Abstract
The mass-energy distributions of fission fragments of 254Fm compound nucleus formed in the reaction 16O + 238U have been measured at two lab energies \({{E}_{{{\text{lab}}}}}\) = 89 and 101 MeV. The experimental data have been described by the multimodal random neck-rupture model. Channel probabilities and the characteristics of different fission modes are obtained and discussed in details. At ∼45 MeV excitation, the enhancement of the mass yield (~10–2%) in the region 60–70 u for the light fragment is observed. This can be explained by the influence of Z = 28 shell closure. This signature of super-asymmetric fission becomes zero at the higher excitation energy (~56 MeV), expectedly. The fission fragment mass distribution widths show a linear dependence with the measured energies.
Similar content being viewed by others
REFERENCES
U. Brosa, S. Grossmann, and A. Muller, Phys. Rep. 197, 167 (1990).
H. C. Britt, H. E. Wegner, and J. C. Gursky, Phys. Rev. 129, 2239 (1963).
E. Konecny, H. J. Specht, and J. Weber, Phys. Lett. B 45, 329 (1973).
H. J. Specht, Rev. Mod. Phys. 46, 733 (1974).
T. Ohtsuki, H. Nakahara, and Y. Nagame, Phys. Rev. C 48, 1667 (1993).
R. Dubey et al., Phys. Lett. B 752, 338 (2016).
I. V. Pokrovsky, L. Calabretta, M. G. Itkis, N. A. Kondratiev, E. M. Kozulin, C. Maiolino, E. V. Prokhorova, A. Ya. Rusanov, and S. P. Tretyakova, Phys. Rev. C 60, 041304(R) (1999).
M. G. Itkis, N. A. Kondratiev, E. M. Kozulin, Yu. Ts. Oganessian, I. V. Pokrovsky, E. V. Prokhorova, and A. Ya. Rusanov, Phys. Rev. C 59, 3172 (1999).
I. M. Itkis, E. M. Kozulin, M. G. Itkis, G. N. Knyazheva, A. A. Bogachev, E. V. Chernysheva, L. Krupa, Yu. Ts. Oganessian, V. I. Zagrebaev, A. Ya. Rusanov, F. Goennenwein, O. Dorvaux, L. Stuttgé, F. Hanappe, E. Vardaci, and E. de Goés Brennand, Phys. Rev. C 83, 064613 (2011).
J. E. Gindler, K. F. Flynn, L. E. Glendenin, and R. K. Sjoblom, Phys. Rev. C 16, 1483 (1977).
R. M. Harbour, K. W. MacMurdo, D. E. Troutner, and M. V. Hoehn, Phys. Rev. C 8, 1488 (1973).
R. C. Ragaini, E. K. Hulet, R. W. Lougheed, and J. Wild, Phys. Rev. C 9, 399 (1974).
P. Moller, D. G. Madland, A. J. Sierk, and A. Iwamoto, Nature 409, 785 (2001).
K.-H. Schmidt, S. Steinhaeuser, C. Boeckstiegel, A. Grewe, A. Heinz, A. R. Junghans, J. Benlliure, H.‑G. Clerc, M. de Jong, J. Mueller, M. Pfuetzner, and B. Voss, Nucl. Phys. A 665, 221 (2000).
M. G. Itkis et al., Nucl. Phys. A 734, 136 (2004).
I. V. Pokrovsky et al., Phys. Rev. C 62, 014615 (2000).
P. Siegler, F.-J. Hambsch, S. Oberstedt, and J. P. Theobald, Nucl. Phys. A 594, 45 (1995).
S. Oberstedt, F.-J. Hambsch, and F. Vivès, Nucl. Phys. A 644, 289 (1998).
E. V. Prokhorova et al., Nucl. Phys. A 802, 45 (2008).
G. Scamps and C. Simenel, Nature 564, 382 (2018).
M. D. Usang, F. A. Ivanyuk, Ch. Ishizuka, and S. Chiba, Sci. Rep. 9, 1525 (2019).
V. V. Pashkevich, Nucl. Phys. A 169, 275 (1971).
M. G. Mustafa, U. Mosel, and H. W. Schmitt, Phys. Rev. C 7, 1519 (1973).
G. Barreau, A. Sicre, F. Caïtucoli, M. Asghar, T. P. Doan, B. Leroux, G. Martinez, and T. Benfoughal, Nucl. Phys. A 432, 411 (1985).
