המונחים: Nuclear Shape as a Decay Modulator

גרעין האטום הוא רחוק מן האובייקט הסטטי, הספירי המתואר בספרי לימוד מבוא. במציאות, הגרעין מציג מגוון דינמי של צורות - פרו, oblate, triaxial, ואפילו תצורה דמוי תצורה דמוי פיגור - אשר באופן בסיסי משנה את תכונות ההפיכה הקוונטיות שלו.בין ההשלכות המשמעותיות ביותר של סטיות צורה אלה הוא השינוי של שערי הדעיכה, במיוחד ב istopeation כבדה כי הוא גם עיוות גרעיני, אך לא בולט עבור צורת ייצור גרעינית.

יסודות הרפורמות הגרעיניות

מקורו של Deformation

עיוות גרעיני נובע מהתחרות בין הכוח הגרעיני החזק, אשר מעדיף סימטריה מפואר בטווח הקצר, ואת ההנעה של קומולמב בין פרוטונים, אשר יכול להניע את הגרעין לעבר צורות מוארכות במערכות כבדות.מודל הפגז הגרעיני צופה מספרי קסם spherical -2, 8, 20, 28, 82, 82, 126 - שם nuclei הם יציבים במיוחד ו לפענח את התצורה של סימטרית של תצורת פחמן דו-קרבית, בין המספרים האלה, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, בין המספרים הבין-הטבעת של חומר אטומים של אורקולאריקולאריקולאריקולארי, בין המספרים הקונומטרים, בין המספרים הקונטרל-קולאריים, בין המספרים הקונומטרים, בין המספרים המשתנים, בין המספרים הקונומטרים, בין המספרים הבין-קולאריים, לבין אטומיים, לבין אטומיים, לבין אטומיים, לבין אטומיים, בין המספרים המשתנים, לבין אטומיים, בין המספרים המשתנים, לבין אטומיים, בין המספרים הקונומטרה של פחמן דו-קולאריים, כלומר, 8, 8, 8, 20, 20, 20, 20, 20,

סוגים של עיוות ופרדוקס שלהם

צורות גרעיניות מתוארות בדרך כלל על ידי פרמטר β2 פרמטר triaxiality ⁇ . ⁇ .התצורה הנפוצה ביותר כוללת:

  • (FLT:0) Prolate deformationFLT:1 (β2 > 0): בצורת כדור שטיחבי, מוארכת לאורך ציר אחד.זהו מצב העיוות הנפוץ ביותר בגרעין כבד.
  • (ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ :0) רפורמציה של רפורמות מילולית: ( ⁇ ⁇ 30°): כל שלושת הזנים ללא שווה, מייצרים צורה סימטרית.
  • (ב) ⁇ 0 (ה-Uctupole deformationFLT:1 β3 ⁇ 0): nuclei בצורת השתקפות-aסימטרית הפצה, נמצא בקורנום ובאיזוטופים.
  • (ב) [ה]:0] סופר-דהפורמציה (ה-β2 ⁇ 0.6): חיבור קיצוני עם יחסי ציר המתקרבים 2:1, שנצפה במדינות בעלות גבוהה.

המודל Nilsson מספק בסיס חד חלקיקים עבור nuclei deformed, שבו פוטנציאל oscillator הרמוני spherical מוחלף על ידי anisotropic אחד. במסגרת זו, כל מקיפים spherical מחולקים לתוך מספר מדינות Nilsson עם תחזיות שונות של מומנטום זוויתי על ציר הסימטריה, denoed על ידי המספר הקוונטי Kum וכתוצאה מכך ריצוף שונה באופן משמעותי של פגזים ישיר, יש רצף.

Beta Decay in Deformed Systems

סוגי Beta Decay וחוקי הבחירה שלהם

Beta עששת כוללת מספר תהליכים קשורים:

  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ (ה-EC) ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ויקרא י"ד: "ה': "ה'" (ב"ד) "וַיְּהִיאוּבְהִיאוּ" (ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

כל סוג של דעיכה נשלט על ידי פרמי ( ⁇ J= 0) ו- Gamow- teller ( ⁇ J=0, ±1 למעט 0-1.10) מעברי הדעיכה תלויים ב-FLT:0Q-valueFLT:1 (שחרור אנרגיה) ו-FLT:2 גרעין מטריצה 3, אשר מחלחל בין פונקציות ראשוניות וגרעין, הן תכונות NLCD.

