クーロン障壁近傍の核融合反応及び準弾性散乱における非集団励起の効果

摘要

クーロン障壁近傍の入射エネルギーにおける重イオン反応では、原子核間の郷村道勤と原子核の内部自由度の結合が重要な役割を果たし、反応の物理量に大きく影響を与える［1］。例えば、クーロン障壁以下のエネルギーにおける重イオン核融合反応では、結合の効果により、結合が無い場合に比べて何桁も核融合断面積が増大することが知られている。このような低エネルギー領域の原子核反応における結合の効果を考慮し、量子論的に散乱問題を記述する方法としては結合チャンネル法が標準的に用いられてきた。とりわけ原子核の表面振動や、変形した核の回転などの少数の集団励起状態が考慮され、核融合反応や準弾性散乱などの実験データをよく説明してきた［1，2］。しかし近年の実験では、従来の集団励起のみを考慮した結合チャンネル法では説明できない実験データも得られ始めている。その商として~(20)Ne＋~(90,92)Zr系における準弾性散乱の実験が挙げられる［3］。これらの系で測定された、いわゆる準弾性障壁分布は、二つの系の間で異なる振る舞いを示し、~(20)Ne＋~(92)Zr系の方が不鮮明な構造を示している。一方、結合チャンネル法により、~(20)Neの回転励起とZr同位体の集団励起を考慮して得られた理論的な準弾性障壁分布は、大きく変形した~(20)Neが主要な寄与をするため、二つの系で同様な構造を示す。したがって集団励起のみを考慮しただけではこれらの系の実験データの説明することができない。この原因としては、結合チャンネル法ではあらわに考慮されていない非集団励起が考えられる。実際、~(90)Zrは中性子数50の閉殻であり、~(92)Zrはそれに中性子を二つ加えた原子核であるため準位密度が大きく異なる（5MeVまでに知られている状態は~(90)Zrでは35個であり、~(92)Zrでは87個である［4］）。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ヽ