Luận án TS Vật lý: Cấu trúc phổ năng lượng 172Yb, 153Sm lò hạt nhân Đà Lạt

Tài liệu: Nghiên cứu thực nghiệm cấu trúc phổ năng lượng kích thích của các hạt nhân 172yb và 153sm trên kênh nơtron của lò phản ứng hạt nhân đà lạt luận án tiế

Trường ĐH

Vietnam Atomic Energy Institute

Chuyên ngành

Atomic and Nuclear Physics

Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án tiến sĩ

Năm xuất bản

Số trang

152

Thời gian đọc

23 phút

Lượt xem

0

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

50 Point

Tóm tắt nội dung

I. Nghiên cứu phổ năng lượng kích thích hạt nhân 172Yb 153Sm

Luận án tập trung vào việc khám phá phổ năng lượng kích thích của hạt nhân. Các đồng vị 172Yb và 153Sm là đối tượng chính. Chùm neutron từ lò phản ứng nghiên cứu Đà Lạt được sử dụng để kích hoạt neutron. Nghiên cứu này nhằm làm sâu sắc hiểu biết về cấu trúc hạt nhân. Công trình góp phần quan trọng vào lĩnh vực phổ học hạt nhân.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu phổ năng lượng hạt nhân

Mục tiêu chính là nghiên cứu cấu trúc mức năng lượng kích thích của hạt nhân 172Yb và 153Sm. Chùm neutron từ lò phản ứng nghiên cứu Đà Lạt được tận dụng. Dữ liệu phổ gamma hạt nhân được thu thập. Luận án mong muốn phát triển hiểu biết sâu sắc về phổ năng lượng hạt nhân. Công trình này đóng góp đáng kể vào phổ học hạt nhân.

1.2. Bối cảnh lý thuyết về kích thích hạt nhân

Luận án cung cấp nền tảng lý thuyết vững chắc. Các khái niệm như phản ứng hạt nhân hợp thành và giả thuyết độc lập của Bohr được trình bày. Sơ đồ mức năng lượng hạt nhân là trọng tâm. Mật độ mức năng lượng hạt nhân được mô tả chi tiết. Hàm cường độ bức xạ là một phần quan trọng. Các mô hình lý thuyết như Fermi-gas, Gilbert-Cameron, và siêu chảy tổng quát được xem xét. Chúng hỗ trợ phân tích cấu trúc hạt nhân.

1.3. Đồng vị Ytterbium 172 và Samarium 153

Nghiên cứu tập trung vào các đồng vị 172Yb và 153Sm. Các hạt nhân này được kích thích bởi neutron. Phân tích đặc tính hạt nhân của chúng rất quan trọng. Phổ năng lượng hạt nhân của 172Yb và 153Sm được khám phá kỹ lưỡng. Công việc này giúp làm rõ cấu trúc hạt nhân của các đồng vị này. Kết quả có thể so sánh với các lý thuyết hiện có.

II. Thực nghiệm cấu trúc hạt nhân tại Lò phản ứng Đà Lạt

Thực nghiệm được tiến hành tại Lò phản ứng nghiên cứu Đà Lạt. Lò cung cấp nguồn chùm neutron mạnh mẽ. Chùm neutron này được sử dụng để kích thích hạt nhân mục tiêu. Phương pháp trùng phùng gamma-gamma là kỹ thuật chính. Cấu hình điện tử được thiết lập cẩn thận. Thông tin về mục tiêu và các nguồn lỗi hệ thống cũng được thảo luận. Điều này đảm bảo tính chính xác cho việc đo phổ năng lượng hạt nhân.

2.1. Lò phản ứng nghiên cứu Đà Lạt và chùm neutron

Lò phản ứng nghiên cứu Đà Lạt đóng vai trò trung tâm. Nó cung cấp chùm neutron cần thiết. Chùm neutron được sử dụng để kích hoạt neutron. Cổng chùm neutron số 2 là địa điểm thực hiện thí nghiệm. Chùm neutron này làm kích thích hạt nhân mục tiêu. Thiết bị thực nghiệm được mô tả chi tiết. Điều này đảm bảo thu thập dữ liệu chính xác.

2.2. Phương pháp đo phổ gamma kích thích hạt nhân

Phương pháp chính là đo trùng phùng gamma-gamma. Kỹ thuật này rất hiệu quả trong việc xác định phổ gamma hạt nhân. Cấu hình điện tử được thiết lập cẩn thận. Nguyên lý hoạt động được giải thích chi tiết. Luận án cũng thảo luận về thông tin mục tiêu và các nguồn lỗi hệ thống. Các lỗi này được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo độ chính xác của phổ năng lượng hạt nhân.

