WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ

имени М.В. Ломоносова

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ

имени Д.В. Скобельцына

На правах рукописи

Трощиев Сергей Юрьевич

ФОТОРАСЩЕПЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ ЯДЕР

01.04.16 – физика атомного ядра и элементарных частиц

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва 2011

Работа выполнена в Отделе электромагнитных процессов и взаимодействия атомных ядер Научно-исследовательского института ядерной физики имени Д.В.

Скобельцына Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.

Научный руководитель Ишханов Борис Саркисович доктор физ.-мат. наук, профессор (НИИЯФ МГУ, Москва)

Официальные оппоненты Зеленская Наталия Семеновна доктор физ.-мат. наук, профессор (НИИЯФ МГУ, Москва) Малов Леонард Александрович доктор физ.-мат. наук (ОИЯИ, Дубна)

Ведущая организация Институт ядерных исследований РАН, Москва

Защита состоится «_» _ г. в час. на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д501.001.77 при Московском государственном университете имени М.В.Ломоносова по адресу: 119992, Москва, Ленинские горы, д.1, стр. 5 («19-й корпус НИИЯФ МГУ»), ауд. 2-15.

С диссертаций можно ознакомиться в библиотеке НИИЯФ МГУ.

Автореферат разослан «» 2011 г.

Ученый секретарь совета Д501.001.77, доктор физ.-мат. наук, профессор Страхова С. И.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы Исследование взаимодействий фотонов с атомными ядрами продолжается несколько десятков лет, но, несмотря на это, многие принципиальные вопросы структуры и динамики атомных ядер остаются открытыми. Процесс возбуждения ДГР и его особенности: изоспиновое расщепление, конфигурационное расщепление, деформационное расщепление – исследованы сравнительно хорошо. Однако в области энергии на спаде ДГР ситуация изучена значительно хуже. Основная причина в том, что в этой области энергии преобладает распад возбужденного состояния ядра с испусканием нескольких нейтронов. Традиционно фотоядерные реакции в области ДГР исследовались в экспериментах с использованием нейтронных детекторов. Из-за низкой эффективности одновременной регистрации нескольких частиц в конечном состоянии фотоядерные реакции при энергии E 20 МэВ исследованы плохо, практически отсутствуют данные о реакциях с вылетом более двух нейтронов, а измеренные в разных лабораториях сечения реакций с вылетом двух нейтронов часто отличаются в 1.5–2 раза.

В то же время при дальнейшем увеличении энергии фотона E 30 МэВ его длина волны уменьшается, и он может взаимодействовать не только с ядром как с целым объектом, но и с отдельными коррелированными протон-нейтронными парами. Такой механизм возбуждения ядра называется квазидейтронным.

В настоящей работе изучаются фотоядерные реакции на пучках тормозных фотонов с энергией E до 67.7 МэВ. При таких энергиях происходят реакции с вылетом до 7 нейтронов из ядра, которые позволяют исследовать ядра, удаленные от полосы стабильности.

В работе используется методика измерения остаточной активности, позволяющая в одном эксперименте исследовать фотонуклонные реакции различной множественности без прямой регистрации нейтронов, образующихся в реакциях. Благодаря этому измеренные выходы фотонуклонных реакций могут быть использованы для проверки и уточнения сечений фотонуклонных реакций различной множественности. Методика измерения остаточной активности позволяет исследовать фотонуклонные реакции с образованием ядер в изомерных состояниях.

Целью диссертационной работы является • Усовершенствование методики проведения эксперимента по гаммаактивационному анализу.

• Идентификация радиоактивных изотопов, образующихся в образцах естественной смеси изотопов тантала, золота Au, естественной смеси изотопов ртути и естественной смеси изотопов свинца под воздействием пучка тормозных фотонов.

• Определение выходов реакций, в которых образуются эти изотопы.

• Расчет выходов фотонуклонных реакций на стабильных изотопах тантала, золота, ртути и свинца с использованием сечений этих реакций, полученных при помощи теоретических моделей и измеренных экспериментально. Сравнение измеренных выходов фотонуклонных реакций с рассчитанными.

• Оценка точности измеренных и рассчитанных сечений на основе измеренных выходов реакций.

Основные результаты, полученные в диссертации, заключаются в следующем:

Впервые измерены спектры гамма-квантов распада ядер, образующихся при облучении естественной смеси изотопов Ta тормозным пучком фотонов с максимальной энергией 67.7 МэВ, изотопа Au тормозным пучком фотонов с максимальной энергией 29.1 МэВ, естественной смеси изотопов Hg тормозными пучками фотонов с максимальной энергией 19.5 и 29.1 МэВ и естественной смеси изотопов Pb тормозным пучком фотонов с максимальной энергией 67.7 МэВ.

На основе измеренных спектров остаточной активности впервые получены выходы - фотоядерных реакций - фотоядерных реакций Au(, 3n)194Au на тормозном пучке с максимальной энергией 29.1 МэВ - фотоядерных реакций естественной смеси изотопов свинца под действием тормозного пучка с максимальной энергией 67.7 МэВ.

На основе измеренных выходов была показана низкая надежность разделения фотонуклонных реакций различной множественности в экспериментах на пучках квазимонохроматических фотонов.

