Tổng quan về luận án

Nghiên cứu cấu trúc hạt nhân thông qua các trạng thái đồng phân giả bền (nuclear isomers hay metastable states) là một trong những hướng tiếp cận mũi nhọn của vật lý hạt nhân hiện đại. Đồng phân hạt nhân là các trạng thái kích thích có thời gian sống kéo dài (từ nano giây đến hàng triệu năm) do sự cản trở lượng tử trong quá trình phân rã phóng xạ, xuất phát từ sự khác biệt lớn về spin ($\Delta J$), tính chẵn lẻ ($\Delta \pi$), hoặc hình dạng hạt nhân ($\Delta K$). Việc xác định tỷ số đồng phân (Isomeric Ratio - IR), được định nghĩa là tỷ số giữa tiết diện hình thành trạng thái đồng phân và trạng thái cơ bản ($IR = \sigma_m / \sigma_g$) hoặc tỷ số hiệu suất phản ứng ($IR = Y_m / Y_g$), cung cấp thông tin thực nghiệm vô giá để kiểm chứng các mô hình cấu trúc hạt nhân, mật độ mức (nuclear level density - LD), hàm lực bức xạ gamma ($\gamma$-ray strength function - $\gamma\text{SF}$) và cơ chế phản ứng hạt nhân.

+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
|                                    KHUNG TỔNG QUAN LUẬN ÁN                                         |
+------------------------------------+---------------------------------------------------------------+
| Đại lượng nghiên cứu trọng tâm     | Tỷ số đồng phân (IR = Y_m / Y_g; IR = Y_h / Y_l)              |
| Nguồn bức xạ & Máy gia tốc         | Microtron MT-25 (FLNR, JINR, Dubna, LB Nga)                   |
| Hệ phản ứng quang hạt nhân (γ, n)  | 196,198Hg(γ, n)195m,g;197m,gHg, 153Eu(γ, n)152m1,m2,gEu       |
| Hệ phản ứng bắt neutron (n, γ)     | 108,110Pd(n, γ)109m,g;111m,gPd, 114,116Cd(n, γ)115m,g;117m,gCd|
| Công cụ mô phỏng & tính toán       | TALYS 1.95 (48 tổ hợp LD & γSF), GEANT4, CERN ROOT, GammaVision|
+------------------------------------+---------------------------------------------------------------+

Bối cảnh khoa học và khoảng trống nghiên cứu (Research Gap)

Mặc dù đã có nhiều công trình nghiên cứu về tỷ số đồng phân trên thế giới, kho tàng dữ liệu hạt nhân quốc tế (EXFOR của IAEA) vẫn đối mặt với những khoảng trống dữ liệu nghiêm trọng:

  1. Sự khan hiếm và phân tán dữ liệu trong vùng cộng hưởng lưỡng cực khổng lồ (Giant Dipole Resonance - GDR): Đối với các phản ứng quang hạt nhân $(\gamma, n)$ trên các hạt nhân nặng vùng chuyển tiếp biến dạng - cầu như $^{196,198}\text{Hg}$ và hạt nhân biến dạng mạnh $^{153}\text{Eu}$, dữ liệu thực nghiệm về IR ở dải năng lượng photon hãm 14–25 MeV còn thiếu hụt hoặc có sự sai lệch rất lớn giữa các phòng thí nghiệm quốc tế.
  2. Thiếu dữ liệu phản ứng bắt neutron hỗn hợp và cộng hưởng: Trong phản ứng bắt neutron $(n, \gamma)$ trên các bia $^{108,110}\text{Pd}$ và $^{114,116}\text{Cd}$, hoàn toàn chưa có số liệu công bố về IR dưới tác dụng của chùm neutron hỗn hợp nhiệt - trên nhiệt (mixed thermal-epithermal neutrons) cũng như neutron cộng hưởng thuần túy (resonance neutrons) trên $^{110}\text{Pd}$.
  3. Sự thiếu vắng đánh giá toàn diện về các hiệu ứng hạt nhân liên quan: Các nghiên cứu trước đây thường tiếp cận đơn lẻ từng phản ứng mà chưa đặt trong một hệ thống so sánh liên hợp giữa phản ứng thuận nghịch (inverse reactions) như $(\gamma, n)$ và $(n, \gamma)$, cũng như chưa phân tích thấu đáo vai trò của hiệu ứng kênh phản ứng (reaction channel effect), hiệu ứng cấu hình nucleon (nucleon configuration effect), và hiệu ứng chênh lệch spin ($\Delta J$).