2.3. Chuẩn bị mẫu và thiết lập thí nghiệm

Mẫu 172Yb và 153Sm được chuẩn bị kỹ lưỡng. Việc này đảm bảo độ tinh khiết của mẫu. Thiết lập thí nghiệm bao gồm các detector gamma. Chúng được bố trí tối ưu để thu thập dữ liệu. Các yếu tố môi trường được kiểm soát chặt chẽ. Điều này đảm bảo dữ liệu phổ năng lượng hạt nhân chất lượng cao.

III. Phân tích dữ liệu phổ gamma và mức năng lượng hạt nhân

Dữ liệu thực nghiệm thu được được phân tích sâu rộng. Cường độ thác gamma hai bước được xác định. Từ đó, sơ đồ mức năng lượng hạt nhân được xây dựng. Các ý tưởng cơ bản và giả định được áp dụng để xác định mật độ mức năng lượng hạt nhân. Hàm cường độ bức xạ cũng được tính toán. Quá trình này giúp làm sáng tỏ cấu trúc hạt nhân và phổ năng lượng hạt nhân.

3.1. Xây dựng sơ đồ mức năng lượng hạt nhân

Dữ liệu thực nghiệm được phân tích kỹ lưỡng. Cường độ thác gamma hai bước được xác định chính xác. Đây là một bước quan trọng. Sơ đồ mức năng lượng hạt nhân được xây dựng dựa trên phổ gamma hạt nhân. Quy trình này làm rõ cấu trúc hạt nhân của 172Yb và 153Sm.

3.2. Xác định mật độ mức năng lượng hạt nhân

Các ý tưởng cơ bản và giả định được áp dụng. Hệ số truyền bức xạ gamma được xác định. Mật độ mức năng lượng hạt nhân sau đó được tính toán. Kết quả này rất quan trọng. Nó mô tả sự phân bố các mức năng lượng. Phổ năng lượng hạt nhân được phân tích kỹ lưỡng.

3.3. Tính toán hàm cường độ bức xạ

Hàm cường độ bức xạ được suy ra từ dữ liệu thực nghiệm. Các mô hình lý thuyết được sử dụng để hỗ trợ. Hàm này cung cấp thông tin về xác suất phân rã. Đây là một yếu tố then chốt trong phổ học hạt nhân. Hiểu biết về hàm này giúp giải thích cấu trúc hạt nhân.

IV. Kết quả chính về phổ năng lượng hạt nhân 172Yb và 153Sm

Luận án trình bày các kết quả cốt lõi. Sơ đồ mức năng lượng hạt nhân của 172Yb và 153Sm được xác định. Các trạng thái kích thích mới được nhận diện. Phân bố cường độ thác gamma của 172Yb được phân tích chi tiết. Các kết quả này được so sánh với dữ liệu thực nghiệm khác và các mô hình lý thuyết. Điều này đánh giá tính hợp lệ của phát hiện. Nó đóng góp vào phổ học hạt nhân hiện đại.

4.1. Sơ đồ mức năng lượng của 172Yb và 153Sm

Sơ đồ mức năng lượng hạt nhân của 172Yb và 153Sm được trình bày rõ ràng. Các trạng thái kích thích mới được xác định. Cấu trúc hạt nhân của hai đồng vị này được làm rõ. Đây là kết quả cốt lõi của nghiên cứu. Nó cung cấp thông tin quý giá cho vật lý hạt nhân.

4.2. Phân bố cường độ thác gamma của 172Yb

Phân bố cường độ thác gamma của 172Yb được phân tích kỹ lưỡng. Dữ liệu này cung cấp thông tin chi tiết. Nó giúp hiểu các quá trình phân rã hạt nhân. Từ đó, các mức năng lượng hạt nhân được xác định chính xác hơn. Phổ gamma hạt nhân được hiểu sâu sắc.

4.3. So sánh với dữ liệu và mô hình lý thuyết

Kết quả về mật độ mức năng lượng hạt nhân và hàm cường độ bức xạ của 172Yb được so sánh. Các dữ liệu thực nghiệm khác được đối chiếu. Các mô hình lý thuyết được sử dụng để so sánh. Bao gồm mô hình mật độ mức hạt nhân và hàm cường độ bức xạ. Điều này đánh giá tính hợp lệ của các phát hiện. Nó đóng góp vào phổ học hạt nhân.