Научная новизна работы заключается в том, что с использованием гаммаактивационной методики были впервые измерены выходы 9-ти фотонуклонных реакций на изотопе Ta при максимальной энергии тормозного спектра 67.7 МэВ, 4-х фотонуклонных реакций на изотопе Au при максимальной энергии тормозного спектра 29.1 МэВ, 9-ти фотонуклонных реакций на изотопах Hg при максимальных энергиях тормозного спектра 19.5 МэВ и 29.1 МэВ, 6-ти продуктов фотонуклонных реакций на естественной смеси изотопов Pb при максимальной энергии тормозного спектра 67.7 МэВ.

Практическая ценность работы • Полученные новые экспериментальные результаты по выходам фотоядерных реакций в области энергии ДГР необходимы для уточнения экспериментальных данных по сечениям фотоядерных реакций в этой энергетической области.

• Полученные новые экспериментальные результаты по выходам многочастичных фотоядерных реакций в области за максимумом ДГР необходимы для выяснения механизма перераспределения энергии в ядре и уточнения моделей, описывающих такие реакции. Подобные экспериментальные данные в настоящее время отсутствуют для большинства ядер.

• Многочастичные фотоядерные реакции под действием интенсивных тормозных пучков с энергией несколько десятков МэВ могут быть использованы для получения и исследования ядер, удаленных от полосы -стабильности.

В работах по теме диссертации, выполненных с соавторами, автору диссертации принадлежит постановка задачи, обработка результатов экспериментов, расчеты сечений фотонуклонных реакций в программе TALYS, моделирование отдельных этапов эксперимента по гамма-активационной методике, расчет выходов фотонуклонных реакций на основе имеющихся теоретически рассчитанных и экспериментально измеренных сечений таких реакций, сравнение и анализ выходов фотонуклонных реакций, полученных различными способами. Автор принимал участие в планировании и проведении экспериментов по измерению спектров остаточной активности.

Апробация работы Результаты диссертации докладывались на российских и международных конференциях и научных школах:

• IX Межвузовская школа молодых специалистов "Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине" (Москва, 2008) • X Межвузовская школа молодых специалистов "Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине" (Москва, 2009) • XI Межвузовская школа молодых специалистов "Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине" (Москва, 2010) • XII Межвузовская школа молодых специалистов "Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине" (Москва, 2011) • LX Международная конференция «Ядро—2010. Методы ядерной физики для фемто- и нанотехнологий» (LX Совещание по ядерной спектроскопии и структуре ядра) (Санкт-Петербург, 2010) • LXI Международная конференция «Ядро—2011. Методы ядерной физики для фемто- и нанотехнологий» (LXI Совещание по ядерной спектроскопии и структуре ядра) (Саров, 2011) Публикации Основные результаты диссертации опубликованы в 10 статьях в российских рецензируемых журналах.

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. Она содержит рисунка и 25 таблиц. Список цитируемой литературы включает 115 наименований. Общий объем диссертации составляет 104 страницы.

Содержание диссертации Во вводной главе диссертации даются описание ДГР и его параметров, история открытия и развития представлений об эффекте, особенности фоторасщепления тяжелых ядер и традиционно используемые экспериментальные методы исследования ДГР.

Описывается расчет сечений фотонуклонных реакций в программе TALYS и в комбинированной модели. Обоснована актуальность работы, основные цели и задачи исследования, научная новизна и практическая ценность работы, дается краткое содержание диссертации.

Первая глава посвящена методике проведения эксперимента по исследованию фотоядерных реакций на разрезном микротроне RTM-70 [1]. Описывается процесс генерации пучка тормозных фотонов, приводятся расчеты тормозного спектра в GEANT обосновывается оптимальность выбранной толщины тормозной мишени.

[2], Описываются принципы работы гамма-спектрометра из сверхчистого германия (HpGe) Canberra GC3019, используемого для измерения спектров гамма-квантов остаточной активности, приводятся результаты расчета эффективности регистрации фотонов с энергией до 3 МэВ.

Эксперимент по исследованию фотоядерных реакций в области ДГР проводился по гамма-активационной методике. Схема эксперимента показана на рис. 1. Пучок электронов из разрезного микротрона RTM-70 с энергией E max попадал на тормозную мишень, в которой генерировалось тормозное гамма-излучение. Сразу за тормозной мишенью (или так близко к ней, как позволял контейнер для образца) располагался образец исследуемого вещества.

Под действием тормозных гамма-квантов в ядрах образца возбуждался ДГР, распад которого сопровождался испусканием одного или нескольких нуклонов.

В результате распада ДГР и вылета нуклонов из ядер образца в образце образовывались химические элементы и изотопы, которых изначально в нем не было, в частности, в результате некоторых реакций образовывались радиоактивные изотопы.

Во всех проведенных экспериментах в результате фотонуклонных реакций образовывались ядра, распадающиеся по каналу бета-распада. При распаде таких ядер дочернее ядро, как правило, с различной вероятностью может образовываться в основном и различных возбужденных состояниях. Возбуждение дочернего ядра снимается посредством переходов между возбужденными состояниями с испусканием гаммаквантов. Спектры гамма-квантов, рождающихся при бета-распадах ядер вблизи долины стабильности, уникальны для каждого изотопа и хорошо исследованы [3]. Пример образования и распада радиоактивного изотопа Hg с испусканием гамма-квантов с энергиями 77, 191 и 268 кэВ в результате фотонуклонной реакции приведен на рис. 2.

