對于我們所有從事電力，放射性廢物遏制或醫(yī)院工作的人來說，控制放射性過程和預(yù)測他們的行為是使我們的世界安全運作的關(guān)鍵。讓我們看看發(fā)電情況，以便快速了解裂變的工作原理。為了運行原子能發(fā)電站的渦輪機，最終將我們的光和互聯(lián)網(wǎng)連接，核能依賴于原子相互作用的復(fù)雜相互作用，所有這些都是通過將一個中子引入已經(jīng)填充的原子核而引發(fā)的?？茖W(xué)家們試圖了解我們可以為核裂變過程提取多少熱能，并確定將產(chǎn)生哪些反應(yīng)產(chǎn)物。核裂變發(fā)生后，原子核被分解成較小的部分。

在我們研究人員的案例中，從鈾-235(U-235)的核裂變中觀察到能量的產(chǎn)生。當(dāng)中子被轟擊到U-235核中時，它會產(chǎn)生鈾-236(U-236)核，并賦予它額外的能量，以幫助它分裂成兩個獨立的碎片。激發(fā)能量導(dǎo)致碎裂，產(chǎn)生原子能。然而，預(yù)測這種能量相互作用是困難的，因此科學(xué)家使用簡化的模型來表示細(xì)胞核的碎裂。Langevin模型代表裂變核的動態(tài)運動行為。以前建立的Langevin模型通常被認(rèn)為是描述原子核形狀的三個維度。這些包括變形因子，其描述了由于裂變而變形的兩個核碎片的各種幾何形狀。

領(lǐng)導(dǎo)這個研究小組的東京理工大學(xué)的Chikako Ishizuka和Satoshi Chiba發(fā)現(xiàn)，在關(guān)注U-236的同時，還有一個影響Langevin模型預(yù)測的因素。該團隊的第四個因素考慮了兩個獨立碎片的變形，而不是假設(shè)兩個碎片具有相同的變形因子。

與以前的3D Langevin模型不同，研究人員將Langevin模型增強到四維，以便考慮到碎片的重和輕元素，可以考慮核碎片的熱能并考慮裂變碎片的個體形狀。不同。結(jié)果似乎比先前建立的模型更適合核裂變的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。特別是沒有理論模型沒有再現(xiàn)動能，即核裂變的熱能，具有預(yù)測能力。得到的4D模型的動能數(shù)據(jù)與觀察到的測量結(jié)果非常吻合，與之前的模型(用紫色和綠色符號顯示)相比，沒有特殊的假設(shè)。

Langevin 4D模型改進了我們預(yù)測低能裂變的方法，可以用于各種原子核，例如從鈾開始連續(xù)吸收的中子所填充的有毒核廢物。這項工作的作者正在繼續(xù)開發(fā)新的應(yīng)用程序，特別強調(diào)未來的5D動力學(xué)模型，這將進一步提高預(yù)測準(zhǔn)確性。