כיצד רפורמציה אלטרנס טרנזינס

ההשפעה של עיוות על בטא דעיכה פועלת באמצעות מספר מנגנונים קשורים:

(FLT:0) צפיפות ו פערי אנרגיה:FLT:1 רפורמציה מפיצה רמות חלקיקים חד-חלקיקים, יצירת פערים חדשים וצמצום ספיגה ברמת הדחיסה.עבור איזוטופ ההורה נתון, העיוות קובע כי מדינות סופיות נגישות אנרגטית בגרעין הבת. A שינוי בעיוות הקרקעי בין ההורה לבת יכול לפתוח או לנפץ ערוצים, למעשה משנה את שיעור ההתפרקות החיזוי הדומה – במקום שבו קיימים כמה מקרים שונים.

(FLT:0Wave function חפיפה ו-hindrance:cioFLT):1 אלמנט המטריצה הגרעינית עבור מעבר בטא תלוי בחפיפה בין מסלול ה-Nutron הראשוני לבין מסלול הפרוטון הסופי.ב- in deformed nuclei, מסלולים אלה הם Nilsson משופרים עם מספר הקוונטי מוגדר היטב.

חלוקת כוח קולקטיבית: FIRLT:1 [ב] nuclei spherical, כוח הגמול-ספרי מרוכז בהתחדשות ענקית באנרגיה גבוהה יחסית. Deformation מפיץ את הכוח הזה על טווח אנרגיה רחב יותר, צמצום ההסתברות של המעבר העליון למדינה תוך הגדלת מספר המדינות הסופיות שניתן לדחוסים.

שיפור צורה-Driven ודיכוי

נתונים ניסיוניים מ- ⁇ נדיר-earth nuclei (A ⁇ 150-180) ו אקטיניסטים (A ⁇ 230-250) חושפים מגמות שיטתיות. in the samarium ו-אירוpium isotopicשרשראות, beta לפרק חצי חיים להשתנות על ידי גורמים של 10-100 מעבר המעבר מ-spherical to deformed מדינות ליד N = הגדלה הפתאומית במספרים של ערוצי הניטרנטיה חדשים של מעבר דרמטי זה.

באזור אקטיניד, המצב מורכב יותר בשל יחסי הגומלין של deformation quadrupole ו octupole. Isotopes של אורניום ו plutonium להציג צורה דו-קיום, שבו המדינה הקרקע עשוי להיות oblate, פרוט, או spherical בהתאם למספר הניטרונים המדויק. Beta מתפורר חצי-חיים במערכות אלה יכול להשתנות על ידי סדרים של גודל של שני משתנים רק כדי לשקף את הרגישות מדויקת.

דוגמאות ניסיוניות של Shape-Decay Correlations

Gamma-Ray Spectroscopy and Lifetime Measurements

קמפיינים מודרניים משלבים גלאי גלימות גמא-ריי ברזולוציה גבוהה כגון AGATA, GRETINA ו- EXOGAM עם אלקטרוניקה מהירה כדי למדוד בטא לקלקל חצי חיים ו gamma-ray cascades ממדינות נרגשות במדינות ננופליות בנות PH.תבנית האוכלוסייה של מדינות נרגשות מגלה את הצורה של גרעין ההורה: מפולת סיבוב של הורים בבת, בעוד שלעתים קרובות מדגימים את הפרמטרים של גברים.

Total Absorption Spectroscopy

תופעות Pandemonium - שבו קרני גמא אנרגיה גבוהה מפספסים על ידי גלאי גאוגאים - יכול לעוות מדידות בטא-אט דעיכה לחלוטין.spectroscopy (TAS) באמצעות גלאי calorimetric כגון הגלאי Summing NaI (SuN) במעבדת CDtron הלאומית למניעת מוליכים למחצה מספק מדד תלוי מודל של חלוקת כוח בטא.

לייזר Spectroscopy ו-Desated

טכניקות ספקטרוסקופיה לייזר מודדות את המבנה ההיפרפין של מעברים אטומיים, שממנו ספינים גרעיניים, רגעים מגנטיים, וריד רדיוני יכול להיות מופק.רדיוס המטען קשור ישירות לעיוות: עלייה ברדיוס מטען ממוצע של קוהור יחסית לנספח spherical Note מציין כיבוד quadrupole. is Measures נמדד במתקני כגון ISOL (N) ו-FUM יש צורך גרף גרעיני.