Рис. 1. Схема эксперимента на пучке тормозных гамма-квантов. На рисунке изображены спектры электронов на выходе из ускорителя и тормозных гамма-квантов.

Рис. 2. Образование и распад радиоактивного изотопа 197Hg в реакции 198Hg(,n)197Hg.

После облучения спектр наведенной активности образца измерялся детектором из сверхчистого германия Canberra GC3019. В измеренном спектре выделялись максимумы, образующиеся при регистрации гамма-квантов наведенной активности. Идентификация максимумов проводилась по их энергии и по скорости их уменьшения в спектрах остаточной активности. Пример измеренного спектра с указанием максимумов, соответствующих распаду образовавшегося в ходе фотонуклонной реакции изотопа, приведен на рис. 3.

Одним из важнейших параметров эксперимента является эффективность детектора по пику полного поглощения (в дальнейшем просто эффективность детектора) – это отношение количества гамма-квантов с энергией E, зарегистрированных детектором в пике полного поглощения (nпоглощ), к количеству гамма-квантов, образовавшихся в образце (nиспущ).

Эффективность детектора зависит от устройства детектора, от положения образца относительно детектора и от того, какая часть гамма-квантов, образовавшихся в образце, поглощается внутри образца (самопоглощение). Расчет эффективности детектора представлен в соответствующем разделе.

Активационный эксперимент делится на три временных интервала:

2) перенос облученной мишени к детектору гамма-квантов, 3) счёт детектором гамма-активности облученной мишени, Рис. 3. Измеренный спектр остаточной активности образца естественной смеси изотопов Hg. Вертикальными пунктирными линиями обозначены максимумы в спектре, соответствующие бета-распаду радиоактивного изотопа 197Hg, образовавшегося Часть образовавшихся в результате фотонуклонных реакций радиоактивных ядер, имеющих период полураспада T1/2, успевает распасться в процессе облучения. Изменение количества ядер во время облучения описывается дифференциальным уравнением где Y ( E max ) [1/сек] – выход реакции, связанный со спектром падающих на образец соотношением k= [1/мбн/сек] – коэффициент, характеризующий массу и размер образца и ток ускорителя. Здесь [грамм/см3] – плотность образца, d [мм] – толщина образца, N A ускорителя, e – заряд электрона [Кл], n [1] – доля исходных ядер реакции среди всех ядер образца.

Рис. 4. Временная диаграмма облучения образца и измерения спектров остаточной К концу облучения ( t 1 ) мишень содержит N (t1 ) конечных ядер реакции:

радиоактивного ядра.

За время счёта детектором гамма-квантов, испускаемых облученной мишенью, в ней происходит распад N (t 2 ) N (t 3 ) конечных ядер. При этом t i = t 1 время облучения мишени, t d = ( t 2 t 1 ) время между концом облучения и где началом измерения активности и детектором. Искомый выход реакции, отнесенный к одному ядру облучаемой мишени, определяется соотношением где – постоянная распада образующегося в результате реакции изотопа, n – доля исходных ядер в образце – эффективность регистрации германиевым детектором соответствующей гамма-линии в спектре остаточной активности образовавшихся изотопов, A – количество отсчетов детектора, соответствующих выбранной гамма-линии спектра остаточной активности образца, I – интенсивность линий в спектре гаммаквантов дочерних ядер, образующихся при бета-распадах продуктов реакций. При расчетах использовались интенсивности гамма-переходов [4], полученные при помощи интерфейса [3].

Пороговая энергия фотоядерной реакции для большинства стабильных ядер составляет около 8 МэВ, но встречаются изотопы, для которых порог реакции снижается до 3–5 МэВ. Однако, т.к. спектр тормозных гамма-квантов является функцией, спадающей к высоким энергиям при любой толщине тормозной мишени H, количество гамма-квантов в области энергии до 10 МэВ превышает число гамма-квантов в области 10–30 МэВ.

Поэтому в качестве критерия выбора толщины мишени H проводилась оптимизация количества гамма-квантов с энергией 10 МэВ < E < 30 МэВ, попадающих на образец из исследуемого вещества.

Для исследования влияния толщины тормозной мишени на спектр тормозных гамма-квантов было проведено численное моделирование фотоядерного эксперимента при помощи пакета библиотек GEANT4. Пучок электронов с энергией 30 МэВ падал на тормозную мишень из вольфрама, толщина которой варьировалась от 0.01 мм до 4 мм.

Образец из исследуемого вещества в форме цилиндра диаметром 10 см располагался непосредственно за тормозной мишенью. Рассчитывалось количество попавших на диапазонах.

Оптимальным является выбор толщины тормозной мишени равной H = 2.5 мм. При толщине тормозной мишени больше 2.5 мм наблюдается уменьшение числа гаммаквантов с энергией 20–30 МэВ, что влияет на точность определения сечений фотоядерных реакций в области за максимумом гигантского резонанса, представляющих особый интерес при исследовании распадных характеристик ДГР.