M. G. Itkis, V. N. Okolovich, A. Ya. Russanov, and G. N. Smirenkin, Z. Phys. A 320, 433 (1985).
C. Budtz-Jørgensen and H.-H. Knitter, Nucl. Phys. A 490, 307 (1988).
M. Huhta, P. Dendooven, A. Honkanen, A. Jokinen, G. Lhersonneau, M. Oinonen, H. Penttilä, K. Peräjärvi, V. A. Rubchenya, and J. Äystö, Phys. Lett. B 405, 230 (1997).
G. Knyazheva, S. N. Dmitriev, M. G. Itkis, I. M. Itkis, E. M. Kozulin, T. Loktev, and Yu. Ts. Oganessian, in EXON-2012-Proceedings of the International Symposium, Ed. by Yu. E. Penionzhkevich and Yu. G. Sobolev (World Scientific, Singapore, 2013), p. 167.
K. B. Gikal, E. M. Kozulin, I. M. Itkis, M. G. Itkis, G. N. Knyazheva, K. V. Novikov, and A. N. Pan, Bull. Russ. Acad. Sci.: Phys., 82, 716 (2018).
H. J. Lustig, J. A. Maruhn, and W. Greiner, J. Phys. G: Nucl. Phys. 6, L25 (1980).
E. M. Kozulin, A. A. Bogachev, M. G. Itkis, I. M. Itkis, G. N. Knyazheva, N. A. Kondratiev, L. Krupa, I. V. Pokrovsky, and E. V. Prokhorova, Instrum. Exp. Tech. 51, 44 (2008).
I. M. Itkis, A. A. Bogachev, A. Yu. Chizhov, D. M. Gorodisskiy, M. G. Itkis, G. N. Knyazheva, N. A. Kondratiev, E. M. Kozulin, L. Krupa, S. I. Mulgin, I. V. Pokrovsky, E. V. Prokhorova, A. Ya. Rusanov, V. M. Voskressenski, and S. V. Zhdanov, Phys. Lett. B640, 23 (2006).
J. R. Nix and W. J. Swiatecki, Nucl. Phys. 71, 1 (1965).
V. E. Viola, K. Kwiatkowski, and M. Walker, Phys. Rev. C 31, 1550 (1985).
J. van Aarle, W. Westmeier, R. A. Esterlund, and P. Patzelt, Nucl. Phys. A 578, 77 (1994).
Z. Büyükmumcu and M. Kildir, Phys. Rev. C 74, 054613 (2006).
T. Ohsawa, T. Horiguchi, and H. Hayashi, Nucl. Phys. A 653, 17 (1999);
Nucl. Phys. A665, 3 (2000).
S. I. Mulgin, S. V. Zhdanov, N. A. Kondratiev, K. V. Kovalchuk, and A. Ya. Rusanov, Nucl. Phys. A 824, 1 (2009).
D. Rochman, I. Tsekhanovich, F. Gönnenwein, V. Sokolov, F. Storrer, G. Simpson, and O. Serot, Nucl. Phys. A 735, 3 (2004).
T. Banerjee, D. J. Hinde, D. Y. Jeung, K. Banerjee, M. Dasgupta, A. C. Berriman, L. T. Bezzina, H. M. Albers, Ch. E. Düllmann, J. Khuyagbaatar, B. Kindler, B. Lommel, E. C. Simpson, C. Sengupta, B. M. A. Swinton-Bland, T. Tanaka, A. Yakushev, K. Eberhardt, C. Mokry, J. Runke, P. Thörle-Pospiech, and N. Trautmann, Phys. Rev. C 102, 024603 (2020).
B. D. Wilkins, E. P. Steinberg, and R. R. Chasman, Phys. Rev. C 14, 1832 (1976).
R. Brandt, S. G. Thompson, R. C. Gatti, and L. Phillips, Phys. Rev. C 131, 2617 (1963).
A. Al-Adili, F.-J. Hambsch, S. Pomp, S. Oberstedt, and M. Vidali, Phys. Rev. C 93, 034603 (2016).
P. Schillebeeckx, C. Wagemans, A. J. Deruytter, and R. Barthélémy, Nucl. Phys. A 545, 623 (1992).
K.-H. Schmidt and B. Jurado, EPJ Web Conf. 8, 03002 (2010).
