英國國家物理研究院(NPL)和英(yīng)國薩裏大學的(de)研究(jiū)團隊為一項(xiàng)國際合作研究(jiū)做(zuò)出重大貢獻,展示了(le)原子核分裂而產(chǎn)生的碎片如何獲(huò)得角動量。研究人員近期在 Nature 雜誌上發表了相關文章《核裂變中角動量的產(chǎn)生(shēng)》。
研究小組在法國奧賽IJC實驗室ALTO粒子加速器(qì)設施中(zhōng)進行(háng)的一係列實驗表明,核裂變產生的碎片是在裂變後獲得了(le)角動量(或(huò)自旋),而(ér)非(fēi)人們普遍(biàn)認為(wéi)的在裂(liè)變前獲得。該項研(yán)究由來(lái)自全球16個國家、37個研究院的國際核物理學家組成(chéng)的項目組實施,其(qí)中包括NPL核計量小組和薩裏大學物(wù)理係的研究人員(yuán)。
一個(gè)重核分裂為兩個(gè)並釋放能量的核裂變是在上世紀30年代末被發現並得到確認的,但裂變過程中(zhōng)的一些問題卻一直是難解之謎。該項研究解決了其中一(yī)個重要問題,即為(wéi)什麽重原子核發生裂變時,即使原先的原子核完全不自旋,產生的碎片也會自旋。此前多(duō)數科學家普遍認為(wéi)裂變碎片的自旋是在原子(zǐ)核分裂之前就產生的,從而(ér)導致(zhì)兩個伴侶碎片的自旋明顯相關。
為了揭示(shì)碎(suì)片自旋的產生機製,研究小組在ALTO設施中誘發核裂變反應,並對(duì)過程中產生的伽馬射線進行測量。新的綜合數據表明,裂變中的自旋實(shí)際上是在原子核分裂之後產生的,平均自旋(xuán)與碎片質(zhì)量呈鋸齒形關係(xì)。2個碎片能以(yǐ)不同的質量比分裂,它們的(de)平均自旋似乎和伴(bàn)侶碎片的質量並無關係。
研(yán)究人員認為,研究成果為人們對原子核的基本衰變(biàn)特性之一即裂變的理(lǐ)解提供了重要啟示。研(yán)究中關於(yú)角動量在核裂變中作用(yòng)的新見解對(duì)於裂變過程的基本理解和理論描述非常重要,同時也可能對豐中子同位素(sù)的結構研究以及超重元素的合成和穩定性等其它研究領域產生影響。
(譯:車薇娜 / 圖(tú):NPL)
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更多>2018-10-12