V. Ý nghĩa nghiên cứu cấu trúc hạt nhân và phổ học hạt nhân

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng. Nó góp phần sâu sắc vào hiểu biết về cấu trúc hạt nhân của 172Yb và 153Sm. Phổ năng lượng kích thích hạt nhân được hiểu rõ hơn. Luận án cũng thảo luận về các ứng dụng tiềm năng. Nó đề xuất các hướng nghiên cứu tiếp theo. Điều này mở rộng tri thức trong lĩnh vực vật lý hạt nhân và phổ học hạt nhân.

5.1. Đóng góp vào hiểu biết cấu trúc hạt nhân

Luận án đóng góp đáng kể vào vật lý hạt nhân. Nó cung cấp thông tin mới về cấu trúc hạt nhân của 172Yb và 153Sm. Phổ năng lượng kích thích hạt nhân được hiểu rõ hơn. Kiến thức này làm phong phú lĩnh vực phổ học hạt nhân. Đây là một bước tiến quan trọng.

5.2. Ứng dụng của phổ năng lượng hạt nhân

Nghiên cứu về phổ năng lượng hạt nhân có nhiều ứng dụng. Nó quan trọng trong vật lý thiên văn hạt nhân. Hỗ trợ phát triển công nghệ lò phản ứng. Có tiềm năng trong y học hạt nhân. Các ứng dụng này nhấn mạnh tầm quan trọng của nghiên cứu cơ bản. Mở ra nhiều hướng đi mới.

5.3. Hướng nghiên cứu tiếp theo trong phổ học hạt nhân

Luận án đề xuất các hướng nghiên cứu tương lai. Cần thu thập thêm dữ liệu thực nghiệm. Các mô hình lý thuyết cần được cải tiến. Phạm vi nghiên cứu có thể mở rộng. Điều này sẽ tiếp tục phát triển phổ học hạt nhân. Góp phần vào sự tiến bộ của khoa học hạt nhân.

Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Nghiên cứu thực nghiệm cấu trúc phổ năng lượng kích thích của các hạt nhân 172yb và 153sm trên kênh nơtron của lò phản ứng hạt nhân đà lạt luận án tiến sĩ

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (152 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

MINISTRY OF EDUCATION AND MINISTRY OF SCIENCE AND TRAINING TECHNOLOGY Vietnam Atomic Energy Institute ——————— NGUYỄN NGỌC ANH EXPERIMENTAL STUDY ON LEVEL STRUCTURE OF EXCITED 172 Yb AND 153 Sm NUCLEI USING NEUTRON BEAM FROM DALAT NUCLEAR RESEARCH REACTOR DOCTORAL DISSERTATION IN PHYSICS HÀ NỘI - 2018 MINISTRY OF EDUCATION AND MINISTRY OF SCIENCE AND TRAINING TECHNOLOGY Vietnam Atomic Energy Institute ——————— NGUYỄN NGỌC ANH EXPERIMENTAL STUDY ON LEVEL STRUCTURE OF EXCITED 172 Yb AND 153 Sm NUCLEI USING NEUTRON BEAM FROM DALAT NUCLEAR RESEARCH REACTOR DOCTORAL DISSERTATION IN PHYSICS Subject: Atomic and Nuclear Physics Code: 9 44 01 06 Supervisors: 1. Nguyễn Xuân Hải 2. Phạm Đình Khang HÀ NỘI - 2018 iii Declaration of Authorship I declare that this thesis titled, “Experimental study on level structure of excited 172 Yb and 153 Sm nuclei using neutron beam from Dalat nuclear research reactor” and the work presented in it are my own under the guidance of my supervisors, and have not been published by anyone else in any other works or articles. A part of the results has been published in a peer-review journal and proceeding of 23rd International Seminar on Interaction of Neutrons with Nuclei held in Dubna, Russia written in co-authorship with my supervisors and collaborators.

The other part is in preliminary, and we expect to collect more experimental data before publishing. v Acknowledgements I would like to express my deep gratitude to my supervisors, Dr. Nguyễn Xuân Hải and Assoc. Phạm Đình Khang for their guidance, support and encouragement during my research work.

They provided me not only the mo- tivation and the important knowledge, but also the financial support for my life from 2013 to 2015 in Đà Lạt. I would like to thank Dr. Sukhovoj for his great guidance. He taught me how to become an honest and effective analyst.

I would like also to thank Assoc. Nguyễn Quang Hưng for his interest- ing conversations and his important suggestions for my research since 2016. Nguyễn Mậu Chung, my graduate supervisor for the valuable fundamental knowledge that he gave me during my graduate studies. I am grateful to Dalat Nuclear Research Institute and Nuclear Training Center, Vietnam Atomic Energy Institute for their significant supports to my research.

