Luận án: Nghiên cứu tỷ số đồng phân và các hiệu ứng liên quan trong phản ứng quang hạt nhân và bắt neutron

• Tác giả: Bùi Minh Huệ
• Người hướng dẫn: Dr Trần Đức Thiệp
• Trường học: Graduate University of Science and Technology
• Chuyên ngành: Atomic and Nuclear Physics
• Đề tài: Nghiên Cứu Tỷ Số Đồng Phân Trong Phản Ứng Quang Hạt Nhân và Bắt Neutron
• Loại tài liệu: Doctoral Thesis
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

• Declaration of Authorship
• Abstract
• Acknowledgements
• Contents
• List of Abbreviations
• List of Physical Quantities
• List of Tables
• List of Figures
• 1. CHƯƠNG 1: OVERVIEW
• 1.1. Formation and classification of isomers
• 1.2. Isomeric ratio and related effects
• 1.2.1. Definition of isomeric ratio
• 1.2.2. Nuclear effects on isomeric ratio
• 1.2.3. Theoretical IR calculation
• 1.3. Formation of photonuclear reaction and photon sources
• 1.4. Cross-section of photonuclear reaction
• 1.5. Neutron capture reaction
• 1.5.1. Neutron and neutron sources
• 1.5.2. Neutron capture reaction (n, γ)
• 1.5.3. Neutron capture cross-section
• 1.6. Level density and γ-ray strength function
• 1.6.1. Nuclear level density
• 1.6.2. Gamma-ray strength function
• 2. CHƯƠNG 2: EXPERIMENTAL AND THEORETICAL METHODS
• 2.1. Thermal and epithermal neutron source
• 2.2. Experimental IR determination
• 2.3. Spectrum analysis-necessary correction
• 2.3.1. Self-absorption effect
• 2.3.2. Coincidence summing corrections
• 2.4. Theoretical IR calculation in (γ, n) reaction
• 2.4.1. Bremsstrahlung spectra simulation in GEANT4
• 2.4.2. Cross-section calculation in TALYS
• 3. CHƯƠNG 3: RESULTS AND DISCUSSION
• 3.1. Isomeric Ratios in (γ, n) reactions
• 3.1.1. 195m,g Hg and 197m,g Hg
• 3.2. Isomeric Ratios in (n, γ) reactions
• 3.2.1. 109m,g Pd and 111m,g Pd
• 3.2.2. 115m,g Cd and 117m,g Cd
• 3.3. Influence of nuclear channel effect on IRs in (γ, n) and (n, γ) reactions
• 3.4. IRs of 137m,g Ce, 115m,g Cd, 109m,g Pd, and 81m,g Se in inverse reactions
• 3.5. Theoretically calculated IRs in (γ, n) reactions
• 3.5.1. Bremsstrahlung spectra simulation
• 3.5.2. Cross-section calculation
• 3.5.3. IRs in (γ, n) reactions
• 4. CONCLUSIONS AND OUTLOOK
• List of Publications used for the Thesis content
• References
• A Geant4 simulation codes
• B Input file of TALYS code
• C CERN ROOT analysis code to calculate IRs using energy flux spectra from GEANT4 and the cross-section outputs from TALYS

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Tỷ Số Đồng Phân Trong Phản Ứng Quang Hạt Nhân

Nghiên cứu tỷ số đồng phân trong phản ứng quang hạt nhân và bắt neutron là một lĩnh vực quan trọng trong vật lý hạt nhân. Tỷ số đồng phân (Isomeric Ratio - IR) cung cấp thông tin quý giá về cấu trúc hạt nhân và các hiệu ứng liên quan. Các phản ứng này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về các trạng thái đồng phân mà còn mở ra hướng đi mới cho các ứng dụng trong công nghệ hạt nhân.

1.1. Định Nghĩa Tỷ Số Đồng Phân Và Tầm Quan Trọng

Tỷ số đồng phân là tỷ lệ giữa các trạng thái đồng phân của một hạt nhân. Nó phản ánh sự phân bố năng lượng và cấu trúc của hạt nhân. Việc xác định tỷ số này giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về các quá trình hạt nhân và các hiệu ứng liên quan.

