Para todos los que trabajamos con electricidad, contención de desechos radiactivos u hospitales, controlar los procesos radiactivos y predecir sus comportamientos es clave para que nuestro mundo funcione de manera segura. Veamos la generación de electricidad como un ejemplo rápido de cómo funciona la fisión.hacen funcionar las turbinas de las estaciones de energía atómica que eventualmente nos brindarán nuestras conexiones de luz e internet, la energía nuclear se basa en una interacción complicada de interacciones atómicas, todo iniciado por la introducción de un neutrón en un núcleo ya relleno. Los científicos buscan entender cuánta energía térmicaenergía que podemos extraer para el proceso de fisión nuclear y determinar qué productos de reacción se crearán. Después de que se haya producido la fisión nuclear, los núcleos se dividen en partes más pequeñas.
En el caso de nuestros investigadores, la generación de energía se observa a partir de la fisión nuclear de uranio-235 U-235. Cuando se bombardea un neutrón en el núcleo del U-235, produce un uranio-236 U-236núcleo y le da energía extra para ayudarlo a dividirse en dos fragmentos separados. La energía de excitación causa la fragmentación, generando energía atómica. Sin embargo, predecir esta interacción energética es difícil, por lo que los científicos usan modelos simplificados para representar la fragmentación del núcleo.El modelo de Langevin representa el comportamiento del movimiento dinámico de un núcleo de fisión. Los modelos de Langevin previamente establecidos a menudo consideraban tres dimensiones para describir la forma de los núcleos. Estos incluían un factor de deformación, que describe las diversas geometrías de los dos fragmentos nucleares deformados como resultado defisión.
Chikako Ishizuka y Satoshi Chiba en Tokyo Tech, liderando este grupo de investigación, han encontrado que hay un factor adicional que influye en la predicción dentro de un modelo Langevin, mientras se enfoca en el U-236. El cuarto factor del equipo considera la deformación de los dos por separadofragmentos, en lugar de asumir que los dos fragmentos tienen el mismo factor de deformación.
A diferencia de los modelos Langevin 3D anteriores, los investigadores han mejorado el modelo Langevin a cuatro dimensiones para que pueda considerar la energía térmica de los fragmentos nucleares y la forma individual de los fragmentos de fisión teniendo en cuenta que los elementos pesados y ligeros delos fragmentos se comportan de manera diferente. Los resultados parecen ajustarse mejor a los datos empíricos de la fisión nuclear que a los modelos establecidos previamente. Especialmente ningún modelo teórico no ha reproducido la energía cinética, es decir, la energía térmica de la fisión nuclear, con potencia predictiva. Los datos de energía cinética resultantes del 4DEl modelo se ajusta bien con las mediciones observadas, en comparación con los modelos anteriores que se muestran con los símbolos morado y verde sin suposiciones especiales.
El modelo Langevin 4D mejora la forma en que podemos predecir la fisión de baja energía y puede usarse para varios núcleos, como los desechos nucleares venenosos poblados por neutrones absorbidos sucesivamente a partir del uranio. Los autores de este trabajo continúan desarrollando nuevas aplicaciones, en particularénfasis en un futuro modelo dinámico 5D que mejorará aún más la precisión predictiva.
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Materiales proporcionados por Instituto de Tecnología de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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