S. I. Mulgin, V. N. Okolovich, and S. V. Zhdanova, Phys. Lett. B 462, 29 (1999).
U. Brosa, H.-H. Knitter, T.-S. Fan, J.-M. Hu, and S. L. Bao, Phys. Rev. C 59, 767 (1999).
E. Birgersson, A. Oberstedt, S. Oberstedt, and F.‑J. Hambsch, Nucl. Phys. A 817, 1 (2009).
A. Göök, M. Chernykh, C. Eckardt, J. Enders, P. von Neumann-Cosel, A. Oberstedt, S. Oberstedt, and A. Richter, Nucl. Phys. A 851, 1 (2011).
S. D. Beizin, S. V. Zhdanov, M. G. Itkis, V. N. Okolovich, G. N. Smirenkin, and M. I. Subbotin, Sov. J. Nucl. Phys. 53 411 (1991).
A. J. Sierk, Phys. Rev. C 33, 2039 (1986).
A. K. Nasirov, G. Mandaglio, M. Manganaro, A. I. Muminov, G. Fazio, and G. Giardina, Phys. Lett. B 686, 72 (2010).
Gayatri Mohanto, N. Madhavan, S. Nath, Jhilam Sadhukhan, J. Gehlot, I. Mazumdar, M. B. Naik, E. Prasad, Ish Mukul, T. Varughese, A. Jhingan, R. K. Bhowmik, A. K. Sinha, D. A. Gothe, P. B. Chavan, Santanu Pal, V. S. Ramamurthy, and A. Roy, Nucl. Phys. A 890–891, 62 (2012).
A. K. Nasirov, A. I. Muminov, R. K. Utamuratov, G. Fazio, G. Giardina, F. Hanappe, G. Mandaglio, M. Manganaro, and W. Scheid, Eur. Phys. J. A 34, 325 (2007).
V. Zagrebaev and W. Greiner, J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 31, 825 (2005).
D. J. Hinde, R. du Rietz, M. Dasgupta, R. G. Thomas, and L. R. Gasques, Phys. Rev. Lett. 101, 092701 (2008).
E. M. Kozulin, G. N. Knyazheva, I. M. Itkis, M. G. Itkis, A. A. Bogachev, L. Krupa, T. A. Loktev, S.V. Smirnov, V.I. Zagrebaev, J. Äystö, W. H. Trzaska, V. A. Rubchenya, E. Vardaci, A. M. Stefanini, M. Cinausero, L. Corradi, E. Fioretto, P. Mason, G.F. Prete, R. Silvestri, S. Beghini, G. Montagnoli, F. Scarlassara, F. Hanappe, S. V. Khlebnikov, J. Kliman, A. Brondi, A. Di Nitto, R. Moro, N. Gelli, and S. Szilner, Phys. Lett. B 686, 227 (2010).
D. J. Hinde, D. Y. Jeung, E. Prasad, A. Wakhle, M. Dasgupta, M. Evers, D. H. Luong, R. du Rietz, C. Simenel, E. C. Simpson, and E. Williams, Phys. Rev. C 97, 024616 (2018).
J. Khuyagbaatar, D. J. Hinde, I. P. Carter, M. Dasgupta, Ch. E. Düllmann, M. Evers, D. H. Luong, R. du Rietz, A. Wakhle, E. Williams, and A. Yakushev, Phys. Rev. C 91, 054608 (2015).
Y. Aritomo and M. Ohta, Nucl. Phys. A 753, 152 (2005).
R. du Rietz, E. Williams, D. J. Hinde, M. Dasgupta, M. Evers, C. J. Lin, D. H. Luong, C. Simenel, and A. Wakhle, Phys. Rev. C 88, 054618 (2013).
W. J. Swiatecki, Phys. Scr. 24, 113 (1981).
R. Bock, Y. T. Chu, M. Dakowski, A. Gobbi, E. Grosse, A. Olmi, H. Sann, D. Schwalm, U. Lynen, W. Müller, S. Bjørnholm, H. Esbensen, W. Wölfli, and E. Morenzoni, Nucl. Phys. A 388, 334 (1982).
