Forscher haben ein auf der Langevin-Gleichung basierendes Modell eingeführt, das neue Einblicke in die Entstehung exotischer Kerne bietet. Diese Entwicklung könnte die Fähigkeit verbessern, seltene Isotope herzustellen, die für verschiedene Anwendungen in Wissenschaft und Medizin wertvoll sind.
Die Studie ist veröffentlicht im Tagebuch Nuklearwissenschaft und -techniken.
Ein Forschungsteam unter der Leitung von Professor Feng-Shou Zhang hat dieses Modell entwickelt und angewendet, um Multinukleonentransferprozesse (MNT) bei Schwerionenkollisionen zu untersuchen. Das Modell ermöglicht ein genaueres Verständnis der Energiedissipation bei Schwerionenkollisionen, was für die Vorhersage der Ergebnisse nuklearer Reaktionen wichtig ist. Simulationen von Kernreaktionen wie 40Ar + 232Th, 136Xe + 238U und 136Xe + 209Bi haben gezeigt, dass die Vorhersagen des Modells zu Querschnitten und Winkelverteilungen gut mit experimentellen Ergebnissen übereinstimmen.
Die Modellierung von Kernreaktionen, insbesondere derjenigen, die bei der Erzeugung exotischer Kerne eine Rolle spielen, ist aufgrund ihrer Komplexität eine Herausforderung. Herkömmliche Methoden wie Projektilfragmentierung und Fusionsverdampfung haben ihre Grenzen, insbesondere bei der Synthese neuer Transurane und superschwerer Elemente.
Dieses Modell begegnet diesen Herausforderungen, indem es den Prozess vereinfacht, die Anzahl der einstellbaren Parameter reduziert und sich auf wichtige physikalische Prozesse konzentriert. Es simuliert erfolgreich Energie- und Streuwinkelverteilungen und bietet Einblicke in tiefe inelastische und Quasi-Spaltungsprozesse.
Die verbesserte Genauigkeit der MNT-Reaktionsvorhersagen, die dieses Modell bietet, könnte die Produktion von Isotopen erleichtern, die mit anderen Methoden schwer zu erzeugen sind. Diese Isotope sind wertvoll für die wissenschaftliche Forschung und medizinische Anwendungen wie Diagnostik und Behandlung. Laut Prof. Zhang besteht das Ziel darin, das Modell umfassend und dennoch praktisch für den experimentellen Einsatz zu halten.
Diese Entwicklung stellt einen Fortschritt in der Kernphysik dar und trägt zum Verständnis der Produktion exotischer Kerne durch MNT-Reaktionen bei. Eine weitere Verfeinerung des Modells könnte seinen Nutzen bei der Steuerung zukünftiger Forschung und der Verbesserung von Produktionsverfahren für seltene Isotope erhöhen.
Diese Forschung wurde in Zusammenarbeit mit der Beijing Normal University, der Beijing Academy of Science and Technology und dem National Laboratory of Heavy Ion Accelerator of Lanzhou durchgeführt.
Weitere Informationen:
Ying Zou et al, Untersuchung von Multinukleonentransferprozessen im Langevin-Gleichungsmodell, Nuklearwissenschaft und -techniken (2024). DOI: 10.1007/s41365-024-01557-4
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