Bà GIÁO DĂC VÀ ĐÀO T¾O VIàN HÀN LÂM KHOA HâC VÀ CÔNG NGHà VIàT NAM HỌC VIàN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHà NGUYÞN THỊ XUÂN NGHIÊN CĄU CÁC Đ¾C TR¯NG CĂA MàT SÞ PHÀN ĄNG H¾T NHÂN VâI BĄC X¾ HÃM NNG L¯þNG CĀC Đ¾I SAU VÙNG CàNG H¯ÞNG L¯àNG CĀC KHâNG Là VÀ PROTON NNG L¯þNG TâI 45 MeV LUÀN ÁN TI¾N SĨ VÀT LÝ Hà Nái – 2023 Bà GIÁO DĂC VÀ ĐÀO T¾O VIàN HÀN LÂM KHOA HâC VÀ CÔNG NGHà VIàT NAM HỌC VIàN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHà NGUYÞN THỊ XUÂN NGHIÊN CĄU CÁC Đ¾C TR¯NG CĂA MàT SÞ PHÀN ĄNG H¾T NHÂN VâI BĄC X¾ HÃM NNG L¯þNG CĀC Đ¾I SAU VÙNG CàNG H¯ÞNG L¯àNG CĀC KHâNG Là VÀ PROTON NNG L¯þNG TâI 45 MeV Chuyên ngành: VÁt lý nguyên tử và h¿t nhân Mã sß chuyên ngành: 9440106 LUÀN ÁN TI¾N SĨ VÀT LÝ NG¯äI H¯âNG DÀN KHOA HâC: 1. Nguyßn Vn Đß Hà Nái - 2023 i LäI CAM ĐOAN Tôi xin cam oan ây là công trình nghiên cću cąa tôi d°ãi sự h°ãng dÁn khoa hãc cąa PGS. Ph¿m Đćc Khuê và GS. Các sá liáu, kÃt quÁ °āc nêu trong luÃn án là trung thực và ã °āc sự ßng ý cąa các ßng tác giÁ trong các công trình khoa hãc ã công bá.
LuÃn án không có sự sao chép, sử dăng b¿t hāp pháp kÃt quÁ, sá liáu tĉ b¿t kỳ tài liáu hoặc công trình khoa hãc cąa các tác giÁ khác. Tôi xin hoàn toàn cháu trách nhiám vß các nái dung trình bày trong luÃn án này. Tác giÁ luÃn án NCS. Nguyßn Thá Xuân ii LäI CÀM ¡N Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới hai thầy hướng dẫn GS.
Nguyễn Văn Đỗ và PGS. Phạm Đức Khuê đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm chuyên môn quý báu, khích lệ, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thiện bản luận án. Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy, các cán bộ đã và đang công tác tại Trung tâm Vật lý hạt nhân – Viện Vật lý đã động viên, hỗ trợ và tạo môi trường học tập, nghiên cứu thân thiện, thuận lợi cho tác giả trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận án. Tác giả xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo, cán bộ công tác tại Học viện Khoa học và Công nghệ luôn giúp đỡ và hỗ trợ mọi thủ tục cần thiết cho tác giả trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận án.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Đại học Hàng Hải Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi để tác giả tham gia học tập, nghiên cứu và hoàn thành chương trình. Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới gia đình, đồng nghiệp, người thân đã luôn động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tác giả trong học tập, nghiên cứu và công tác. Bản luận án không tránh khỏi còn nhiều khiếm khuyết, thiếu sót, tác giả mong muốn nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô, đồng nghiệp và những người quan tâm, để tác giả tiếp tục hoàn thiện bản luận án. Hà Nội, ngày 18 tháng 7 năm 2023 Nghiên cứu sinh Nguyễn Thị Xuân iii MĀC LĀC DANH MĂC CÁC TĈ VIÂT TÄT .v DANH MĂC KÝ HIàU CÁC Đ¾I L¯ĀNG VÂT LÝ TRONG LUÂN ÁN.
vii DANH MĂC CÁC HÌNH VÀ. viii DANH MĂC CÁC BÀNG BIàU. xii Mæ ĐÀU. NGHIÊN CĆU TàNG QUAN.
Mát sá ặc tr°ng c¢ bÁn cąa phÁn ćng h¿t nhân. Năng l°āng trong phÁn ćng h¿t nhân. C¢ chà phÁn ćng h¿t nhân. TiÃt dián phÁn ćng h¿t nhân.
Su¿t l°āng phÁn ćng h¿t nhân. H¿t nhân ßng phân và tỷ sá su¿t l°āng ßng phân. PhÁn ćng quang h¿t nhân. C¢ chà phÁn ćng quang h¿t nhân.
Năng l°āng ng°ÿng và su¿t l°āng cąa phÁn ćng quang h¿t nhân. Mát sá lo¿i phÁn ćng quang h¿t nhân. PhÁn ćng h¿t nhân gây bçi các h¿t mang ián. Vai trò cąa hàng rào thà Coulomb và thà xuyên tâm.
PhÁn ćng h¿t nhân gây bçi proton. Tình hình nghiên cću trên thà giãi và trong n°ãc. Nghiên cću trên thà giãi. PH¯¡NG PHÁP NGHIÊN CĆU.
Nghiên cću thực nghiám sử dăng ph°¢ng pháp kích ho¿t. Ph°¢ng pháp kích ho¿t. Kích ho¿t mÁu vãi chùm bćc x¿ hãm. Kích ho¿t mÁu vãi chùm proton.
Đo và phân tích phá gamma. Mát sá hiáu chßnh ái vãi các phép o ho¿t á phóng x¿. So sánh kÃt quÁ thực nghiám vãi lý thuyÃt sử dăng mã TALYS. Sử dăng mã TALYS trong tính toán.46 KÂT QUÀ NGHIÊN CĆU VâI PHÀN ĆNG QUANG H¾T NHÂN.
Su¿t l°āng cąa các phÁn ćng h¿t nhân natSr(´, xnyp). Tỷ sá su¿t l°āng cąa các cặp h¿t nhân ßng phân. Tỷ sá su¿t l°āng cąa cặp h¿t nhân ßng phân 137m,gCe. Tỷ sá su¿t l°āng cąa cặp h¿t nhân ßng phân 179m,gW.
TiÃt dián tích phân cąa mát sá phÁn ćng quang h¿t nhân. TiÃt dián tích phân cąa các phÁn ćng 110Pd(´,n)109mPd 110Pd(´,n)109gPd và 110 Pd(´,X)108mRh. TiÃt dián tích phân cąa các phÁn ćng quang n¢tron 197Au(´,xn).85 KÂT QUÀ NGHIÊN CĆU PHÀN ĆNG H¾T NHÂN VâI CHÙM PROTON. Hàm kích thích cąa các phÁn ćng h¿t nhân natZr(p,X)95Zr,95mNb,95gNb.
Hàm kích thích cąa phÁn ćng natZr(p,X)95Zr. Hàm kích thích cąa phÁn ćng natZr(p, X)95mNb. Hàm kích thích cąa phÁn ćng natZr(p, X)95gNb. Su¿t l°āng bia dày cąa 95Zr, 95mNb và 95gNb.
Hàm kích thích cąa phÁn ćng h¿t nhân natPd(p,X)100gRh .98 KÂT LUÂN VÀ KIÂN NGHà.105 CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HâC LIÊN QUAN ĐÂN NàI DUNG LUÂN ÁN .108 TÀI LIàU THAM KHÀO .1 v DANH MĀC CÁC TĆ VI¾T TÂT Chÿ vi¿t Ti¿ng Anh Ti¿ng Viát tÃt BAL Brink-Axel Lorentzian Lorentzian Brink-Axel BSFGM Back-shifted Fermi gas MÁu khí Fermi dách chuyán ng°āc model CTFGM Constant temperature- MÁu khí Fermi nhiát á không ái Fermi gas model EC Electron capture Phân rã bÅt electron GDR Giant Dipole Resonance Cáng h°çng l°ÿng cực kháng lß GFHM Gogny force from MÁu lực Gogny tĉ các bÁng cąa Hilaire Hilaire’s combinatorial tables GH Goriely’s hybrid model Hàm lực theo mô hình hybrid cąa Goriely GSFM Generalised superfluid MÁu siêu lßng táng quát model GTHFB Goriely T-dependent HFB HFB phă thuác Goriely T HFB Hartree-Fock-Bogolyubov Hàm lực gamma theo bÁng Hartree- tables Fock-Bogolyubov HFBCS Hartree-Fock BCS tables Hàm lực gamma theo bÁng BCS Hartree-Fock HFB + Gogny D1M HFB + Hàm lực gamma Gogny D1M HFB + QRPA QRPA QRPA HPGe High purity germanium Đêtêct¢ bán dÁn gecmani siêu tinh khiÃt IAEA International Atomic C¢ quan Năng l°āng nguyên tử Quác Energy Agency tà IR Isomeric ratio Tỷ sá ßng phân vi IT Isomeric transition Dách chuyán ßng phân KIRAMS Korea Institute of Vián Khoa hãc Phóng x¿ và Y hãc Hàn Radiological and Medical Quác Sciences KUGL Kopecky-Uhl generalized Hàm lực gamma Lorentzian táng quát Lorentzian Kopecky-Uhl LDM Level density model MÁu mÃt á mćc MCNPX Monte Carlo N Particle PhÁn mßm mô phßng vÃn chuyán h¿t Transport PAL Pohang Accelerator Trung tâm Gia tác Pohang Laboratory POSTECH Pohang University of Đ¿i hãc Khoa hãc và Công nghá Science and Technology Pohang QDM Quasi- Deutron Model C¢ chà giÁ ¢tron SFGM (Skyrme force) from MÃt á mćc lực Skyrme theo các bÁng Goriely's tables cąa Goriely SFHM (Skyrme force) from MÃt á mćc lực Skyrme tĉ các bÁng Hilaire's combinatorial cąa Hilaire tables SRIM Stop and Range Ions in PhÁn mßm tính quãng ch¿y và sự suy Matter giÁm năng l°āng cąa ion trong vÃt ch¿t. TALYS TALYS code Mã TALYS tính tiÃt dián phÁn ćng TRMF T-dependent RMF Hàm lực gamma RMF phă thuác T vii DANH MĀC KÝ HIàU CÁC Đ¾I L¯þNG VÀT LÝ TRONG LUÀN ÁN Ký hiáu Tên đ¿i l°ÿng ´ Bćc x¿ gamma T1/2 Chu kỳ bán rã T Chu kỳ xung I´ C°ång á tia gamma S´ Dián tích ßnh gamma χ Đá phá cÃp ßng vá Ä Đá ráng xung » Hằng sá phân rã f Há sá hiáu chßnh m¿t sá Ãm ¸´ Hiáu su¿t ghi ßnh gamma ¸t Hiáu su¿t ghi toàn phÁn Eγmax Năng l°āng cực ¿i cąa chùm bćc x¿ hãm Eth Năng l°āng ng°ÿng cąa phÁn ćng n N¢tron p Proton Y Su¿t l°āng cąa phÁn ćng ti Thåi gian chiÃu x¿ tw Thåi gian chå tm Thåi gian o §(E) Thông l°āng bćc x¿ hãm t¿i giá trá năng l°āng E Ã(E) TiÃt dián phÁn ćng t¿i giá trá năng l°āng E IR Tỷ sá su¿t l°āng viii DANH MĀC CÁC HÌNH VẼ Hình 1. S¢ ß o tiÃt dián vi phân phÁn ćng h¿t nhân theo góc khái. S¢ ß phân rã cąa các cặp h¿t nhân ßng phân (a) 109m,gPd và (b) 115m,gCd t¿o thành tĉ các phÁn ćng quang h¿t nhân (¢n vá năng l°āng (keV)).
TiÃt dián phÁn ćng quang h¿t nhân t¿i các vwng năng l°āng photon khác nhau. Thà năng t°¢ng tác. Ho¿t á phóng x¿ tích phân o °āc trong thåi gian tm. S¢ ß nguyên lý c¿u t¿o cąa máy gia tác electron tuyÃn tính 100 MeV t¿i PAL, Hàn Quác.
Hình Ánh máy gia tác electron tuyÃn tính 100 MeV t¿i PAL, Hàn Quác. Phá bćc x¿ hãm phát ra tĉ bia W khi bÅn phá bçi chwm electron năng l°āng 50-, 55-, 60-, 65-, 70 MeV mô phßng bằng MCNP. S¢ ß bá trí thí nghiám chiÃu mÁu vãi chùm bćc x¿ hãm trên máy gia tác electron linac 100 MeV. Hình Ánh máy gia tác cyclotron MC-50 t¿i Vián KIRAMS, Hàn Quác.
S¢ ß bá trí thí nghiám chiÃu mÁu vãi chùm proton trên máy gia tác Cyclotron MC-50. Hiáu su¿t ghi cąa êtêct¢ bán dÁn HPGe t¿i Trung tâm Gia tác Pohang, Hàn Quác ç các khoÁng cách d tĉ ngußn Ãn êtêct¢. Minh hãa kÃt quÁ phân tích phá gamma trong Gamma Vision. Giao dián phân tích phá gamma cąa phÁn mßm Fitzpeaks.
Phá gamma cąa mÁu natSr(NO3)2 °āc chiÃu bçi chùm bćc x¿ hãm 60 MeV vãi thåi gian chiÃu 3 giå, thåi gian chå 21 giå và thåi gian o 1,5 giå. Phá bćc x¿ hãm °āc mô phßng sử dăng MCNPX 2.6 khi bÅn chùm electron có năng l°āng cực ¿i 55, 60 và 65 MeV lên bia W (100 x100 x 0,1 mm) và tiÃt dián tính sử dăng TALYS cąa phÁn ćng natSr(´,xnyp) t¿o thành các ßng vá 82Sr, 83(m+g)Sr, 85mSr, 85gSr, 87mSr, 81(g+0.976m)Rb, 82mRb, 83 Rb, 84(m+g)Rb, 86(m+g)Rb. TiÃt dián tính toán sử dăng TALYS 1.95 cho các kênh phÁn ćng có thá xÁy ra trên mÁu Sr(NO3)2: (a) 88Sr(γ,x)84m,gRb, 87Sr(γ,x)84m,gRb, 86 Sr(γ,x)84m,gRb, và nat Sr(γ,x)84(m+g)Rb; (b) 88 Sr(γ,x)84m,gRb, 88 Sr(´,p3n)84m,gRb, 88Sr(γ,d2n)84m,gRb, và 88Sr(γ,tn)84m,gRb; (c) ix 87 Sr(γ,x)84m,gRb, 87Sr(γ,p2n)84m,gRb, 88Sr(γ,dn)84m,gRb, và 88Sr(γ,t)84m,gRb; (d) 86Sr(γ,x)84m,gRb, 86Sr(γ,pn)84m,gRb, và 86Sr(γ,d)84m,gRb. Su¿t l°āng thực nghiám và tính toán lý thuyÃt sử dăng TALYS 1.95 kÃt hāp vãi mÁu mÃt á mćc CTFGM t¿o thành các ßng vá sÁn ph¿m trong các phÁn ćng natSr(´,xnyp) vãi chùm bćc x¿ hãm năng l°āng cực ¿i 55, 60, 65 MeV [32].Su¿t l°āng thực nghiám và tính toán lý thuyÃt sử dăng TALYS 1.