U. L. Businaro and S. Gallone, Nuovo Cimento 5, 315 (1957).
A. Saxena, A. Chatterjee, R. K. Choudhury, S. S. Kapoor, and D. M. Nadkarni, Phys. Rev. C 49, 932 (1994).
M. G. Itkis, E. Vardaci, I. M. Itkis, G. N.Knyazheva, and E. M. Kozulin, Nucl. Phys. A 944, 204 (2015).
J. P. Blocki, H. Feldmeier, and W. J. Swiatecki, Nucl. Phys. A 459, 145 (1986).
P. Armbruster, Annu. Rev. Nucl. Part. Sci. 50, 411 (2000).
A. Yu. Chizhov et al., Phys. Rev. C 67, 011603(R) (2003).
R. Rafiei, R. G. Thomas, D. J. Hinde, M. Dasgupta, C. R. Morton, L. R. Gasques, M. L. Brown, and M. D. Rodriguez, Phys. Rev. C 77, 024606 (2008).
G. N. Knyazheva, E. M. Kozulin, R. N. Sagaidak, A. Yu. Chizhov, M. G. Itkis, N. A. Kondratiev, V. M. Voskressensky, A. M. Stefanini, B. R. Behera, L. Corradi, E. Fioretto, A. Gadea, A. Latina, S. Szilner, M. Trotta, S. Beghini, G. Montagnoli, F. Scarlassara, F. Haas, N. Rowley, P. R. S. Gomes, and A. Szanto de Toledo, Phys. Rev. C 75, 064602 (2007).
D. Vorkapié and B. Ivanišević, Phys. Rev. C 52, 1980 (1995).
J. P. Lestone, A. A. Sonzogni, M. P. Kelly, and R. Vandenbosch, Phys. Rev. C 56, R2907(R) (1997).
R. Tripathi, K. Sudarshan, S. Sodaye, S. K. Sharma, and A. V. R. Reddy, Phys. Rev. C 75, 024609 (1997).
S. Appannababu, S. Mukherjee, N. L. Singh, P. K. Rath, G. Kiran Kumar, R. G. Thomas, S. Santra, B. K. Nayak, A. Saxena, R. K. Choudhury, K. S. Golda, A. Jhingan, R. Kumar, P. Sugathan, and Hardev Singh, Phys. Rev. C 80, 024603 (2009).
R. G. Thomas, D. J. Hinde, D. Duniec, F. Zenke, M. Dasgupta, M. L. Brown, M. Evers, L. R. Gasques, M. D. Rodriguez, and A. Diaz-Torres, Phys. Rev. C 77, 034610 (2008).
E. Prasad, K. M. Varier, R. G. Thomas, P. Sugathan, A. Jhingan, N. Madhavan, B. R. S. Babu, Rohit Sandal, Sunil Kalkal, S. Appannababu, J. Gehlot, K. S. Golda, S. Nath, A. M. Vinodkumar, B. P. Ajith Kumar, B. V. John, Gayatri Mohanto, M. M. Musthafa, R. Singh, A. K. Sinha, and S. Kailas, Phys. Rev. C 81, 054608 (2010).
W. Q. Shen, J. Albinski, A. Gobbi, S. Gralla, K. D. Hildenbrand, N. Herrmann, J. Kuzminski, W. F. J. Müller, H. Stelzer, J. Tke, B. B. Back, S. Bjrnholm, and S. P. Srensen, Phys. Rev. C 36, 115 (1987).
K. Nishio, H. Ikezoe, Y. Nagame, M. Asai, K. Tsukada, S. Mitsuoka, K. Tsuruta, K. Satou, C. J. Lin, and T. Ohsawa, Phys. Rev. Lett. 93, 162701 (2004).
K. Banerjee, T. K. Ghosh, S. Bhattacharya, C. Bhattacharya, S. Kundu, T. K. Rana, G. Mukherjee, J. K. Meena, J. Sadhukhan, S. Pal, P. Bhattacharya, K. S. Golda, P. Sugathan, and R. P. Singh, Phys. Rev. C 83, 024605 (2011).