Câu hỏi nghiên cứu và Giả thuyết khoa học

Luận án giải quyết 4 câu hỏi nghiên cứu cốt lõi với các giả thuyết tương ứng:

  • RQ1: Sự phụ thuộc năng lượng của IR trong vùng GDR (14–25 MeV) diễn ra theo quy luật nào khi năng lượng kích thích tăng dần?
    • Giả thuyết H1: IR tăng đơn điệu theo năng lượng đỉnh bức xạ hãm ($E_{\gamma max}$) và đạt trạng thái bão hòa tiệm cận ở cuối vùng GDR do sự cạnh tranh chiếm ưu thế của cơ chế phản ứng tiền cân bằng (pre-equilibrium) và trực tiếp (direct reaction), trong khi đóng góp từ các kênh $(\gamma, 2n)$ và $(\gamma, 3n)$ là không đáng kể.
  • RQ2: Mômen xung lượng truyền (intake impulse) từ các hạt đạn khác nhau ảnh hưởng thế nào đến sự tích tụ trạng thái đồng phân spin cao ($J_h$) so với spin thấp ($J_l$)?
    • Giả thuyết H2: Hạt đạn có xung lượng truyền lớn hơn (như neutron trong phản ứng $(n, 2n)$ so với photon trong phản ứng $(\gamma, n)$) sẽ làm tăng xác suất kích hoạt các mức đồng phân có spin cao, dẫn đến giá trị IR vượt trội rõ rệt.
  • RQ3: Hiệu ứng cấu hình nucleon trong các chuỗi đồng vị (isotopes) và đồng neutron (isotones $N=81$) chi phối giá trị IR như thế nào?
    • Giả thuyết H3: Khi số neutron hoặc proton tăng trong cùng một cấu hình vỏ hạt nhân, IR có xu hướng giảm do sự thay đổi mật độ mức năng lượng cục bộ và cấu trúc đơn hạt quanh bề mặt Fermi.
  • RQ4: Mô hình lý thuyết thống kê Hauser-Feshbach kết hợp với mô phỏng Monte Carlo có khả năng dự đoán định lượng chính xác IR thực nghiệm đến mức độ nào?
    • Giả thuyết H4: Sự kết hợp giữa bộ mã TALYS 1.95 (khảo sát 6 mô hình mật độ mức và 8 hàm lực bức xạ) và phổ bức xạ hãm mô phỏng chi tiết bằng GEANT4 sẽ tái tạo chính xác xu hướng thực nghiệm, đồng thời làm rõ mô hình vi mô nào mô tả hạt nhân chuyển tiếp và biến dạng tối ưu nhất.