מסגרות תיאורטיות עבור Deformed Beta Decay

מודל נילסון ו- QRPA

המסגרת הנפוצה ביותר עבור חישוב אחוזי העקומה של בטא ב nuclei מפורש הוא quasiparticle אקראי-phase approximation (QRPA), שנבנה על בסיס מודל Nilsson. בגישה זו, אינטראקציה הצמד מטופל באמצעות BCS או Hartree-Fock-Bogoliubov, ואת החלקיק המשתנים והחלקיק-hole-חלקיק הכלולים כדי ליצור את ה-RPA-RPAR.

חישובים של המדינה- of-the-art deformed QRPA משכפלים מחצית חיים ניסיוניים בתוך גורמים של 2-5 עבור רוב גרעינים, עם סטייה גדולה יותר ליד פגזים סגורים או באזורים של שינוי צורה מהירה.ההבדלים הנותרים מיוחסים להזנחה של מתאםים מעבר ל-RPA, כגון הפיכה מזויפת ואפקטים הרמוניים, אשר הופכים חשובים כאשר עיוות גדול הוא גדול.

מודל של Shell עבור Deformed Nuclei

מודל הקליפה בקנה מידה גדול, אשר מתייחס לחלל התצורה המלא של ניוקלונים של valence, הוא השיטה המדויקת ביותר עבור אור ומדיום-מסה גרעיני, אך הופך להיות אסרטיבי על חישובים כבדים.התפתחויות האחרונות באמצעות מודל הפגז מונטה קרלו מודל הפגזה הסימטריה-דהפט לא הורחבו חישובים לאזור הנדיר-earth, אבל מעשי עדיין מוגבלים ל-nucence פחות מ -20 חלקיקים.

תורת תפקוד הכחשה

התיאוריה התפקודית של צפיפות גרעינית (DFT) עם פונקציונליות כגון SLy4, UNEDF, ו- SV-min מספק תיאור מיקרוסקופי של עיוות גרעיני ללא צורך בחישוב DFT מודרני כולל הצמדה, עיוות, ואת מפעיל הגמול-מספרי במסגרת מאוחדת. כאשר בשילוב עם שיטת הדגד הסופי עבור RPA, DFT יכול לחזות כי הם לנבא חצי חי על פני החיזוי הגרעיני החשוב ביותר של הסימולציות.

השלכות על אסטרופיזיקה גרעינית

תוצאות חיפוש עבור Nucleosynthesis and the Rare-Earth Peak

תהליך לכידת הניטריונים המהיר (r-מעבד) מייצר כמחצית מכל האלמנטים כבדים יותר מברזל. בתהליך זה, קצבי בטא-דעון קובעים את זרימת החומר למספרים אטומיים גבוהים יותר ולהגדיר את גודל הזמן שעליו פועל ה- r-מעבד האחרון של מיזוגים כוכבים נויטרונים - כגון GW170817 - אישרו כי אירועים אלה הם אתרי עיבוד מרכזיים, ואת אותות קיבור אלקטרומגנטיים של מידע על ננומטרים על שיעורי נרקבון.

השיא הנדיר של תבנית השפע הסולארית (A ⁇ 160-180) רגיש במיוחד לעיוות גרעיני. באזור המסה הזה, המעבר מעיוותים לקרקע הספירטית ליד ה-N=82 הסגורה יוצר צוואר בקבוק בזרם r-מעבד.the beta לקלקל חצי-חיים של ננוטי סביב A 170= קובע כיצד מצטברים במהירות חומרים נדירים, ופסגות נדירות, וכתוצאה מכך, באמצעות ריבועים, תוך שימוש בדרגה מוגבלת, תוך שימוש ב- Qcforms רחב.

ניוטרינו פיזיקה ואינטראקציה חלשה בכוכבים

בסופרנובה הליבה, שערי לכידת האלקטרונים על גרעין ההתנגשות מספקים את המקור הדומיננטי של נויטרינו במהלך השלבים המוקדמים של קריסת.העיוות של גרעינים עשירים כמו 78Ni ו- 132Sn משפיע על קצב הלכידת האלקטרונים, ולכן, את השבר הליטוש ואת הדינמיקה של סימולציה רב-ממדית הכוללים מוטציות ניתוקידינויות שונות.