При выборе толщины H = 2.5 мм в тормозной мишени не происходит полного поглощения электронов. Часть высокоэнергетических электронов из ускорителя проходит сквозь тормозную мишень и попадает на образец из исследуемого вещества, что искажает результаты эксперимента, так как может привести к образованию тормозных гаммаквантов непосредственно в образце из исследуемого вещества (особенно в ядрах с большим зарядом ядра Z), что приводит к систематическим ошибкам измеренных в выходах фотонуклонных реакций.

Для того чтобы уменьшить число электронов, попадающих на образец из исследуемого вещества, без значительного ослабления интенсивности пучка тормозных гамма-квантов с энергией больше 10 МэВ, исследовалась мишень, состоящая из двух слоев: вольфрамовой пластинки толщиной 2.5 мм и поглотителя электронов из вещества с малым зарядом ядра Z, расположенного между вольфрамовым слоем и образцом из исследуемого вещества. Поглотитель не только поглощает электроны, но и ослабляет пучок гамма-квантов, попадающий на образец из исследуемого вещества. Требование малости заряда Z вытекает из необходимости сохранять интенсивность пучка гаммаквантов. Материалом для поглотителя может служить алюминий (Z = 13) или углерод (Z = 6). Такой поглотитель может в несколько раз ослабить пучок электронов, практически не влияя на величину интенсивности пучка тормозных гамма-квантов.

Оптимальным для ослабления электронного пучка является использование алюминиевого поглотителя толщиной 3 см или графитового поглотителя толщиной 4 см.

При таком выборе поглотителей пучок электронов с энергией больше 10 МэВ ослабляется более чем на 98%. Пучок гамма-квантов при этом ослабляется всего на 17%.

Так как в нашей работе использовались сравнительно тонкие образцы, поглощение электронного пучка не требовалось, и была использована однослойная тормозная мишень из вольфрама толщиной 2.5 мм. На рис. 5 изображены рассчитанные при помощи GEANT4 использованные в наших расчетах тормозные спектры, соответствующие различной энергии электронов E max : 19.5, 29.1 и 67.7 МэВ.

Рис. 5. Рассчитанные в GEANT4 спектры тормозных гамма-квантов при толщине вольфрамовой тормозной мишени 2.5 мм, соответствующие различной энергии Для исследования эффективности регистрации гамма-квантов с энергиями E до МэВ были проведены численные эксперименты для модели HpGe-детектора Canberra GC3019 [5], использованного для измерения остаточной активности облученных образцов.

Во всех расчетах направления вылета гамма-квантов из источника были равномерно распределены по телесному углу 4. Вся система находилась в воздушной среде.

Спектры гамма-квантов, зарегистрированных HpGe-детектором, рассчитывались с помощью пакета библиотек для C++ GEANT4 [2]. Результаты расчета измеренных детектором спектров для ряда энергий монохромотических потоков гамма-квантов, падающих на детектор, (E = 0.5; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5; 3.0 МэВ) показаны на рис. 6.

Из рис. 6 видно, что при энергии фотонов 0.5 МэВ и 1.0 МэВ наблюдаемый спектр состоит из пика полного поглощения и комптоновской подложки. При энергиях 1.5 МэВ и выше кроме пика полного поглощения и комптоновской подложки наблюдаются пик одиночного и пик двойного вылета, а также пик при энергии 0.511 МэВ, обусловленный рождением электрон-позитронных пар с последующей аннигиляцией позитрона в воздухе и в корпусе детектора.

Рис. 6. Отклик детектора при регистрации гамма-квантов с энергией 0.5–3 МэВ. В расчете источник гамма-квантов находился на расстоянии 5 мм от детектора.

На рис. 7 в качестве примера изображена зависимость эффективности регистрации детектором гамма-квантов от энергии гамма-кванта E.

Рис. 7. Зависимость эффективности регистрации детектором гамма-квантов от энергии Для каждого из образцов было проведено моделирование GEANT4 и была рассчитана эффективность регистрации гамма-квантов с учетом самопоглощения в образце.

Для нахождения выходов фотонуклонных реакций в активационном эксперименте необходимо знать количество отсчетов детектора, соответствующих выбранной гаммалинии спектра остаточной активности образца. Определение количества отсчетов детектора проводилось при помощи программы [6], которая осуществляет поиск локальных максимумов в спектре, после чего для каждого из них используется алгоритм фитирования функцией гаусса и определяется положение ее максимума, величина в максимуме, ширина на половине высоты и площадь, равная числу отсчетов детектора, соответствующих выбранной гамма-линии. В тех случаях, когда алгоритм [6] не давал удовлетворительного результата (в первую очередь, из-за малой величины максимума и из-за наложенных друг на друга максимумов), использовалась программа PeakFit [7] и положения максимумов указывались вручную.

Во второй главе приведены результаты выполненных экспериментов по на естественной смеси изотопов Pb. Указаны основные параметры каждого из облучений, представлены измеренные спектры остаточной активности облученных образцов. Все реакции 181Ta(, n)180g.s.Ta, на изотопе 197Au на выход реакции 197Au(, n)196Au, на изотопах Измеренные выходы фотонуклонных реакций приведены в табл. 1–4.

