Диссертация (1149457)
Текст из файла
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиДЬЯЧКОВ ВЯЧЕСЛАВ ВАЛЕРЬЕВИЧИсследование деформационных характеристик и кластеризации ядер спомощью упругого дифракционного рассеяния ионовСпециальность 01.04.16 – физика атомного ядра и элементарных частицДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степеникандидата физико-математических наукНаучные руководители:доктор физико-математических наук,профессор К.А.
Гриднев;доктор физико-математических наук,профессор В.М. Михайлов.Санкт-Петербург, 2016 г.2ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................................................. 4ГЛАВА I. ЯДЕРНАЯ ДЕФОРМАЦИЯ СЛОЖНЫХ ЯДЕР ............................................................... 91.1. Параметр квадрупольной ядерной деформации и методы его извлечения...................... 91.2. Дифракционные картины в угловых распределениях дифференциальных сеченийупругого рассеяния заряженных частиц на ядрах ...................................................................
12ГЛАВА II. ЭФФЕКТЫ ВЫСШИХ ПРИБЛИЖЕНИЙ ПО ПАРАМЕТРАМ ЯДЕРНОЙДЕФОРМАЦИИ В УПРУГОМ РАССЕЯНИИ ИОНОВ................................................................... 192.1. Параметризованный фазовый анализ................................................................................. 192.2. Теория ядерной френелевской дифракции с учетом квадрупольной ядернойдеформации..................................................................................................................................
20ГЛАВА III. ПОСТАНОВКА ЭКСПЕРИМЕНТА ПО ИЗМЕРЕНИЮ УГЛОВЫХРАСПРЕДЕЛЕНИЙ УПРУГОГО РАССЕЯНИЯ ТЯЖЕЛЫХ ИОНОВ НА УСКОРИТЕЛЕ........ 253.1. Изохронный циклотрон с регулируемой энергией ионов У-150М как источник дляизмерения ядерной дифракции дейтронов и альфа-частиц .................................................... 253.2. Камера рассеяния и способы повышения угловой разрешающей способностиэксперимента ............................................................................................................................... 273.3. Ядерные мишени ..................................................................................................................
303.4. Методика регистрации......................................................................................................... 33ГЛАВА IV. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И СРАВНЕНИЕ С МИРОВЫМИЛИТЕРАТУРНЫМИ ДАННЫМИ...................................................................................................... 394.1. Анализ спектров в дифракционных областях ................................................................... 394.2. Получение дифференциальных сечений дифракционного рассеяния............................ 424.3. Метод определения параметров МКУМ и ПФА из экспериментальных данных ......... 454.4. Определение области френелевской дифракции для поиска сдвигов угловых фаз ...... 464.5.
Анализ френелевской области в рамках параметризованного фазового анализа ......... 584.6. Вычисление деформируемости ядер с учетом высших приближений ......................... 654.7. Ядерная деформация в области нейтронодефицитных, нейтроноизбыточных исверхтяжелых ядер ...................................................................................................................... 82ГЛАВА V. ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТОВ КЛАСТЕРИЗАЦИИ ЛЕГКИХ ЯДЕР С ПОМОЩЬЮЯДЕРНОЙ ДИФРАКЦИИ...................................................................................................................
84ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ ............................................................................................................. 92ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.................................................... 94СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.................................................................................................................... 95ПРИЛОЖЕНИЕ А Определение параметра Зоммерфельда .......................................................... 104ПРИЛОЖЕНИЕ Б Определение волнового числа ..........................................................................
1063ПРИЛОЖЕНИЕ В Характеристики эталонных альфа-источников .............................................. 108ПРИЛОЖЕНИЕ Г Матрицы и спектры рассеянных дейтронов с энергией 18 МэВ на 13С........ 109ПРИЛОЖЕНИЕ Д Энергии и пороги ядерных реакций ................................................................ 110ПРИЛОЖЕНИЕ Е Кинематика рассеянных частиц ....................................................................... 111ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Распределение ядерных нуклонов по оболочкам ..........................................
1124ВВЕДЕНИЕАктуальность работыКороткодействующий характер ядерных сил приводит, как правило, к сферической формеядер. Изучение деформации ядер, которая определяется квадрупольной компонентойэффективных межнуклонных сил притяжения и сил спаривания, является одной из основныхактуальных современных проблем ядерной физики. Основным методом изучения формы ядер иее отклонения от сферической является возбуждение ядер в нижние коллективные состояния.Такими реакциями являются реакции кулоновского возбуждения неупругого рассеяния ипрямые ядерные реакции с изменением волновых функций в выходных каналах [1-5].Однако многие из вышеуказанных методов дают возможность исследовать свойства игеометрию в основном четно-четных ядер.
