成果 | 罗文课题组对一种用于描述光致裂变产物特性的通用框架构建的研究取得重要进展

近期，威廉希尔罗文课题组提出了一种用于描述巨共振能区内光致裂变产物特征的通用框架。相关研究成果以“在平均激发能低于30 MeV能区描述锕系核素光致裂变观测量的通用框架” (A general framework for describing photofission observables of actinides at an average excitation energy below 30 MeV)为题在线发表于《中国物理C》(Chinese Physics C)。

光致裂变观测量的合理预测不仅对于深入理解光致裂变过程本身具有重要意义，而且可以在短寿命同位素生产、核废物嬗变和核安全保障等应用领域发挥重要作用。然而，现有的光致裂变观测实验数据非常有限，现有的裂变模型和程序主要针对中子诱导的裂变过程，并不适用于光致裂变过程。因此，非常有必要构建一种用于描述光致裂变产物特性的通用框架。

图1.用于描述光致裂变产物特性的通用框架示意图

罗文教授课题组采有考虑波尔假说的几种系统学中子模型和经验模型，合理构建了一个用于描述巨共振能区内光致裂变产物特征的通用框架。其中，光致裂变产物特征包括裂变碎片的质量分布和电荷分布，以及瞬发中子和γ射线的多重性分布和能量分布。随后，利用原子核巨共振能区内的多个实验数据对通用框架的预测能力进行了验证，表明了通用框架的可靠性和鲁棒性。最后，利用通用框架合理预测了²³²Th、^235、238U、²⁴⁰Pu等典型锕系核素的光致裂变碎片特征和瞬发粒子发射情况。

图2.²³²Th和²³⁸U光致裂变碎片的相对产额：两种模型的预测结果和实验测量值的对比

威廉希尔硕士生王冠霖为第一作者，罗文教授为唯一通讯作者。上述研究工作得到国家自然科学基金项目（资助号：11675075）和等离子体物理重点实验室自主科研项目（资助号：JCKYS2021212009）的支持。