Табл. 1. Нормированные выходы фотонуклонных реакций на ядре 181Ta. Указаны спины и четности продуктов реакций JfP. Спин-четность 181Ta JiP = 7/2+ Табл. 2. Относительные выходы фотонейтронных реакций на 197Au.

Табл. 3. Измеренные и рассчитанные в рамках модели [8] выходы фотоядерных реакций на стабильных изотопах Hg. Все выходы нормированы на выход реакции 196Hg(, n)195Hg.

Табл. 4. Измеренные и рассчитанные [8] суммарные выходы продуктов фотонуклонных реакций на естественной смеси изотопов Pb. Выходы нормированы на выход изотопа Pb. Указано разделение каналов образования конечных изотопов f в результате фотонуклонных реакций на различных начальных изотопах, основанное на расчете в В тяжелых ядрах протонный канал распада ДГР сильно подавлен из-за того, что протону, чтобы вылететь из ядра, необходимо преодолеть потенциальный барьер. В значительной степени возможность наблюдения фотопротонных реакций обусловлена возбуждением и распадом изоспиновой ветви ДГР T> = T0 + 1. T> -компонента практически полностью распадается с испусканием протонов, так как нейтронный канал распада для нее закрыт из-за закона сохранения изоспина в сильном взаимодействии.

Из-за того, что изоспиновое расщепление не учитывается в программе, TALYS не может адекватно воспроизвести фотопротонный канал распада ДГР в тяжелых ядрах – экспериментально измеренной. Комбинированная модель воспроизводит величину сечения с точностью 50% и практически точно указывает положение максимума сечения.

При помощи программы TALYS было исследовано образование продуктов фотонуклонных реакций в изомерных состояниях в реакции так и в изомерном состояний Hg (E* = 176.07 кэВ, J = 13/2 ). Изомерное состояние E* находящегося в основном состоянии ядра на подоболочке 3p1/2, на подоболочку 1i13/2.

показан на рис. 8. В ядре 196Hg (JP = 0+) при поглощении гамма-квантов возбуждается ДГР (JP = 1–), который распадается с испусканием одного нейтрона с образованием ядра 195Hg.

Нейтрон имеет спин 1/2 и орбитальный момент l, в зависимости от величины которого, а также от энергии нейтрона En, ядро Hg может образоваться в основном или одном из возбужденных состояний.

Образование изомера E* = 176.07 кэВ возможно как в результате каскада гаммапереходов, так и непосредственно после вылета нейтрона, уносящего большой орбитальный момент. Вылет из ядра нейтронов с большим орбитальным моментом (уменьшении его длины волны D ) вероятность испускания нейтронов с большими орбитальными моментами растет.

нескольких низколежащих состояний изотопа Hg без учета каскадных переходов и с их учетом в зависимости от энергии возбуждения ядра 196Hg приведены в табл. 6.

в основном и первом возбужденном состояниях. Однако с увеличением энергии возбуждения вероятность образования ядра Hg в основном состоянии сразу после вылета нейтрона резко убывает, так как открывается большое количество конкурирующих друг с другом распадов на состояния с малым спином в широком диапазоне энергий. В результате каскадов гамма-переходов большинство этих состояний затем переходит в основное состояние ядра 195Hg.

Рис. 8. Образование изомерного состояния 195mHg (E* = 176.07 кэВ, JP = 13/2+) в реакции Hg(, n). Изображены лишь низколежащие состояния в ядре 195Hg. Указаны некоторые гамма-переходы в ядре 195Hg, приводящие к образованию изомерного состояния 195mHg.

Порог образования изомера Hg составляет 9.074 МэВ. При энергии возбуждения ниже 15 МэВ изомер Hg практически полностью образуется из более высоко лежащих состояний с меньшим спином за счет каскадов переходов, в ходе которых спин увеличивается, так как канал прямого распада ДГР в ядре Hg на изомерное состояние Hg подавлен центробежным барьером. В области энергии состояние Hg. При энергии возбуждения выше 30 МэВ вероятность образования изомера Hg непосредственно после вылета нейтрона составляет около 20% и слабо зависит от энергии. Однако полная вероятность образования изомера растет и достигает 50% при энергии 40 МэВ, благодаря открытию каналов распада на высоко лежащие состояния и на состояния с большим спином в ядре 195Hg.

Hg(, n)195mHg и полный выход реакции пучков гамма-квантов с максимальными энергиями 19.5 МэВ и 29.1 МэВ. В результате свертки рассчитанных в GEANT4 [2] тормозных спектров W ( E, E max ) с различными максимальными энергиями E max и рассчитанных в TALYS сечений g.s.(, n) и m(, n) были получены выходы реакций Рассчитанное изомерное отношение Ym/(Ym + Yg.s.) сравнивается с измеренным на рис. 9.

Измеренные изомерные отношения приблизительно на 30% меньше, чем рассчитанные при тех же энергиях.

Табл. 6. Вероятности образования первых девяти низколежащих состояний изотопа 195Hg без учета каскадных переходов в зависимости от энергии возбуждения ядра 196Hg.

Указаны вероятности образования основного состояния и изомера E* = 176.07 кэВ с учетом каскадных переходов из более высоко лежащих состояний.