יישומים מעשיים באנרגיה גרעינית וברפואה

תכנון משופר של Isotope

ידע מדויק של בטא דעך מחצית חיים חיוני כדי לקידוד ייצור של איזוטופים רפואיים. Isotopes כגון 177Lu, 213Bi, ו 225Ac מיוצרים בכורים גרעיניים או מאיצים באמצעות לכידת נייטרונים ואחריו טווה. במקרים רבים, isotope יקר באזור deformed של חיזוי גרעיני, המאפשר יחס של רעב ולהפחית את היבול טוב יותר.

פסולת גרעינית

ההתנהגות ארוכת הטווח של פסולת גרעינית נשלטת על ידי דעון של מוצרי פשפש, שרבים מהם נמצאים באזורים המוניים מפורשים (A= 90–120 ו- A=140-160). אסטרטגיות ניהול פסולת מסתמכות על חישובים מדויקים של חום על פני זמן של 10 עד 100 שנים, כולל ההשפעה של עיוות על Beta- half-lives משפרת את הדיוק של תחזיות חום, תמיכה בתכנון הגיאולוגי של מתקנים מאובטחים של מתקנים מחדש.

שאלות יוצאות דופן וכיוונים עתידיים

הצורה של Neutron-Rich Nuclei

עם כניסתם של מתקני קרן הרדיואקטיביים הבאים כגון FRIB (Facility for Rare Isotope Beams), המרכז Nishina RIKEN / SPIRAL2, גישה ניסיונית ל-Nuclei ליד קו טפטוף ה-Nutron הורחב באופן דרמטי. במערכות קיצוניות אלה, עיוות עשוי לנקוט בצורות אקזוטיות, כולל צורות משולשות עם β=2 תצורה של תצורה של סימטרית אפילו ספקטרום פתוח יותר מ-108 מעלות צלזיוס.

סימפמטים זמניים ופיסיקה פונדמנטאלית

חלקיקים מתוחכמים של nuclei, כגון 225Ra ו 227Ra, הם בדיקות רגישות של הפרה זמנית מעבר למודל הסטנדרטי. Beta לכווץ observables במערכות אלה - כולל בטא-נוטרינו angular קורלציה - ניתן להשתמש כדי לחפש זרמים אקזוטיים המפרים parity ו-reversalסימטריות של זמן.

Machine Learning and Global Predictions

נפח הולך וגדל של נתונים ניסיוניים בטא-דעון, בשילוב עם מחשוב ביצועים גבוהים, אפשר את הפיתוח של מודלים למידת מכונה עבור בטא לנפץ תחזיות מחצית החיים. רשתות נילי המוכשרות על נתונים ידועים יכול להפריע לגרף הגרעיני עם דיוק גבוה, אבל הם נאבקים כדי להרחיב לאזורים לא ידועים שבו תופעות עיוות הם בולט ביותר.

  • עיוות גרעיני באופן ביקורתי משנה את קצב הדעיכה של בטא על ידי שינוי של נחיתות ברמת, אלמנטים ממטריקס, ו Q-values
  • טכניקות ניסיוניות כולל gamma-ray spectroscopy, הכולל ספקטרום הקליטה הכולל, וספקטרוסקופיה לייזר לספק מגבלות משלימות על מתאם צורה-decay
  • מודלים תאורטיים המבוססים על מודל נילסון, QRPA ו-DFT מניבים תחזיות של מחצית החיים המסכים עם הניסוי בתוך גורמים של 2-5 באזורים המוערכים ביותר.
  • טיפול מדויק של עיוות הוא חיוני עבור סימולציות nucleosynthesis, מודלים סופרנובה ויישומים אנרגיה גרעינית
  • שאלות פתוחות בצורות אקזוטיות, בדיקות סימטריה בסיסיות ותחזיות למידת מכונה מגדירות את הגבול של שדה זה

(ב) לקרא נוסף, ניתן למצוא ביקורות סמכותיות של עיוות גרעיני והשפעה על דעיכה בטא (Betaדע) ב-[[1943]], ב-[[1943]], וב[[1943]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]] ב[[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]]]] ב[[1924]]]]]]]] ב[[[[1924]], [[