Λ ハイパーアクチノイドの核分裂：　応用可能性

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 MeVK- + 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

4

237ΛU の核分裂経路に沿っての密度変化（上）と Λ 粒子密

度変化中段： Λ が基底状態、下段： Λ が中性子フェルミ準位にある場合

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･

HF

LF

Λ ハイパー核の生成と崩壊

T. Motoba et al., PRC38(1988)1322

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？？

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 ＋ NN+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

79Se90Sr

93Zr99Tc

107Pd126Sn

129I135,139Cs

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

• うまく行けば Λ-hypFP とその崩壊の測定可？

K-

degraderU 標的 FP

FP

MWPC

MWPC

K- ビームの応用可能性？

K-

1GeV K-

10cm

50cm

238U

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

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）

Z 軸

複数の物質からなる未知体系

K-

核物質

容器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？

コリメートされた検出器等

K-

Z 軸

20cm40cm

heat deposition 分布

E(K-)=250MeV

E(K-)=200MeVE(K-)=300MeV

E(K-)=500MeV

Z 軸

全 fission 数

中性子の flux （ 72-90° ）

E(K-)=1GeVθ=72-90deg.

計算体系

鉄 (10cmt) 238U(10cmΦ, 20cmL)

K-

heat deposition 分布

E(K-)=250MeV

E(K-)=200MeVE(K-)=300MeV

E(K-)=500MeV

鉄 ウラン

20cm

40cm鉄 ウラン

径方向オフセット入射

K-

E(K-)=800MeVθ=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？