Энергия 176. Сравнительный анализ результатов расчета фоторасщепления тяжелых ядер Hg и Pb при помощи программы TALYS и в комбинированной модели показывает, что комбинированная модель лучше оптимизирована для моделирования фотоядерных реакций в области ДГР. В ней учитывается изоспиновое расщепление и деформация ядер.

Главным достоинством TALYS при моделировании фоторасщепления атомных ядер является возможность рассчитывать сечения реакций с образованием конкретных возбужденных состояний конечного ядра. К другим положительным моментам использования программы TALYS можно отнести значительно более широкий спектр возможных применений, удобство работы и учет квадрупольной E2 компоненты при фотопоглощении.

Рис. 9. Зависимость отношения выхода реакции 196Hg(, n)195mHg Ym к полному выходу реакции 196Hg(, n)195Hg Ym + Yg.s. от максимальной энергии тормозного спектра E max.

Кривая – расчет TALYS. Точки – экспериментальные данные (наст. раб.).

В заключении приведены основные результаты, полученные в диссертации.

Литература 1 Shvedunov V. I., Ermakov A. N., Gribov I. V. // Nucl. Instrum. Methods in Phys. Research A 550, P. 39 (2005).

2 Agostinelli S., Allison J., Amako K. et al. // Nuclear Instruments and Methods A 506. P. (2003).

3 LUNDS homepage http://ie.lbl.gov/toi/ 4 Nuclear wallet cards. National Nuclear Data Center (http://www.nndc.bnl.gov/) 5 Кузнецов А. А., Курилик А. С.. Калибровка эффективности HPGe детектора по экспериментальным измерениям и моделированию GEANT4. 59 международное совещание по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра «ЯДРО 2009», Чебоксары, тезисы докладов, C. 314.

6 Белышев С. С., Кузнецов А. А., Курилик А. С., Стопани К. А. Автоматизация обработки данных гамма-активационных экспериментов. 58 международное совещание по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра «ЯДРО 2008», С. 282.

7 PeakFit http://www.sigmaplot.com/products/peakfit/peakfit.php 8 Ишханов Б. С., Орлин В. Н. // ЯФ 74. С. 21 (2011).

9 Bramblett R. L., Caldwell J. T., Auchampaugh G. F., Fultz S. C. // Phys. Rev. 129, P. (1963).

10 Bergere R., Beil H., Veyssiere A. // Nucl. Phys. A121, P. 463 (1968).

11 Варламов В. В., Песков Н. Н., Руденко Д. С., Степанов М. Е. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерные константы. № 1-2. С. 48 (2003).

12 Veyssiere А., Beil H., Bergere R., et al. // Nucl. Phys. A159, C. 561 (1970).

13 Варламов В. В., Ишханов Б.С., Орлин В. Н., Трощиев С. Ю. // Изв. РАН. Сер. физ. 74, C. 874 (2010).

14 Fultz S. C., Bramblett R. L., Caldwell T. J., et al. // Phys. Rev. 127, C. 1273 (1962).

15 Сорокин Ю. И., Пономарев B. H., в сб.: Тезисы докладов XXVI совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра (Наука, Москва, 1976), C. 449.

16 Сорокин Ю. И., Пономарев B. H., в сб.: Тезисы докладов XXVIII совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра (Наука, Москва, 1978), C. 258.

17 Гангрский Ю. П. и др. // ЯФ 67, C. 1 (2004).

18 Джилавян Л. З. и др. // ЯФ 33, C. 519 (1981).

19 Чжо Чжо Тун, Автореферат дисс. канд. физ.-мат. наук (КДУ, Москва, 2007).

20 Koning A. J., Hilaire S., Duijvestijn M. C. in “Proceedings of the International Conference on Nuclear Data for Science and Technology, April 22-27, 2007”, EDP Sciences, Nice, France, 2008, ed. By O.Bersillon, F.Gunsing, E.Bauge et al., P. 211.

Основные материалы, изложенные в диссертации, опубликованы в следующих работах:

1. "Тормозная мишень для исследования фотоядерных реакций в области энергий гигантского дипольного резонанса" Ишханов Б. С., Трощиев С. Ю. // Вестник МГУ, Серия 3, №1, С. 39-42 (2010).

2. "НОВЫЕ ДАННЫЕ ПО СЕЧЕНИЯМ РЕАКЦИЙ 197Au(g,nX) и 197Au(g,2nX)" Варламов В. В., Ишханов Б. С., Орлин В. Н., Трощиев С. Ю. // Известия РАН, серия физическая, 74(6), С. 884-891 (2010).

3. "Фоторасщепление изотопов Hg" Ишханов Б. С., Орлин В. Н., Трощиев С. Ю. // Вестник МГУ, Серия 3, №6, С. 42 (2010).

4. "ВЫХОДЫ ФОТОНЕЙТРОННЫХ РЕАКЦИЙ НА ЯДРЕ 197AU В ОБЛАСТИ

ГИГАНТСКОГО ДИПОЛЬНОГО РЕЗОНАНСА" Белышев С. С., Ермаков А. Н., Ишханов Б. С., Кузнецов А. А., Курилик А. С., Стопани К. А., Трощиев С. Ю. //

“ВЫХОДЫ ФОТОЯДЕРНЫХ РЕАКЦИЙ НА ЯДРЕ 197AU НА ТОРМОЗНОМ

ПУЧКЕ ФОТОНОВ С МАКСИМАЛЬНОЙ ЭНЕРГИЕЙ 29,1 МЭВ” С.С. Белышев, А.Н. Ермаков, Б.С. Ишханов, А.А. Кузнецов, А.С. Курилик, К.А. Стопани, С.Ю.

