Модели и коды для описания характеристик деления ядер в реакциях с нуклонами средних и промежуточных энергий

• Автор: Явшиц, Сергей Георгиевич
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 295 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Описание механизма реакций с нуклонами средних и промежуточных энергий в коде МСЕх
1.1. Описание входного канала реакции и построение оптических потенциалов для
тяжелых ядер в широкой области энергий
Оптический потенциал КШ 2000
Параметризация КЛ12004
1.2 Описание быстрой стадии реакции - метод внутриядерного каскада
1.3 Описание нреравновесной стадии реакции - экситонная модель с множественным испусканием частиц
1.4 Описание равновесной стадии реакции - статистическая модель Хаузера-Фешбаха-Мольдауера
Формализм Хаузера-Фешбаха
Делительный капал
Модель описания плотности уровней
1.5 Параметры моделей
1.6 Заключение
2. Результаты расчетов полных сечений, сечений реакции и упругого
взаимодействия, спектров вторичных частиц и сечений деления
2.1 Полные сечения, сечения реакции и упругого взаимодействия
2.2 Энергетические спектры вторичных частиц
Реакция (п,хр)
Реакция (п,хп)
Реакция (р,хр)
2.3. Сечения деления ядер
2.3.1. Библиотека сечений деления ядер от РЬ до Ри протонами и нейтронами в
диапазоне энергий 20-200 МэВ
Реакция (пф)
Реакция (р,/)
2.3.2 Сечения деления ядер нуклонами с энергией выше 200 МэВ
Реакция (п,ф)
Реакция (р,ф)
2.4 Полные транспортные файлы для реакций с нейтронами и протонами на
изотопах свинца, висмута и урана
2.5. Заключение
3. Модели и результаты расчетов основных величин, используемых при описании
механизма реакций с нуклонами
3.1 Введение
3.2. Зарядовые радиусы ядер. Статические и динамические эффекты в зарядовых радиусах ядра. Выбор параметров потенциала среднего поля для тяжелых ядер
Модель
Вычисление статических среднеквадратичных зарядовых радиусов с разными наборами параметров среднего поля
Учет динамических эффектов в среднеквадратичных зарядовых радиусах ядер ЛЮ

3.3 Расчет барьеров деления. Зависимость барьеров деления от энергии возбуждения делящегося ядра
Модель и результаты расчетов
3.4 Вычисление масс ядер методом разностных соотношений
Тестирование разностных соотношений
Локальный метод и огенка ошибок предсказаний
Сравнение с экспериментом и анализ результатов
3.4 Заключение
4. Массовые распределения осколков деления и ширины двухтельной фрагментации
в реакциях с нуклонами
4.1 Массовые распределения осколков деления
Введение
Модель
Результаты расчетов
4.2. Описание ширин двухтельной фрагментации ядер
Введение
Спонтанная фрагментация
Вынужденная фрагментация
4.3. Заключение
5. Деление ядер, сопровождаемое вылетом третьей частицы
5.1 Введение
5.2. Модель траекторных расчетов тройного деления
5.3. Экваториальная эмиссия: результаты расчетов
5.4. Полярная эмиссия: результаты расчетов
5.5. Образование фрагментов в глубоконеупругих соударениях тяжелых ионов
5.6. Заключение
Заключение
Список литературы
Приложение 1. Параметризация формы и вычисление потенциальной энергии
ядра
Приложение 2. Одночастичные волновые функции для аксиально-симметричных
систем в цилиндрических координатах
Приложение
Приложение к §
Приложение к Главе
Вычисление шестикратных интегралов в выражениях для потенциальной энергии
взаимодействия ядер и диссипативных сил
Приложение 4. Таблица избытков масс ядер
Приложение 5. Рассчитанные значения параметров барьеров деления ядер от Pt до

Введение
Изучение ядерных реакций деления с нуклонами на тяжелых ядрах связано с решением двух фундаментальных и до конца не исследованных задач - изучением механизма реакций с нейтронами и протонами в широкой области энергий и описанием свойств процесса деления ядер, механизм которого в свою очередь определяется статическими и динамическими свойствами ядерного вещества в процессе глубокой перестройки от составного ядра до разделения на два или более осколков.
Явление деления ядер, открытое в 1939 г. Ганом и Штрассманом, уже почти 70 лет служит предметом интенсивных экспериментальных и теоретических исследований. Непреходящий интерес к явлению деления связан с его широким практическим применением и важным научным значением.
Существование коллективного движения ядерного вещества делительного типа как спонтанного процесса или как реакции, вызванной частицами малых энергий, отражает близость тяжелых ядер к неустойчивости, обусловленной дальнодействуюгцим кулоновским отталкиванием между протонами ядра [1]. На ранней стадии изучения деления основное внимание было сосредоточено на макроскопических закономерностях, которые можно установить, рассматривая ядро как жидкую каплю [1,2]. Крупнейшим успехом эксперимента и теории, основанной на капельной модели ядра, явилось открытие спонтанного деления [3]. Многочисленные экспериментальные данные, особенно данные по делению сильновозбужденных ядер, свидетельствуют, что модель не утратила своего значения и сегодня. В то же время, данные опытов по исследованию деления при малых возбуждениях показывают, что многие закономерности процесса деления сильно зависят от конкретных особенностей ядра, отражая влияние индивидуального состояния нуклонов на характер их коллективного движения. Ярким примером стало открытие спонтанно делящихся изомеров [4], объясненное моделью двугорбого барьера в рамках метода оболочечной поправки Струтинского [5-6]. В этом методе естественным образом сбалансирована роль модели жидкой капли и модели независимых частиц, а оболочки рассматриваются как большие неоднородности в спектре одночастичных состояний.
Новый интерес к явлению деления ядер возник в последнее время в связи развитием новых ядерных технологий, основанных на использовании потоков вторичных нейтронов с энергиями до 200-300 МэВ, генерируемых в реакциях расщепления в массивных мишенях под действием пучков высокоэнергетичных протонов [7]. Кроме того, эти данные необходимы для решения ряда фундаментальных проблем ядерной физики при переходе к высоким энергиям налетающих частиц, стимулируемым вводом в

Рис. 5. Спектры многочастичной предравновесной эмиссии нейтронов (слева) и протонов (справа) из реакции взаимодействия нейтронов с энергиями 20 и 50 МэВ (снизу вверх) с ядром 9jNb. Линиями показаны результаты расчетов по модели МСР, цифрами у
кривых - номер частицы.
На Рис. 7-10 приведены примеры расчета энергетических спектров нейтронов, испущенных на каскадной (INC) и предравновесной (РЕ) стадии реакции 238U(p,xn). Спектры нейтронов, испущенных на предравновесной стадии реакции, определяются как сумма спектров нейтронов, испущенных из каждого остаточного ядра, образовавшегося после каскадной стадии с соответствующим весом, полученным из расчета в модели внутриядерного каскада (пример распределения остаточных ядер для реакции 238U+p при энергии протонов 500 МэВ показан на Рис. 6).
Как видно из рисунков, с ростом энергии пучка вклад предравновесной компоненты достаточно быстро убывает и уже при 200 МэВ спектр неравновесных частиц практически полностью определяется каскадным механизмом эмиссии. Такой результат связан с тем, что по мере увеличения энергии пучка в остаточных (после каскадной стадии) ядрах заселяются все более сложные частично-дырочные состояния, приводящие к мягким спектрам предравновесных частиц (Рис.4).
Как известно, неравновесные процессы при взаимодействии частиц с ядром приводят к формированию асимметричных угловых распределений вторичных нуклонов