Khung lý thuyết, Phạm vi và Ý nghĩa thực tiễn

  • Khung lý thuyết: Lý thuyết hạt nhân hợp phần thống kê Hauser-Feshbach (Hauser & Feshbach, 1952), Mô hình Huizenga-Vandebosch (Huizenga & Vandebosch, 1960), Thuyết đơn hạt Weisskopf (Weisskopf, 1951), Mô hình hạt nhân biến dạng Nilsson (Nilsson, 1955), và Mô hình dao động hai chất lỏng Goldhaber-Teller / Steinwedel-Jensen về GDR.
  • Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát thực nghiệm trên máy gia tốc Microtron MT-25 tại Phòng thí nghiệm Phản ứng Hạt nhân Flerov (FLNR), Viện Liên hiệp Nghiên cứu Hạt nhân Dubna (JINR), Liên bang Nga. Sử dụng chùm electron năng lượng 14–25 MeV bắn phá bia chuyển đổi Vonfram (W) để tạo bức xạ hãm, và bia Uranium (U) kết hợp chất làm chậm nước/paraffin để tạo chùm neutron nhiệt và cộng hưởng.
  • Ý nghĩa khoa học: Cung cấp tập dữ liệu thực nghiệm nguyên gốc, độ chính xác cao về tỷ số đồng phân của các cặp $^{195m,g}\text{Hg}$, $^{197m,g}\text{Hg}$, $^{152m1,m2}\text{Eu}$, $^{109m,g;111m,g}\text{Pd}$, và $^{115m,g;117m,g}\text{Cd}$. Dữ liệu này trực tiếp bổ sung vào cơ sở dữ liệu quốc tế EXFOR/RIPL-3 phục vụ thiết kế lò phản ứng hạt nhân thế hệ mới, che chắn bức xạ và công nghệ y học hạt nhân xạ hình chẩn đoán/điều trị.

Tổng quan tài liệu và Vị thế nghiên cứu

Lịch sử nghiên cứu và Sự phát triển của các trường phái

Khái niệm đồng phân hạt nhân bắt đầu từ năm 1917 khi Soddy đưa ra giả thuyết về các trạng thái phóng xạ có cùng khối lượng và tính chất hóa học nhưng khác nhau về độ bền. Năm 1921, Otto Hahn phát hiện bằng chứng thực nghiệm đầu tiên về cặp đồng phân $^{234}\text{Pa}$ và $^{234m}\text{Pa}$ ($\text{UX}_2$ và $\text{UZ}$). Đến năm 1936, von Weizsäcker giải thích bản chất của trạng thái đồng phân thông qua sự cấm đoán của các bước chuyển bức xạ gamma có độ đa cực cao ($L \ge 3$) và năng lượng chuyển mức thấp.

1917 (Soddy: Giả thuyết đồng phân) 
  --> 1921 (Hahn: Phát hiện 234Pa / 234mPa) 
  --> 1936 (Weizsäcker: Quy tắc cấm Gamma / Đa cực L) 
  --> 1951-1955 (Weisskopf, Nilsson: Mô hình đơn hạt & Biến dạng) 
  --> 1960 (Huizenga & Vandebosch: Mô hình HVM tính IR) 
  --> Hiện đại (TALYS, GEANT4, EXFOR, Microtron MT-25)

Năm 1960, Huizenga và Vandebosch đặt nền móng lý thuyết cho việc tính toán tỷ số đồng phân bằng cách phát triển mô hình thống kê HVM (Huizenga-Vandebosch Model) dựa trên lý thuyết Hauser-Feshbach. Mô hình HVM mô tả quá trình hình thành hạt nhân hợp phần, sự bốc hơi hạt neutron, và chuỗi phân rã gamma de-excitation phân chia xác suất về trạng thái đồng phân và trạng thái cơ bản theo ngưỡng spin trung tâm ($COS = (S_h + S_l)/2$).

Trong các thập kỷ gần đây, các nhóm nghiên cứu quốc tế đã mở rộng khảo sát IR trên nhiều loại chùm hạt:

  • Trường phái nghiên cứu phản ứng quang hạt nhân: Danagulyan et al. (2014, 2017) khảo sát IR trên các bia Sn, Te, Hf, In; Mazur et al. (2020) nghiên cứu các đồng vị Te; Palvanov et al. (2019) khảo sát trên Se và Pd.
  • Trường phái nghiên cứu hiệu ứng kênh và hạt mang điện: Qaim et al. (2009) tại Viện Nghiên cứu Hạt nhân Jülich (Đức) nghiên cứu IR của $^{73m,g}\text{Se}$ và $^{52m,g}\text{Mn}$ kích thích bởi các hạt đạn $\alpha, ^3\text{He}, p, d, n$; Sudar et al. (2002) khảo sát $^{58m,g}\text{Co}$; Cserpák et al. (2001) nghiên cứu $^{60m,g}\text{Co}$.
  • Trường phái nghiên cứu phản ứng thuận nghịch và cấu hình nucleon: Nhóm tác giả Trần Đức Thiệp et al. (2009, 2012, 2019) tại Trung tâm Vật lý Hạt nhân (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam) phối hợp cùng FLNR (Dubna) đã khảo sát có hệ thống các bia Ba, Se, In, Mo, Ce, Eu.

