Effects of diabaticity on fusion of heavy nuclei in the dinuclear model

Abstract

Der Fusionsprozeß schwerer Kerne wird unter Verwendung des Zweizentren-Schalenmodells (TCSM für Two-Center Shell Model) untersucht. Zuerstwerden diabatische Potentiale als Funktion geometrischer Parameter und des sogenannten Neckparameters im Rahmen des TCSM für verschiedenesymmetrische und asymmetrische Systeme berechnet. Zur Berechnung der Energieniveaus wird die Methode der maximalen Symmetrie angewandt. Diediabatischen Potentiale behinden die Bewegung der Kerne zu geringeren relativen Abständen und das Anwachsen des Necks. Sie ähneln den im dinuklearenFusionsmodell verwendeten Kern-Kern- Potentialen. Die Abhängigkeit des diabatischen Potentials von Temperatur und Massenasymmetrie wird diskutiert.Die Isotopen-Abhängigkeit des im TCSM berechneten Potentials wird für verschiedene schwere dinukleare Systeme (DNS für Dinuclear System) untersucht.Ein DNS wird aus zwei sich berührenden Kernen im Minimum des Kern-Kern-Potentials gebildet, wobei die individuellen Eigenschaften der beteiligten Kerneerhalten bleiben. Des weiteren wird das Potential des DNS als Funktion der Massenasymmetrie mit anderen mikroskopischen und phänomenologischenPotentialen verglichen. Massenparameter für die Variablen eines DNS und eines stark deformierten vereinigten Kerns werden mikroskopisch unter Verwendung der Breite derEinteilchen-Zustände bestimmt. Für die Beschreibung der Relativbewegung der Kerne und die Ausbildung des Necks zwischen den Kernen werden dieMassenparameter mit Basis-Zuständen des adiabatischen und diabatischen TCSM berechnet. Die mikroskopischen Massenparameter erweisen sich größer alsdie nach dem hydrodynamischen Modell erhaltenen Parameter und verursachen eine starke Behinderung für das Verschmelzen des DNS entlang derKernverbindungsachse. Das bedeutet, daß das DNS eine lange Zeit lebt, die mit der Reaktionszeit für eine Fusion durch Nukleonen-Transfer vergleichbar ist.Konsequenzen dieses Effekts für den gesamten Fusionsprozeß werden diskutiert. Der zeitabhängige Übergang zwischen einem diabatischen Wechselwirkungspotential im Eingangskanal und einem adiabatischen Potential während desFusionsprozesses wird im Rahmen des TCSM untersucht. Es wird eine große Behinderung für die Bewegung zu geringeren Kernabständen von fastsymmetrischen DNS gefunden. Der Vergleich der berechneten Energieschwellen für die vollständige Fusion in verschiedenen relevanten kollektivenKoordinaten zeigt, daß das DNS vorzugsweise in der Massenasymmetrie-Koordinate durch Nukleonen-Transfer zum vereinigten Kern verschmilzt. Der Prozeß der Quasi-Spaltung des DNS wird durch die Lösung einer Transport-Mastergleichung für den Austausch von Nukleonen zwischen den Teilen desDNS behandelt, die auch den Zerfallsprozeß des DNS entlang der Kernverbindungsachse berücksichtigt. Die Quasi-Spaltung-Produkte von Fusionsreaktionenwerden korrekt beschrieben und stimmen mit den experimentellen Daten überein. Es wird gezeigt, daß der Prozeß der Quasi-Spaltung einer derentscheidenden Faktoren ist, der die vollständige Fusion schwerer Kerne behindert.