Studies on the cold binary fragmentation of even–even <sup>230–250</sup>U isotopes

Kolathu Parambil Santhosh; Annu Cyriac

doi:10.1016/j.crhy.2018.11.009

Studies on the cold binary fragmentation of even–even ^230–250U isotopes
[Étude de la fragmentation froide binaire des isotopes pairs–pairs ^230–250U]

Kolathu Parambil Santhosh ¹ ; Annu Cyriac ¹

¹ School of Pure and Applied Physics, Kannur University, Swami Anandatheertha Campus, Payyanur 670327, Kerala, India

Comptes Rendus. Physique, Volume 20 (2019) no. 6, pp. 569-582.

Résumé
Abstract

Dans le cadre du modèle CPPM (Coulomb et potentiel de proximité), nous avons étudié la fission froide binaire d'isotopes pairs–pairs ^230–250U, en utilisant les deux versions Proximity 1977 et Proximity 2000 du potentiel de proximité nucléaire. La voie la plus favorable pour la fission binaire est celle qui a une valeur de Q élevée et un potentiel d'entraînement minimal par rapport aux asymétries de masse et de charge. Pour tous les isotopes mentionnés, le canal le plus favorable est celui dans lequel le noyau le plus lourd est à couche doublement compléte ou presque doublement compléte. Pour les isotopes ^230,232,234U, on prévoit que le rendement le plus élevé est obtenu quand l'un des fragments est un isotope de Pb ( $Z = 82$ ), tandis que, pour l'isotope ²³⁶U, la fragmentation qui donne naissance à un isotope du mercure ( $Z = 80$ ) a le meilleur rendement. Pour l'isotope ²³⁸U, la fragmentation conduisant à l'isotope de platine ( $Z = 78$ , $N = 126$ ) a le rendement le plus élevé. Dans le cas des isotopes ^{240,242,242,244,244,246,248,250}U, le rendement le plus élevé est obtenu quand la fragmentation mène à l'étain ( $Z = 50$ ). Le fractionnement asymétrique est favorisé pour les isotopes de l'uranium avec un nombre de masse $A \leq 238$ et le fractionnement symétrique pour les isotopes de l'uranium avec $A \geq 240$ . La pénétrabilité et les demi-vies calculées à l'aide des deux potentiels de proximité pour la fission froide binaire des isotopes ^230–250U ont été comparées aux données expérimentales disponibles, reproduites par Holden et al. (Pure Appl. Chem. 72 (2000) 1525). On a constaté que les deux résultats étaient en bon accord.

Within the framework of the Coulomb and proximity potential model (CPPM), we studied the cold binary fission of even–even ^230–250U isotopes using the two versions of the nuclear proximity potential, Proximity 1977 and Proximity 2000. The most favorable binary fission path is the one that has a high Q value and a minimum driving potential with respect to the mass and charge asymmetries. A nucleus with doubly-closed shell or near doubly-closed shell always appears as the heaviest nucleus in the favored channel of the binary fission of all the mentioned isotopes. For the ^230,232,234U isotopes, the highest yield was predicted for the isotope of Pb ( $Z = 82$ ) as one fragment, whereas for the ²³⁶U isotope, fragmentation with the isotope of Hg ( $Z = 80$ ) as one fragment possesses the highest yield. For the ²³⁸U isotope, fragmentation with the isotope of Pt ( $Z = 78$ , $N = 126$ ) as one fragment possesses the highest yield. In the case of the ^{240,242,244,246,248,250}U isotopes, the highest yield is for the fragmentation with Sn ( $Z = 50$ ) as one fragment. It was found that asymmetric splitting is superior for U isotopes with mass number $A \leq 238$ and symmetric splitting is superior for U isotopes with $A \geq 240$ . The computed penetrability and half-lives using the two different proximity potentials for the cold binary fission of ^230–250U isotopes were compared with the available experimental data collected from Holden et al. [Pure Appl. Chem. 72 (2000) 1525]. The two results were found to be in agreement with each other.

Publié le : 2019-03-25

DOI : 10.1016/j.crhy.2018.11.009

Keywords: Heavy particle radioactivity, Spontaneous fission, Cold binary fission
Mot clés : Radioactivité des particules lourdes, Fission spontané, Fission froide binaire

Affiliations des auteurs :

Kolathu Parambil Santhosh ¹ ; Annu Cyriac ¹

¹ School of Pure and Applied Physics, Kannur University, Swami Anandatheertha Campus, Payyanur 670327, Kerala, India

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Kolathu Parambil Santhosh; Annu Cyriac. Studies on the cold binary fragmentation of even–even ^230–250U isotopes. Comptes Rendus. Physique, Volume 20 (2019) no. 6, pp. 569-582. doi : 10.1016/j.crhy.2018.11.009. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2018.11.009/

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