I also thank my colleagues at Center for Nuclear Physics and Nuclear Electronics, Training and Education Center, and Reactor Center for their kind help during my experiment. I am thankful to Ms. Nguyễn Thúy Hằng and Ms. Nguyễn Thị Diệu Huyền for their kind assistant during my PhD study.

I also wish to thank Lâm’s photocopy shop, 27 Nguyễn Công Trứ, Đà Lạt, for financial support to print my dissertation. Finally, I am deeply indebted to my family for their continuous encouragement and constant confidence in me. vii Contents Declaration of Authorship iii Acknowledgements v List of Figures xi List of Tables xv List of Abbreviations xvii Introduction 1 1 Theory 11 1.1 Compound nuclear reaction .1 Bohr-independence hypothesis .2 Nuclear level scheme .3 Nuclear level density .1 Fermi-gas model .1 Systematics of the Fermi-gas parameters .2 Constant temperature model .3 Gilbert-Cameron model .4 Generalized superfluid model .5 Microscopic-based models .4 Radiative strength function .5 Conclusion of chapter 1. 37 viii 2 Experiment and data analysis 39 2.1 Experimental facility and experimental method .1 Dalat Nuclear Research Reactor and the neutron beam-port No.2 The γ − γ coincidence method .1 Electronic setup and operation principle .4 Experimental setup and target information .5 Sources of “systematic” errors in γ − γ coincidence method 51 2.2 Two-step cascade spectra .3 Determination of gamma cascade intensity .4 Construction of nuclear level scheme .5 Determination of gamma cascade intensity distributions .6 Extraction of nuclear level density and radiative strength function .1 Basic ideas and underlying assumption .2 Determination of the functional form of the γ-rays transmission coefficient .3 Determination of nuclear level density .4 Determination of radiative strength function .3 Conclusion of chapter 2.

79 3 Results and discussion 81 3.1 Nuclear level scheme of 172 Yb and 153 Sm .2 Gamma cascade intensity distributions of 172 Yb .3 Nuclear level density and radiative strength function of 172 Yb .1 Comparison with other experimental data .2 Comparison with theoretical models .1 Nuclear level density .2 Radiative strength function .4 Conclusion of chapter 3. 114 Summary and outlook 115 List of publications 117 References 118 xi List of Figures 1.1 Nuclear level scheme of 60 28 Ni32 from 60 27 Co33 β − -decay with T1/2 =1925.8 days extracted from ENSDF library.1 The horizontal cross-section view of the DNRR.2 The detail structure of the neutron beam-port No.3 Two-step gamma cascades corresponding to the decays from a compound state.4 The γ − γ coincidence electronics.5 The TAC amplitude spectrum measured with 60 Co.6 The channel-energy relationship of the two detectors. Data of the detector B has an offset of 1000 on y-axis.7 The energy resolution of the two detectors in the energy range from 0.5 MeV to 8 MeV.8 The relative efficiencies of the two detectors.9 Experimental setup for measuring the γ − γ coincidences.10 Experimental system at the neutron beam-port No. 3 of the DNRR.11 An illustration for a three-step cascade.12 Illustration of the cross talk effect.

BS: Compton backscattered pho- ton; Ann: annihilation photon.13 Data analysis procedure.14 The discrepancy between two datasets. Dataset A is collected from detector A and dataset B is collected from detector B.15 Dataset B is corrected according to dataset A.16 Summation spectrum for 171 Yb(n,2γ) reaction. E1 +E2 is sum of en- ergies measured from two detectors. Energies (in keV) of the final levels in the cascades are pointed near the peaks of the full absorp- tion energy.

The notations SE and DE correspond to the single- and double-escape peaks, respectively.17 Summation spectrum for 152 Sm(n,2γ) reaction. E1 + E2 is sum of energies measured from two detectors. Energies (in keV) of the final levels in the cascades are pointed near the peaks of the full absorption energy.18 Explanation of the input variables used in the procedure of obtain- ing the TSC spectra given in Fig.19 Detail procedure for obtaining the TSC spectra. experimental TSC spectrum; b.

simulated TSC spectrum, c. un- resolved TSC spectrum with noise line, d. unresolved TSC spec- trum without noise line corresponding to the decays from the com- pound state to the ground state of 172 Yb.21 Procedure of extracting the NLD and RSF.22 Illustration of the shifting procedure for 172 Yb nucleus with Em = 3.875 MeV and Efmax = 1. The su- perposed energy range is between the two vertical arrows.