R. N. Sagaidak, Eur. Phys. J. D 45, 59 (2007).
D. J. Hinde, M. Dasgupta, J. R. Leigh, J. C. Mein, C. R. Morton, J. O. Newton, and H. Timmers, Phys. Rev. C 53, 1290 (1996).
J. Tōke, R. Bock, G. X. Dai, A. Gobbi, S. Gralla, K. D. Hildenbrand, J. Kuzminski, W. F. J. Müller, A. Olmi, H. Stelzer, B. B. Back, and S. Bjørnholm, Nucl. Phys. A 440, 327 (1985);
J. Tōke, R. Bock, Dai Guang-xi, A. Gobbi, S. Gralla, K.D. Hildenbrand, J. Kuźminski, W. F. J. Müller, A. Olmi, W. Reisdorf, S. Bjørnholm, and B. B. Back, Phys. Lett. B 142, 258 (1984).
R. Yanez, D. J. Hinde, B. Bouriquet, and D. Duniec, Phys. Rev. C 71, 041602(R) (2005).
M. G. Itkis and A. Ya. Rusanov, Phys. Part. Nucl. 29, 160 (1998).
K. Hagino, N. Rowley, and A. J. Kruppa, Comput. Phys. Commun. 123, 143 (1999).
M. Dasgupta, D. J. Hinde, A. Diaz-Torres, B. Bouriquet, Catherine I. Low, G. J. Milburn, and J. O. Newton, Phys. Rev. Lett. 99, 192701 (2007).
D. J. Hinde, M. Dasgupta, J. R. Leigh, J. P. Lestone, J. C. Mein, C. R. Morton, J. O. Newton, and H. Timmers, Phys. Rev. Lett. 74, 1295 (1995).
B. B. Back, R. R. Betts, J. E. Gindler, B. D. Wilkins, S. Saini, M. B. Tsang, C. K. Gelbke, W. G. Lynch, M. A. McMahan, and P. A. Baisden, Phys. Rev. C 32, 195 (1985).
V. E. Viola, Jr. and T. Sikkeland, Phys. Rev. 128, 767 (1962).
H. Zhang, Z. Liu, J. Xu, X. Qian, Yu Qiao, Ch. Lin, and K. Xu, Phys. Rev. C 49, 926 (1994).
G. D. Adeev and V. V. Pashkevich, Nucl. Phys. A 502, 405c (1989).
M. G. Itkis et al., in Proceedings of International Conference on Large-scale Collective Motion of Atomic Nuclei, Messina, Italy, 1996, Eds. G. Giardina et al., (World Scientific, Singapore, 1996), pp. 270–281; JINR Technical Report E-7-96-414 (JINR, Dubna, 1996); AIP Conf. Proc. 425, 189-201 (1998).
R. Bass, Nuclear Reactions with Heavy Ions (Springer, New York, 1980), Chap. 7.4, pp. 318—340.
B. B. Back et al., Phys. Rev. C 53, 1734 (1996).
C. R. Morton et al., Phys. Rev. C 52, 243 (1995).
D. J. Hinde et al., Nucl. Phys. A 685, 72c (2001).
C. Simenel, D. J. Hinde, R. du Rietz, M. Dasgupta, M. Evers, C. J. Lin, D. H. Luong, and A. Wakhle, Phys. Lett. B 710, 607 (2012).
R. Freifelder, M. Prakash, and J. M. Alexander, Phys. Rep. 133, 315 (1986).
J. R. Birkelund, J. R. Huizenga, H. Freiesleben, K. L. Wolf, J. P. Unik, and V. E. Viola, Jr., Phys. Rev. C 13, 133 (1976).
ACKNOWLEDGMENTS
The authors acknowledge the support from the staff of the U400 cyclotron. We acknowledge with deep gratitude the constant interest in the experiments and the support of the directorate of the FLNR, JINR.
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Ethics declarations
The authors declare that they have no conflict of interest.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Tathagata Banerjee, Kozulin, E.M., Gikal, K.B. et al. Super-Asymmetric Fission Mode in 254Fm Nucleus Populated by 16O + 238U Reaction. Phys. Part. Nuclei 53, 135–148 (2022). https://doi.org/10.1134/S1063779622020150
Received:
Revised:
Accepted:
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1134/S1063779622020150