Fizycy z Narodowego Centrum Badań Jądrowych oraz Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej przeprowadzili jedne z najbardziej szczegółowych obliczeń dotyczących rozszczepienia ciężkich jąder atomowych. Wyniki badań pomagają lepiej zrozumieć stabilność najcięższych pierwiastków i mogą być wykorzystane w modelowaniu reakcji jądrowych. Artykuł opublikowano 4 marca 2026 r. w czasopiśmie Physical Review C.

Phys. Rev. C 113, 034305 – Published 4 March, 2026; DOI: https://doi.org/10.1103/8c6y-2jjq 

Mgr Aleksander Augustyn, dr Tomasz Cap, dr Roberto Capote Noy, dr hab. Michal Kowal oraz prof. dr hab. Krzysztof Pomorski – autorzy publikacji, przeanalizowali jądra aktynowców – od toru do kalifornu – koncentrując się na wysokości barier rozszczepienia, czyli energetycznych przeszkód, które jądro musi pokonać, aby rozpaść się na dwa fragmenty. Parametr ten ma kluczowe znaczenie dla stabilności ciężkich pierwiastków, a także dla symulacji reakcji zachodzących w reaktorach jądrowych i w procesach astrofizycznych.

– W obliczeniach wykorzystano rozwijany w Polsce warszawski model makroskopowo-mikroskopowy oraz pięciowymiarowy opis deformacji jądra. Przeanalizowaliśmy około 130 milionów możliwych konfiguracji kształtu jądra dla każdego izotopu, co pozwoliło nam bardzo dokładnie odtworzyć tzw. krajobraz energii potencjalnej – powiedział A. Augustyn.

W opisywanej pracy zastosowano pięciowymiarową parametryzację kształtu jądra atomowego, zwaną Fourier-over-Spheroid (FoS), która pozwala na szczegółowy opis ewolucji kształtu jądra od stanu podstawowego aż do konfiguracji tuż przed rozpadem na dwa fragmenty.

– W tym obszarze istotny wkład wniósł prof. dr hab. Krzysztof Pomorski, jeden z autorów pracy, który przez wiele lat współrozwijał ten model zarówno w Warszawie, jak i w Lublinie. Obecnie jest związany z zespołem NCBJ. Zaproponowany przez niego opis kształtów jądra okazał się szczególnie przydatny dla konfiguracji silnie wydłużonych, z jakimi mamy do czynienia w procesie rozszczepienia – podkreśla prof. M. Kowal. 

Wyniki dobrze zgadzają się z danymi eksperymentalnymi – różnice między obliczeniami a pomiarami są mniejsze niż 1 MeV. Analiza przyniosła też nowe informacje na temat długo dyskutowanego trzeciego minimum energetycznego. Obliczenia wskazują, że występuje ono w izotopach toru, natomiast w cięższych aktynowcach, takich jak uran czy pluton, nie pojawia się.

– Szczególną uwagę poświęcono od dawna dyskutowanemu problemowi trzeciego, tzw. hiperdeformowanego minimum w jądrach aktynowców. Istnienie tego minimum – czyli dodatkowej, silnie wydłużonej konfiguracji jądra, w której jest ono przejściowo stabilne – jest przedmiotem debaty naukowej trwającej od ponad czterdziestu lat. Wyniki uzyskane w niniejszej pracy wskazują, że płytkie, ale wyraźne trzecie minimum pojawia się w izotopach toru, natomiast nie występuje w cięższych aktynowcach, takich jak uran czy pluton – zaznacza dr T. Cap.

Uzyskane rezultaty mogą znaleźć zastosowanie w bazach danych reakcji jądrowych wykorzystywanych m.in. przez Międzynarodową Agencję Energii Atomowej oraz w symulacjach procesów rozszczepienia stosowanych w energetyce jądrowej i astrofizyce.