水銀は常温で唯一液体の金属として知られていますが、実はその「原子核の割れ方」にも驚きの秘密が隠れていました。

日本の東京工業大学(東工大)で行われた研究により、水銀原子核が「大小2つの破片」に分裂する謎が、世界初の5次元Langevinシミュレーションで解き明かされました。

この手法により水銀の核には、高エネルギーでも頑固に残り続ける「殻構造」と呼ばれる特別な内部構造があり、それが核をまるで「割れにくいクルミのように」させていたとのこと。

頑固な殻構造とはいったいどんな存在なのでしょうか?

研究内容の詳細は2025年5月20日に『Physical Review C』にて発表されました。

目次

  • 水銀の核分裂をめぐる奇妙な発見
  • 「液体金属」水銀、その核には誰も知らなかった謎があった
  • 水銀原子核が「頑固」な理由とは?核分裂研究の未来

水銀の核分裂をめぐる奇妙な発見

水銀の核分裂をめぐる奇妙な発見
水銀の核分裂をめぐる奇妙な発見 / Credit:clip studio . 川勝康弘

私たちがふだん目にする「水銀」は、体温計や温度計に使われるように、常温で唯一液体の金属として知られています。

しかし、その「原子核」がどんなふうに割れるのかということは、あまり知られていません。

そもそも「核分裂」という現象は、原子核が2つ以上に分かれることで、通常はウランやプルトニウムなどの重い元素でよく研究されています。

これらの重い元素は、内部にある「殻構造」と呼ばれる特殊な配置が原因で、大きさの違う2つの破片に不均等に割れる「非対称分裂」を起こし、質量分布が山のように2つに分かれます。

一方、水銀のような比較的軽い元素では、核の内部構造よりも、液体がちょうど真ん中で均等に分かれるように、ほぼ同じ大きさで分裂すると考えられてきました。

実際、これまでの理論では水銀もまた、均等な質量分布(一山型)を示すはずだったのです。

なぜ核分裂に不均等と均等があるのか?