Трощиев, препринт НИИЯФ МГУ 2010-2/859.

5. "Выходы фотоядерных реакций на изотопах Hg под действием тормозного пучка с максимальной энергией 29,1 МэВ" Б.С. Ишханов, С.Ю. Трощиев // Известия РАН, серия физическая, 45(4), С. 603-605 (2011).

6. "Фоторасщепление изотопов Sn" Ишханов Б. С., Трощиев С. Ю., Четверткова В. А.

// Известия РАН, серия физическая, 75(4), С. 590-592 (2011).

7. "ФОТОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ НА ИЗОТОПАХ Hg В ОБЛАСТИ ЭНЕРГИЙ

ДИПОЛЬНОГО ГИГАНТСКОГО РЕЗОНАНСА" Б.С. Ишханов, В.Н. Орлин, С.Ю.

Трощиев // ЯФ, 74(5), С. 733-739 (2011).

8. "Фоторасщепление изотопов Pb" Б.С. Ишханов, В.Н. Орлин, С.Ю. Трощиев // Вестник МГУ, Серия 3, №2, С. 31-36 (2011).

9. "Моделирование фоторасщепления тяжелых ядер" Б.С. Ишханов, С.Ю. Трощиев // Вестник МГУ, Серия 3, №3, С. 14-19 (2011).

10. "Дипольный гигантский резонанс в тяжелых деформированных ядрах" Б.С.

Ишханов, С.Ю. Трощиев // Вестник МГУ, Серия 3, №4, С. 3-16 (2011).



Похожие работы:

«Романова Галина Валерьевна Подзаконные правовые акты и их реализация Специальность – 12.00.01. – теория и история права и государства; история учений о праве и государстве АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата юридических наук Казань - 2006 2 Диссертация выполнена на кафедре теории и истории государства и права Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования “Казанский государственный университет им. В.И....»

«Аганина Гюльчара Рашидовна Орфоэпия рецитации Корана Специальность 10.02.22 Языки народов зарубежных стран Европы, Азии, Африки, аборигенов Америки и Австралии (арабский язык) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата филологических наук Москва 2006 Работа выполнена на кафедре арабской филологии Института стран Азии и Африки при МГУ им. М.В. Ломоносова. Научный...»

«Димова Вера Николаевна Личностные детерминанты и организационные факторы развития психического выгорания личности в профессиях субъект-объектного типа Специальность 19.00.03 – психология труда, инженерная психология, эргономика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата психологических наук Ярославль - 2010 Работа выполнена на кафедре психологии труда и организационной психологии ГОУ ВПО Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова Научный...»

«Зиновьева Альбина Валерьевна Состояние системы свертывания крови при хроническом описторхозе в условиях эндогенной и экзогенной тромбинемии 03.03.01 - Физиология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Челябинск – 2012 2 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Ханты-Мансийского автономного округа – Югры Ханты-Мансийская государственная медицинская академия Научный руководитель...»

«КОСОГОВА Татьяна Алексеевна ШТАММЫ БАЗИДИАЛЬНЫХ ГРИБОВ ЮГА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ – ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ПРОДУЦЕНТЫ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ПРЕПАРАТОВ 03.01.06 – биотехнология (в том числе бионанотехнологии) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Кольцово – 2013 Работа выполнена в Федеральном бюджетном учреждении науки Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии Вектор доктор биологических наук, профессор Научный руководитель :...»

«Железникова Наталья Петровна ПРАВОСЛАВНЫЕ ТРАДИЦИИ В РЕГИОНАЛЬНОМ ХУДОЖЕСТВЕННОМ НАСЛЕДИИ Специальность 17. 00. 04 – изобразительное искусство, декоративноприкладное искусство и архитектура АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата искусствоведения Барнаул – 2013 1 Работа выполнена на кафедре истории отечественного и зарубежного искусства ФГБОУ ВПО Алтайский государственный университет Научный руководитель : Степанская Тамара Михайловна доктор...»

«ШИРКОВЕЦ Андрей Игоревич ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ЗАМЫКАНИЯХ НА ЗЕМЛЮ В КАБЕЛЬНЫХ СЕТЯХ С НЕЭФФЕКТИВНЫМ ЗАЗЕМЛЕНИЕМ НЕЙТРАЛИ Специальность: 05.14.12 – Техника высоких напряжений АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск – 2013 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический...»

«МАЛЕК Томаш ЭВОЛЮЦИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ РОССИИ И СТРАН ЕВРОСОЮЗА В УСЛОВИЯХ ГЛОБАЛИЗАЦИИ Специальность: 23.00.04 – политические проблемы международных отношений, глобального и регионального развития Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата политических наук Москва - 2011 3 Работа выполнена на кафедре политических наук факультета гуманитарных и социальных наук Российского университета дружбы народов доктор политических наук, профессор Научный...»