1.2. Các Hiệu Ứng Liên Quan Đến Tỷ Số Đồng Phân

Các hiệu ứng như cấu hình nucleon, sự khác biệt về spin và năng lượng kích thích có ảnh hưởng lớn đến tỷ số đồng phân. Những yếu tố này cần được xem xét kỹ lưỡng trong các nghiên cứu để đảm bảo độ chính xác của kết quả.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Nghiên Cứu Tỷ Số Đồng Phân

Mặc dù nghiên cứu tỷ số đồng phân mang lại nhiều giá trị, nhưng cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như độ chính xác trong đo lường và sự phức tạp của các phản ứng hạt nhân cần được giải quyết.

2.1. Độ Chính Xác Trong Đo Lường Tỷ Số Đồng Phân

Độ chính xác trong việc đo lường tỷ số đồng phân phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm thiết bị đo và phương pháp phân tích. Việc cải thiện độ chính xác là một trong những thách thức lớn nhất trong nghiên cứu này.

2.2. Sự Phức Tạp Của Các Phản Ứng Hạt Nhân

Các phản ứng hạt nhân có thể diễn ra theo nhiều cách khác nhau, điều này làm cho việc phân tích và hiểu rõ các kết quả trở nên phức tạp. Cần có các phương pháp mô hình hóa chính xác để dự đoán các kết quả này.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Tỷ Số Đồng Phân Trong Phản Ứng Quang Hạt Nhân

Để nghiên cứu tỷ số đồng phân, các nhà khoa học sử dụng nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm kỹ thuật kích hoạt và phân tích quang phổ gamma. Những phương pháp này giúp xác định tỷ số đồng phân một cách chính xác.

3.1. Kỹ Thuật Kích Hoạt Trong Nghiên Cứu

Kỹ thuật kích hoạt cho phép tạo ra các đồng phân thông qua các phản ứng hạt nhân. Phương pháp này giúp xác định tỷ số đồng phân một cách hiệu quả và chính xác.

3.2. Phân Tích Quang Phổ Gamma

Phân tích quang phổ gamma là một công cụ quan trọng trong việc xác định các trạng thái đồng phân. Kỹ thuật này cho phép đo lường các bức xạ gamma phát ra từ các đồng phân, từ đó tính toán tỷ số đồng phân.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Nghiên Cứu Tỷ Số Đồng Phân

Nghiên cứu tỷ số đồng phân không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn trong công nghệ hạt nhân và y học. Các kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong việc phát triển các nguồn năng lượng mới và trong điều trị ung thư.

4.1. Ứng Dụng Trong Công Nghệ Hạt Nhân

Các kết quả từ nghiên cứu tỷ số đồng phân có thể được áp dụng trong việc phát triển các nguồn năng lượng hạt nhân an toàn và hiệu quả hơn. Điều này có thể giúp giảm thiểu tác động môi trường từ các nguồn năng lượng truyền thống.

4.2. Ứng Dụng Trong Y Học

Trong y học, tỷ số đồng phân có thể được sử dụng để phát triển các phương pháp điều trị ung thư hiệu quả hơn. Việc hiểu rõ về các đồng phân giúp tối ưu hóa các liệu pháp điều trị và giảm thiểu tác dụng phụ.

V. Kết Luận Và Tương Lai Của Nghiên Cứu Tỷ Số Đồng Phân

Nghiên cứu tỷ số đồng phân trong phản ứng quang hạt nhân và bắt neutron là một lĩnh vực đầy tiềm năng. Các kết quả nghiên cứu không chỉ mở ra hướng đi mới cho khoa học mà còn có thể mang lại nhiều lợi ích cho xã hội.

5.1. Tóm Tắt Các Kết Quả Nghiên Cứu

Các kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng tỷ số đồng phân có thể được xác định một cách chính xác thông qua các phương pháp hiện đại. Những phát hiện này có thể giúp cải thiện hiểu biết về cấu trúc hạt nhân.

5.2. Hướng Đi Tương Lai Trong Nghiên Cứu

Tương lai của nghiên cứu tỷ số đồng phân hứa hẹn sẽ có nhiều tiến bộ với sự phát triển của công nghệ và phương pháp nghiên cứu mới. Các nhà khoa học sẽ tiếp tục khám phá các khía cạnh chưa được biết đến của hạt nhân.