Coulomb and even-odd effects in cold and super-asymmetric fragmentation for thermal neutron induced fission of 235U
M. Montoya
Instituto Peruano de Energía Nuclear, Canadá 1470, San Borja, Lima, Peru
Universidad Nacional de Ingeniería, Av. Túpac Amaru 210, Rímac, Lima, Peru
DOI: https://doi.org/10.33017/RevECIPeru2015.0004/
Abstract
The Coulomb effects hypothesis is used to interpret even-odd effects of maximum total kinetic energy as a function of mass and charge of fragments from thermal neutron induced fission of 235U. Assuming spherical fragments at scission, the Coulomb interaction energy between fragments ( ) is higher than the -value, the available energy. Therefore at scission the fragments must be deformed, so that the Coulomb interaction energy does not exceed the -value. The fact that the even-odd effects in the maximum total kinetic energy as a function of the charge and mass, respectively, are lower than the even-odd effects of is consistent with the assumption that odd mass fragments are softer than the even-even fragments.
Even-odd effects of charge distribution in super asymmetric fragmentation also are interpreted with the Coulomb effect hypothesis. Because the difference between and increases with asymmetry, fragmentations require higher total deformation energy to occur. Higher deformation energy of the fragments implies lower free energy to break pairs of nucleons. This explains why in the asymmetric fragmentation region, the even-odd effects of the distribution of proton number and neutron number increases with asymmetry. Based on a similar reasoning, a prediction of a relatively high even-odd effect in symmetric fragmentations is proposed.
Keywords: cold fission, asymmetric fragmentation, symmetric fission, kinetic energy, uranium 235
Resumen
La hipótesis del efecto Coulomb es usado para interpretar los efectos par-impar sobre la energía total máxima en función de la masa y carga de los fragmentos de la fisión inducida por neutrones térmicos del 235U. Suponiendo que en la escisión los fragmentos son esféricos, la energía de interacción coulombiana entre fragmentos ( ) es mayor que el valor , la energía disponible. Entonces, los fragmentos en la escisión deben estar deformados, de modo que la energía de interacción coulombiana no exceda el valor de la reacción. El hecho de que los efectos par-impar sobre el valor máximo de la energía cinética total en función de la carga y la masa, respectivamente, son menores que los efectos par-impar de es consistente con la suposición que los fragmentos con masa impar son más blandos que los fragmentos par-par.
Los efectos par-impar de la distribución de carga en las fragmentaciones super asimétricas también son interpretados con la hipótesis del efecto Coulomb. Debido a que la diferencia entre y crece con la asimetría, las fragmentaciones requieren mayor energía total de deformación para ocurrir. Mayor energía de deformación de los fragmentos implica menor energía libre para romper pares de nucleones. Esto explica por qué en la region de asimetría, los efectos par-impar en la distribución de número de protons y número de neutrones crece con la asimetría. Basado en un razonamiento similar, se predice un alto efecto par-impar en las fragmentaciones simétricas.
Descriptores: fisión fría, fragmentación asimétrica, fisión simétrica, energía cinética, uranio 235.
Monte Carlo simulation of the measurement by the 2E technique of the average prompt neutron multiplicity as a function of the mass of fragments from thermal neutron-induced fission of 239Pu
