comparisons, nuclear statistical equilibrium, etc. The concept of equilibrium in nuclear statistics was applied in Heisei 12, and an attempt was made to understand the phenomenon of nuclear inversion in the process of element synthesis and atomic forces in the universe. The equilibrium of nuclear statistics is established, and the nuclei in the nucleus are completely decomposed. The minimum temperature is 600 million degrees, i.e. 600keV. The equilibrium distribution in a high speed furnace is reproduced at 200keV and the equilibrium of nuclear statistics is reproduced at 200keV. The concept of equilibrium of quasi-nuclear statistics is applied to the comparison of nuclear reaction phenomena in high-speed furnaces. Quasi-nuclear statistical equilibrium is established to the extent that nuclei in the nucleus are completely separated from each other at high temperatures and at the outer periphery of the nucleus. The equilibrium of quasi-nuclear statistics above 400keV is established, and the equilibrium of high-speed furnace is established. In this study, we calculated the equilibrium distribution of nuclear fission products in high speed furnace and compared them with those in low speed furnace. The results show that the equilibrium distribution in the high speed furnace exists with the number of neutral sub-magic N=50, and the equilibrium distribution in the quasi-nuclear statistics reproduces with the number of neutral sub-magic N=82. The equilibrium distribution in the high speed furnace, etc., and the nuclear reaction phenomenon in the high speed furnace are reproduced. The statistical equilibrium state is established at a low temperature. The statistical equilibrium state is necessary. The equilibrium of nuclear statistics is compared with the synthesis of elements in the universe. The nuclear reaction process in the atomic force system is similar to that in the middle of the discussion.

项目成果

Toshiro Ohsaki, Masayuki Igashira: "Comparison of Nuclear Reactions in Nuclear Energy Systems and in the Universe"Journal of Nuclear Science and Technology. (to be published).

Toshiro Ohsaki、Masayuki Igashira：“核能系统和宇宙中核反应的比较”核科学与技术杂志。