«ЮРЧЕНКО Владислав Николаевич ИРАНСКАЯ ЯДЕРНАЯ ПРОГРАММА В РОССИЙСКО-АМЕРИКАНСКИХ ОТНОШЕНИЯХ (2001-2008 гг.) Специальность 07.00.03 – всеобщая история (новая и новейшая история) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата исторических наук Тюмень – 2010 Работа выполнена на кафедре новой истории и международных отношений ГОУ ВПО Тюменский государственный университет Научный руководитель : доктор исторических наук, профессор Кондратьев Сергей Витальевич...»

«ЕЛИЗАРЬЕВА ОЛЬГА АЛЕКСАНДРОВНА ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЭНДЕМИКА ЮЖНОГО УРАЛА OXYTROPIS GMELINII FISCH. EX BORISS. (FABACEAE) В УСЛОВИЯХ ИНТРОДУКЦИИ 03.00.05 – Ботаника Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Уфа – 2009 2 Работа выполнена в лаборатории геоботаники и охраны растительности в Учреждении РАН Институт биологии Уфимского научного центра РАН Научный руководитель : кандидат биологических наук, старший научный...»

«Васина Александра Николаевна ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОСЛЕРОДОВЫХ ОСЛОЖНЕНИЙ (НА ПРИМЕРЕ МАСТИТОВ) 19.00.04 – Медицинская психология (психологические наук и) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата психологических наук Москва – 2011 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова Научный руководитель :...»

«Лукина Юлия Николаевна ПРОБЛЕМЫ ЗДОРОВЬЯ РЫБ В ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ ЕВРОПЕЙСКО-СИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ ПАЛЕАРКТИКИ Специальности: 03.02.08 – экология 03.02.06 - ихтиология Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук Петрозаводск 2014 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте водных проблем Севера Карельского научного центра Российской Академии Наук Официальные оппоненты : Решетников Юрий Степанович - доктор...»

«ХАРЛАМОВА Татьяна Андреевна АКСИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ИДЕАЛА В КУЛЬТУРЕ Специальность 24. 00. 01. – теория и истории культуры АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата культурологии Кемерово 2008 Работа выполнена на кафедре философии, права и социальнополитических дисциплин ФГОУ ВПО Кемеровский государственный университет культуры и искусств Научный руководитель : доктор философских наук, профессор Балабанов Павел Иванович Официальные оппоненты : доктор...»

«СМОРКАЛОВА Елена Владимировна ИММУНОГЕМАТОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЖЕЛЕЗОДЕФИЦИТНОЙ АНЕМИИ И АНЕМИИ ХРОНИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ 14.01.21 – гематология и переливание крови 14.03.09 – клиническая иммунология, аллергология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Уфа–2012 2 Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Башкирский государственный медицинский университет Министерства...»

«Сыркина Анна Леонидовна Ценностно-смысловые компоненты профессиональной мотивации (на примере специалистов локомотивных бригад) специальность 19.00.03 – психология труда, инженерная психология, эргономика (психологические наук и) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата психологических наук Москва - 2009 Работа выполнена в лаборатории инженерной психологии и эргономики Института психологии Российской Академии Наук Научный руководитель : доктор медицинских...»

«Лыков Павел Александрович РАЗРАБОТКА ГИДРОПНЕВМОАГРЕГАТОВ МАШИН ПО ПРОИЗВОДСТВУ МИКРОПОРОШКОВ ИЗ ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ Специальность 05.04.13 Гидравлические машины и гидропневмоагрегаты АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Челябинск 2014 2 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Южно-Уральский государственный университет (НИУ) на кафедре Двигатели летательных аппаратов. Научный руководитель кандидат технических наук, доцент Сафонов Евгений...»

«Мельман Сергей Владимирович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ И ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ОБЪЕМОВ 05.13.11 – математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Владивосток — 2013 Работа выполнена в лаборатории машинной графики Института автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН Научный руководитель : Бобков Валерий...»

«КАТИНДА ЖОАУ ВЛАДИМИР БЕЛО Эпизоотология контагиозной плевропневмонии крупного рогатого скота в Республике Ангола 06.02.02 – ветеринарная микробиология, вирусология, эпизоотология, микология с микотоксикологией и иммунология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата ветеринарных наук Краснодар 2012 2 Работа выполнена на кафедре микробиологии, эпизоотологии и вирусологии ФГБОУ ВПО Кубанский государственный аграрный университет Научный руководитель : доктор...»

«Кузнецов Андрей Григорьевич ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ОЦЕНКИ КООРДИНАТ МАЛОГАБАРИТНОГО БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ Специальность 05.13.01 Системный анализ, управление и обработка информации (Авиационная и ракетно-космическая техника), Специальность 05.07.09 Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2011 г. Работа выполнена...»

«ПАЖИТНЕВА ЕКАТЕРИНА ВАДИМОВНА Формирование готовности будущего учителя к работе с одаренными учащимися профильных классов (на материале предмета Химия) Специальность 13.00.08 – теория и методика профессионального образования АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Владикавказ – 2010 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Ставропольский государственный университет Научный...»




























 
2014 www.av.disus.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.