Luận án Nghiên cứu một số phản ứng quang hạt nhân tạo cặp đồng phân trên các bia 113In, 107Ag, 195Pt, 138Ce và 151,153Eu sử dụng máy gia tốc điện tử MT-25

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHẢN ỨNG QUANG HẠT NHÂN TẠO CẶP ĐỒNG PHÂN TRÊN CÁC BIA ¹¹³In, ¹⁰⁷Ag, ¹⁹⁵Pt, ¹³⁸Ce và ^151,153Eu SỬ DỤNG MÁY GIA TỐC ĐIỆN TỬ MT-25

Ngành:

Vật lý nguyên tử và hạt nhân

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung nghiên cứu các phản ứng quang hạt nhân tạo cặp đồng phân trên các bia ¹¹³In, ¹⁰⁷Ag, ¹⁹⁵Pt, ¹³⁸Ce, ¹⁵¹Eu và ¹⁵³Eu, sử dụng máy gia tốc điện tử MT-25. Mục tiêu chính là phát triển phương pháp thực nghiệm và tính toán lý thuyết nhằm xác định tỷ số đồng phân trong vùng năng lượng cộng hưởng lưỡng cực khổng lồ (GDR, 8-30 MeV), đồng thời cung cấp số liệu hạt nhân mới và làm rõ mối liên hệ giữa cấu trúc hạt nhân và trạng thái đồng phân.

Nội dung nghiên cứu bao gồm tổng quan về phản ứng quang hạt nhân, cấu trúc hạt nhân và trạng thái đồng phân. Luận án đã phát triển phương pháp thực nghiệm kích hoạt phóng xạ và đo phổ gamma, kết hợp với tính toán lý thuyết sử dụng các code Talys và Geant4.

Các thí nghiệm đã xác định tỷ số đồng phân cho các phản ứng ¹¹³In(γ,2n)^111m,gIn, ¹¹³In(γ,n)^112m,gIn, ¹⁰⁷Ag(γ,n)^106m,gAg, ¹⁹⁵Pt(γ,p)^194m,gIr, ¹⁹⁸Pt(γ,n)^197m,gPt và ¹³⁸Ce(γ,n)^137m,gCe với chùm photon hãm có năng lượng cực đại từ 14 đến 24 MeV. Nhiều số liệu mới về tỷ số suất lượng đồng phân đã được thu thập, cung cấp cái nhìn toàn diện về khuynh hướng thay đổi của chúng theo năng lượng trong vùng GDR. Các kết quả thực nghiệm này cho thấy sự phù hợp tốt với số liệu đã công bố, khẳng định độ tin cậy.

Về mặt lý thuyết, luận án đã tính toán tiết diện vi phân và tỷ số đồng phân cho các phản ứng ¹⁵¹Eu(γ,n)^150m,gEu và ¹⁵³Eu(γ,n)^152m,gEu trong vùng GDR, sử dụng phương pháp kết hợp Talys và mô phỏng Monte-Carlo (Geant4). Kết quả cho thấy mô hình lý thuyết mô tả tốt khuynh hướng thực nghiệm. Tuy nhiên, đối với hạt nhân biến dạng mạnh ¹⁵²Eu, tính toán lý thuyết vẫn thấp hơn thực nghiệm, chỉ ra nhu cầu hoàn thiện các mô hình cấu trúc hạt nhân trong Talys. Luận án cũng đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo nhằm phân tích sâu hơn mối tương quan giữa tỉ số đồng phân, cấu trúc hạt nhân và spin.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

  • 1. Tính cấp thiết
  • 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án
  • 3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án
  • 4. Cấu trúc của luận án

• CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẢN ỨNG QUANG HẠT NHÂN, CẤU TRÚC HẠT NHÂN VÀ TRẠNG THÁI ĐỒNG PHÂN

  • 1.1. Phản ứng quang hạt nhân
    • 1.1.1. Khái niệm về phản ứng quang hạt nhân
    • 1.1.2. Các định luật bảo toàn trong phản ứng quang hạt nhân
    • 1.1.3. Tiết diện và suất lượng của phản ứng quang hạt nhân
    • 1.1.4. Phản ứng quang hạt nhân trong vùng cộng hưởng lưỡng cực khổng lồ
  • 1.2. Cấu trúc hạt nhân và trạng thái đồng phân
    • 1.2.1. Dịch chuyển gamma
    • 1.2.2. Trạng thái đồng phân
    • 1.2.3. Cấu trúc hạt nhân và trạng thái đồng phân
  • 1.3. Tỷ số suất lượng đồng phân

• CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VÀ TÍNH TOÁN LÝ THUYẾT

  • 2.1. Phương pháp kích hoạt trong nghiên cứu tỉ số đồng phân
  • 2.2. Xác định tỉ số đồng phân trong phản ứng quang hạt nhân
  • 2.3. Máy gia tốc điện tử Microtron MT-25
  • 2.4. Phổ kế gamma sử dụng trong nghiên cứu thực nghiệm
  • 2.5. Phân tích phổ gamma và hiệu chỉnh số liệu thực nghiệm
  • 2.6. Tính toán lý thuyết sử dụng kết hợp các phần mềm Talys và Geant4
    • 2.6.1. Talys code trong tính toán tiết diện phản ứng quang hạt nhân
    • 2.6.2. Giới thiệu Geant4
    • 2.6.3. Kết hợp TALYS và mô phỏng Monte-Carlo sử dụng Geant4

• CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ TÍNH THỰC NGHIỆM VÀ TÍNH LÝ THUYẾT

  • 3.1. Cấu trúc hạt nhân tương ứng với các hạt nhân nghiên cứu
  • 3.2. Thực nghiệm và kết quả xác định tỷ số đồng phân
    • 3.2.1. Thí nghiệm xác định tỷ số đồng phân trong quang phản ứng ¹⁰⁷Ag(γ, n)^106m,gAg
    • 3.2.2. Thí nghiệm xác định tỷ số đồng phân trong quang phản ứng ¹¹³In(y, n)^112m,gIn và ¹¹³In(y,2n)^111m,gIn
    • 3.2.3. Thí nghiệm xác định tỷ số đồng phân trong quang phản ứng ¹⁹⁵Pt(y,p)^194m,gIr và ^198m,gPt(y, n)¹⁹⁷Pt
    • 3.2.4. Thí nghiệm xác định tỷ số đồng phân trong quang phản ứng ¹³⁸Ce(y,n)^137m,gCe
  • 3.3. Kết quả tính toán lý thuyết tiết diện vi phân và tỉ số đồng phân trong các phản ứng quang hạt nhân ¹⁵¹Eu(y,n)^150m,gEu và ¹⁵³Eu(γ, n)^152m,gEu

• KẾT LUẬN