Als ich über Nuklearmodelle, Nuklearphysik und die mythische „Stabilitätsinsel“ las, stellte ich mir nur die nächste Frage:
Wie kann die Lebensdauer eines unentdeckten superschweren Elements berechnet oder theoretisch abgeschätzt werden?
Außerdem ... Entspricht es einem numerischen Rezept oder einer theoretischen geschlossenen Näherungsformel? Ist die Lebensdauer superschwerer Atome dieselbe wie die der superschweren Kerne, die sie haben? Irgendwelche guten Referenzen zu diesem schwierigen Thema? Zum Beispiel wäre willkommen!
Kommentar: Mich würde auch interessieren, wie jemand (wenn möglich) die Lebensdauer von zB Ubh-310 mit Hilfe von PC- oder Grid-Computing von Grund auf berechnen könnte ...
Transurane Elemente sind typischerweise sowohl in Bezug auf Alpha-Zerfall als auch auf spontane Spaltung instabil.
Der Logarithmus der Halbwertszeit für den Alpha-Zerfall ändert sich ungefähr linear mit , Wo ist die Energie des Alphas. Wenn Sie die Bindungsenergien der Mutter- und Tochterkerne kennen, können Sie sie berechnen aus Energieerhaltung. Vorausgesetzt, Sie haben eine anständige Vorstellung vom Spektrum der Einzelteilchenenergien, können die Bindungsenergien ziemlich genau und mit minimalem Rechenaufwand mit einer Technik von Strutinsky abgeschätzt werden.[Strutinsky 1968]
Für die spontane Spaltung reicht es nicht aus, nur die Bindungsenergien zu kennen. Im klassischen Flüssigkeitstropfenmodell würde sich der Kern verlängern, einen Hals bilden und schließlich eine Spaltung erfahren. Dieser Prozess kann durch einige Formparameter beschrieben werden das variiert, wenn sich die Form ändert. Quantenmechanisch können Sie die Strutinsky-Technik verwenden, um eine potentielle Energie zu berechnen , und finden Sie eine Tunnelwahrscheinlichkeit. Obwohl ist nicht wirklich eine gute quantenmechanische Koordinate (z. B. können Sie haben für ), das funktioniert alles gut genug und liefert Ergebnisse, die mit der Theorie verglichen werden können. Es gibt einen entsprechenden konjugierten Impuls , was nicht einfach zu berechnen ist; Sie brauchen etwas, das die Rolle der Masse spielt, was als Trägheitsparameter bezeichnet wird und von dem niemand wirklich weiß, wie man es zuverlässig berechnet. Typischerweise wählt man einfach eine Zahl für den Trägheitsparameter aus, um eine Übereinstimmung mit zuvor gemessenen Halbwertszeiten zu erhalten.
Strutinsky, Nucl. Phys. A122 (1968) 1. Dieses Papier http://arxiv.org/abs/1004.0079 beschreibt eine Variation der Technik, beschreibt aber auch die Technik selbst.