Neue Entdeckung in der Kernspaltung: Asymmetrische Spaltung bei schweren Kernen

DARMSTADT / LONDON (IT BOLTWISE) – In einem bemerkenswerten Fortschritt in der Kernphysik hat ein internationales Forschungsteam eine neue Region der asymmetrischen Kernspaltung entdeckt. Diese Entdeckung könnte unser Verständnis der Nukleosynthese und der Elemententstehung im Universum erheblich erweitern.

Ein internationales Forschungsteam hat eine neue Region der asymmetrischen Kernspaltung entdeckt, die unser Verständnis der Nukleosynthese und der Elemententstehung im Universum erheblich erweitern könnte. Die Untersuchung konzentrierte sich auf neutronenarme exotische Isotope, die von Iridium bis Thorium reichen. Diese Isotope wurden durch die Fragmentierung eines Uran-238-Strahls erzeugt und anschließend mit dem GSI/FAIR-Fragmentseparator FRS getrennt und identifiziert.

Am GSI/FAIR-Messaufbau R3B wurden die Isotope auf ein segmentiertes Bleitarget gelenkt, wo sie durch Anregung in zwei leichtere Fragmente gespalten wurden. Die Doppel-Ionisationskammer TWIN-MUSIC ermöglichte die Messung der Ladungen der Spaltprodukte, während der supraleitende Dipolmagnet GLAD die Spaltfragmente nach ihrem Impuls-Ladungs-Verhältnis trennte.

Die während des Experiments gesammelten Daten zeigen einen Übergang zu zunehmend asymmetrischer Spaltung in neutronenarmen schweren Kernen. Diese Entdeckung markiert eine neue “Insel der asymmetrischen Spaltung” in der Nuklidkarte, die durch eine Dominanz von leichten Krypton-Spaltfragmenten gekennzeichnet ist.

Die Ergebnisse verbessern das Verständnis sowohl der irdischen als auch der kosmischen Spaltungsprozesse. Sie bieten wertvolle Anhaltspunkte für theoretische Modelle und verbessern deren Vorhersagekraft für die Verteilung von Spaltfragmenten in neutronenreichen Systemen. Dies ist insbesondere für das Verständnis der Nukleosynthese im r-Prozess relevant.

Die Entdeckung ist ein großer Schritt zum Verständnis des Spaltungsrecyclings, das in Supernova-Explosionen erwartet wird und die Elementproduktion in unserer Galaxie antreibt. Sie bietet auch einen Einstieg, um die Ausdehnung der neu beobachteten Region in der Nuklidkarte zu bestimmen, in der die asymmetrische Spaltung dominiert.

Die Ergebnisse demonstrieren eindrucksvoll die Leistungsfähigkeit des R3B-Setups und geben einen Ausblick auf zukünftige Forschungen bei FAIR. Mit der Kombination aus Super-Fragmentseparator und dem geplanten NUSTAR-Experimentprogramm werden einzigartige Möglichkeiten zur Produktion und Selektion noch seltenerer Isotope geschaffen.

An der internationalen Beschleunigeranlage FAIR sind eine Reihe von Folgeexperimenten geplant, die das Phänomen der asymmetrischen Spaltung detaillierter untersuchen sollen. Diese Forschung könnte grundlegende Aspekte der Kernmaterie unter extremen Bedingungen aufdecken und unser Verständnis der Entstehung und Verteilung schwererer Elemente erweitern.

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