Некоторые переходные и деформированныенечетные ядра остаются вне зоны экспериментальных исследований в связи с тем, что нижниеколлективные состояния находятся близко к основному состоянию и энергетически неразрешаются существующими детекторами, так, например в 197-Au первый возбужденныйуровень составляет 77 кэВ. Лишь канал упругого рассеяния, возбуждаемый с высокимисечениями, мог бы дать определенную достоверную информацию о форме ядер. Идействительно, в 80-е годы появилась теория [6;7] упругого рассеяния ионов, дающаявозможность получить информацию об абсолютной величине и знаке квадрупольной ядернойдеформации из канала упругого рассеяния.
Это стало возможным, если удается в экспериментеизмерить ядерную дифракцию френелевского типа для де-бройлевских волн налетающих ионовс необходимой точностью.Одним из практически важных решений этой задачи является измерение лишь одногоканала – упругого рассеяния частиц. Теоретическая обработка измеренных угловыхраспределений одно- и дважды дифференциальных сечений (по углу рассеяния θ и энергииналетающих частиц E) упругого рассеяния дают S-матрицу этого процесса.
Согласно теоремамквантовой механики [8], элементы такой S-матрицы непосредственно связаны с необходимымиполным сечением σ , сечением упругого рассеянияσ el и сечением неупругого рассеяния σ in .Дифференциальные и дважды дифференциальные сечения упругого рассеяния дают также иосновные сведения о структуре и свойствах ядер и механизмах ядерных реакций. Варьируя типналетающих частиц и их энергию, можно включать ту или иную часть ядерного потенциала иизучать его свойства. Дифракционное рассеяние протонов, альфа-частиц и тяжелых ионов наядрах позволяет получить уникальную структурную информацию, так как ионные амплитудычувствительны к распределению в объеме ядра, как заряда так и массы, а также5пространственнообособленныхвозможныхкластеров.Помимоэтого,применениедифракционных методов позволяет объяснить пространственное распределение, например,альфа-кластеров благодоря вульф-брэгговскому рассеянию альфа-частиц на кластеризованныхядрах в рамках концепции о квазикристаллическом строении атомных ядер [9].С теоретической точки зрения реакции упругого рассеяния протонов, альфа-частиц итяжелых ионов представляет большой интерес и в плане проверки механизмов взаимодействия,выяснения природы равновесных состояний ядер и атомов, их пространственной иэнергетической структуры, и для сравнения экспериментальных результатов с предсказаниямиразличных вариантов моделей ядер и ядерных реакций.С практической точки зрения знание дифференциальных сечений рассеяния протонов,альфа-частиц и тяжелых ионов очень важно для радиоэкологии и изучения стойкостиконструкционных материалов в ядерных и термоядерных реакторах.
Дело в том, что в ядерныхи термоядерных реакторах спектр генерируемых нейтронов, протонов и альфа-частиц – будучидискретным и жестким, становится непрерывным и мягким в процессе распространения пообъему конструкционных материалов реактора и объектов окружающей среды.Цель диссертационной работыЦелью настоящей диссертационной работы явилось изучение ядерной деформируемости,возникающей в упругом рассеянии ионов на четных и нечетных ядрах дифракционнымиметодами и исследование влияния на сечения особенностей пространственной структуры ядермишеней. Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:1.Измерение угловых распределений упругого рассеяния дейтронов с энергией 18 МэВядрами 9Be, 11B, 13C, 25Mg на изохронном циклотроне У-150М (ИЯФ, Алматы, Казахстан).2.Измерение угловых распределений упругого рассеяния альфа-частиц с энергией 29МэВ ядрами13C,24Mg,25Mg,59Co,197Au,209Bi на изохронном циклотроне У-150М (ИЯФ,Алматы, Казахстан).3.Определение значений квадрупольной деформируемости ядер дифракционнымиметодами упругого рассеяния во френелевской (малоугловой) области.4.Изучениеэффектовкластеризациивальфа-кластерныхдифракционного рассеяния в модели сильно поглощающего ядра.ядрахврамках6Научная новизнаВсе основные результаты диссертации являются новыми и были впервые получены вработах соискателя.
Ниже перечислены основные их них:1.впервые получены величины и знаки квадрупольной ядерной деформируемостинечетных атомных ядер59Co,63Cu,65Cu,89Y,197Au,209Bi и четном ядре64Ni дифракционнымиметодами упругого рассеяния во френелевской (малоугловой) области;2.обнаружено, что деформация βQ у ядердеформируемостьβαприупругомрассеянии59Co,63альфа-частицCu,на209Bi и полученнаяэтихядрахимеетпротивоположенные знаки, что указывает на новое свойство сферических ядер проявлятьразную деформируемость в зависимости от внешних условий;3.обнаружена зависимость радиуса взаимодействия альфа-частиц с альфа-кластерами вкластеризованных ядрах от энергии.Практическая значимостьПрактическая значимость заключается в обеспечении исследований и пополнении базыядерных данных и базы знаний по дифференциальным, интегральным и полным сечениям,деформационным характеристикам нечетных ядер в основном состоянии.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