The k factor is the ratio between the area under the curve (1) and that under the curve (2). The two curves have the form of an exponential func- tion C0 exp(C1 E), whose parameters (C0 , C1 ) are obtained via the fitting to the corresponding datasets.23 The final dataset describes the functional form of γ-rays transmis- sion coefficient of 172 Yb nucleus in the energy region from 0. The line is the average values over an 250 keV energy interval.24 Comparison of the γ-rays transmission coefficients of 172 Yb nu- cleus obtained by different starting excitation-energy bins. His- togram with black color is the average of the γ-rays transmission coefficients obtained by all the starting excitation-energy bins from 2.

The corresponding uncertainties are given by upper and lower lines.1 TSC spectrum corresponding to the ground state of 172 Yb.2 TSC spectrum corresponding to the final level with the energy Ef = 78.8 keV of 172 Yb.3 Experimental level scheme of 172 Yb obtained within the gamma cascades from compound state to six distinct low-lying discrete levels with spin from 0h̄ to 2h̄. Explanation of the figure is given in text.4 TSC spectrum corresponding to the final levels with energies Ef = 0 and 7.8 keV of 153 Sm.5 TSC spectrum corresponding to the final level with the energy Ef = 35.8 keV of 153 Sm.6 NLS of 153 Sm obtained within this present work. Explanation of the figure is the same as in Fig.7 The gamma cascade intensity distributions of 172 Yb obtained within the present work.8 The extracted NLD and RSF of 172 Yb obtained within the present work.9 Comparison between the experimental gamma cascade intensity distributions and the calculated one obtained from the extracted NLD and RSF.10 Comparison between the NLD obtained within the present work and the other experimental data. Explanation for this figure is given in text.11 Comparison between the RSF obtained within the present work and the other experimental data.

Explanation of this figure is given in text.12 Comparison between the NLD obtained within the present work and a few common theoretical models.13 Comparison between RSF obtained within this work and few the- oretical models. See explanation of the figure in text. 113 xv List of Tables 2.1 Selected parameters of the electric modules.2 Parameters of the relative efficiency functions.1 Primary and secondary gamma-ray energies and absolute inten- sities obtained from the 171 Yb(nth , γ) reaction. The experimental values are compared with the ENSDF data.2 Primary and secondary gamma-ray energies and absolute inten- sities obtained from the 152 Sm(nth , γ) reaction.

The experimental values are compared with the ENSDF data.3 The gamma cascade intensity distribution of 172 Yb and the contri- bution of the resolved cascades. 99 xvii List of Abbreviations NLS Nuclear Level Scheme NLD Nuclear Level Density RSF Radiative Strength Function CTM Constant Temperature Model BSFG Back-Shifted Fermi Gas GSM Generalized Superfluid Model ENSDF Evaluated Nuclear Structure Data File HFBCS Hartree-Fork plus Bardeen-Cooper-Schrieffer DNRI Dalat Nuclear Research Institute DNRR Dalat Nuclear Research Reactor KMF Kadmenskij Markushev Furman model TSC Two- Step Cascade Luận án đủ ở file: Luận án full

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Phổ năng lượng kích thích hạt nhân 172Yb, 153Sm lò Đà Lạt" nghiên cứu về vấn đề gì?

Tài liệu: Nghiên cứu thực nghiệm cấu trúc phổ năng lượng kích thích của các hạt nhân 172yb và 153sm trên kênh nơtron của lò phản ứng hạt nhân đà lạt luận án tiế

Luận án "Phổ năng lượng kích thích hạt nhân 172Yb, 153Sm lò Đà Lạt" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại Vietnam Atomic Energy Institute. Năm bảo vệ: 2018.

Luận án "Phổ năng lượng kích thích hạt nhân 172Yb, 153Sm lò Đà Lạt" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Phổ năng lượng kích thích hạt nhân 172Yb, 153Sm lò Đà Lạt" thuộc chuyên ngành Atomic and Nuclear Physics. Danh mục: Vật Lý Nguyên Tử Hạt Nhân.

Luận án "Phổ năng lượng kích thích hạt nhân 172Yb, 153Sm lò Đà Lạt" có bao nhiêu trang?

Luận án "Phổ năng lượng kích thích hạt nhân 172Yb, 153Sm lò Đà Lạt" có 152 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Phổ năng lượng kích thích hạt nhân 172Yb, 153Sm lò Đà Lạt" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter