托木斯克理工大學的科學家與聯合核研究所的同事合作，開發出一個可描述裂變碎片中角動量發生的模型。了解裂變機制意義重大，相關知識未來或成為開發管理鏈式反應和核醫學控制新方法的基礎。該研究成果發表于《物理評論C》(Q2，影響因子：3.2)期刊，并獲俄羅斯科學基金會資助。
在原子核分裂過程中，會依次經歷多個階段并改變結構，起初呈“球形”或“橢圓形”，接著變成“啞鈴形”，破裂瞬間形成兩個碎片。一個質子和中子數量均為偶數的原子裂變核，初始狀態總角動量為零(自旋為零)，裂變后碎片開始旋轉，獲得0到10的角動量。
項目負責人、核技術工程學院數學與數學物理系教授尼古拉·安東年科介紹，核裂變有多種發生方式，結果并非只有兩個特定碎片，而是大量不同碎片對。新提出的量子力學模型有助于確定特定質量碎片的形成概率，并假設其運動方向和旋轉次數。
該模型適用于量子力學描述由兩個接觸原子核組成的系統中的角振蕩，這些系統出現在核裂變的最后階段。裂變碎片在斷裂點處的角運動可視為碎片的獨立小振幅振蕩，振蕩產生的角動量與系統整體旋轉相平衡，模型解釋了碎片角動量與其質量之間的鋸齒狀依賴關系。
尼古拉·安東年科還稱，原子核分裂時會形成兩個處于特定旋轉狀態的碎片，狀態間躍遷時會發射電磁伽馬量子，新模型有助于通過這些躍遷識別裂變碎片的質量、電荷和角動量。
這些基礎知識有助于更好地理解碎片間的能量和角動量分布、旋轉狀態的形成機制，以及各種因素對裂變碎片特性的影響。所獲數據可為控制核裂變的原理奠定基礎，從而獲得特定碎片的最大產量。
目前，科學家的下一階段工作是研究裂變碎片的角動量對碎片總動能的依賴性。