Tranh luận học thuật cốt lõi

  1. Động học năng lượng cao vượt vùng GDR: Có sự bất đồng giữa các nghiên cứu về việc liệu IR có tiếp tục tăng khi năng lượng photon vượt qua đỉnh GDR hay không. Các tác giả Danagulyan và Palvanov cho rằng sự đóng góp của các quá trình tiền cân bằng có thể làm tăng nhẹ IR, trong khi các tính toán của nhóm Trần Đức Thiệp chỉ ra rằng khi năng lượng kích thích vượt qua ngưỡng phát hạt thứ hai, kênh $(\gamma, n)$ thực tế bị chặn lại ở một giới hạn xác suất phân bố spin ổn định, khiến IR gần như không đổi.
  2. Độ tin cậy của các mô hình vi mô so với mô hình hiện tượng luận trong mã TALYS: Việc lựa chọn giữa các mô hình mật độ mức vi mô dựa trên trường tự phối Hartree-Fock-Bogolyubov (HFB) và các mô hình hiện tượng luận truyền thống như Khí Fermi lùi (Back-Shifted Fermi Gas - BSFG) hay Mô hình Siêu chảy Tổng quát (Generalized Superfluid Model - GSM) vẫn là chủ đề tranh luận gay gắt. Các dữ liệu thực nghiệm trước đây chưa đủ độ phân giải để chỉ ra mô hình nào mô tả chính xác sự suy giảm bậc spin trong các hạt nhân chuyển tiếp.

Định vị và Đóng góp tiên phong của Luận án

Luận án định vị nghiên cứu tại giao điểm giữa đo đạc hạt nhân chính xác cao và mô phỏng lý thuyết đa mô hình. Công trình giải quyết triệt để các tranh luận trên bằng cách cung cấp các số liệu thực nghiệm nguyên gốc lần đầu tiên được đo đạc trên thế giới, bao gồm:

  • Tỷ số đồng phân của $^{195m,g}\text{Hg}$ trong dải năng lượng 14–24 MeV và $^{197m,g}\text{Hg}$ trong dải 18–24 MeV;
  • Tỷ số đồng phân của $^{152m1,m2}\text{Eu}$ tại các năng lượng 19, 21 và 23 MeV;
  • Tỷ số đồng phân của $^{109m,g;111m,g}\text{Pd}$ và $^{115m,g;117m,g}\text{Cd}$ trong phản ứng bắt neutron hỗn hợp nhiệt - trên nhiệt và neutron cộng hưởng thuần túy trên $^{111m,g}\text{Pd}$.

Đóng góp lý thuyết và Khung phân tích

Đóng góp cho lý thuyết cấu trúc và phản ứng hạt nhân

Luận án đã mở rộng và hoàn thiện khung lý thuyết phản ứng hạt nhân ở các khía cạnh chuyên sâu:

  1. Kiểm chứng quy tắc lựa chọn đa cực bức xạ và thời gian sống Weisskopf: Theo lý thuyết bức xạ đơn hạt Weisskopf, xác suất chuyển mức điện ($E$) và từ ($M$) phụ thuộc chặt chẽ vào độ đa cực bức xạ $L$ và năng lượng chuyển mức $E_\gamma$: $$T_{fi}^{\alpha L} = \frac{8\pi(L+1)}{L[(2L+1)!!]^2} \left(\frac{E_\gamma}{\hbar c}\right)^{2L+1} B(\alpha L; J_i \rightarrow J_f)$$ Luận án chứng minh định lượng rằng khi $\Delta J = |J_m - J_g|$ tăng từ 2 lên 5 hoặc 8 đơn vị $\hbar$, xác suất phân rã gamma giảm từ $10^5$ đến $10^{15}$ lần, dẫn đến sự tích tụ mật độ ở các trạng thái đồng phân spin cao như $^{152m1}\text{Eu}(8^-)$ và $^{195m,197m}\text{Hg}(13/2^+)$.
  2. Mở rộng mô hình Huizenga-Vandebosch (HVM): Khắc phục nhược điểm của mô hình HVM cổ điển (vốn coi tham số cắt spin $\sigma$ là hằng số độc lập với năng lượng kích thích), luận án áp dụng mô hình Hauser-Feshbach hiện đại trong TALYS với tham số cắt spin phụ thuộc năng lượng kích thích $U$ và mômen quán tính hạt nhân $\Im_{\text{eff}}$: $$\sigma^2(U) = \frac{\Im_{\text{eff}} \cdot T(U)}{\hbar^2} = \frac{\Im_{\text{eff}}}{\hbar^2} \sqrt{\frac{U}{a}}$$
  3. Định lượng hóa hiệu ứng kênh phản ứng (Reaction Channel Effect): Luận án thiết lập mối quan hệ giữa xung lượng truyền $p_{\text{intake}}$ của hạt đạn và sự phân bố mômen động lượng ban đầu của hạt nhân hợp phần. Hạt đạn photon có khối lượng nghỉ bằng 0 chỉ truyền mômen xung lượng lưỡng cực $1\hbar$ ($E1$), trong khi hạt neutron hoặc phản ứng $(n, 2n)$ truyền xung lượng lớn hơn nhiều do có khối lượng nghỉ $m_n \approx 939.57\text{ MeV}/c^2$, dẫn đến $IR(n, 2n) > IR(\gamma, n) > IR(n, \gamma)$ trên cùng một cặp đồng phân.
       QUY TRÌNH PHÂN TÍCH LIÊN HỢP MONTE CARLO - TALYS (HYBRID COMPUTATION)
+----------------------------------------------------------------------------------+
| 1. GEANT4 MONTE CARLO TOOLKIT                                                    |
|    - Cấu hình hình học Microtron MT-25, bia chuyển đổi W/U                       |
|    - 500 triệu hạt sơ cấp (5 x 10^8 electrons)                                  |
|    - Xuất phổ thông lượng photon hãm phi(E_gamma) & thông lượng neutron phi_n(E) |
+----------------------------------------+-----------------------------------------+
                                         |
                                         v
+----------------------------------------------------------------------------------+
| 2. TALYS 1.95 NUCLEAR CODE                                                       |
|    - 6 Mô hình mật độ mức (CTM, BSFG, GSM, microscopic HFB/Gogny/Skyrme)        |
|    - 8 Hàm lực bức xạ gammaSF (SLO, GLO, SMLO, QRPA)                             |
|    - Tính tiết diện vi phân sigma_m(E), sigma_g(E)                               |
+----------------------------------------+-----------------------------------------+
                                         |
                                         v
+----------------------------------------------------------------------------------+
| 3. CERN ROOT CODE INTEGRATION                                                    |
|    - Tích chập số học: IR_theo = Integral(sigma_m * phi dE) / Integral(sigma_g * phi dE)|
|    - So sánh trực tiếp với IR thực nghiệm từ phổ kế HPGe                         |
+----------------------------------------------------------------------------------+

Khung phân tích liên hợp độc đáo (Hybrid Computational Framework)

Khung phân tích của luận án kết hợp đồng bộ ba công cụ tính toán tiên tiến nhất hiện nay:

  • GEANT4 Monte Carlo Toolkit: Mô phỏng không gian ba chiều toàn bộ cấu trúc đầu phát tia, bia chuyển đổi Vonfram/Uranium, hệ thống làm chậm Paraffin, và bia chiếu xạ. Tính toán chính xác mật độ thông lượng bức xạ hãm $\phi(E_\gamma)$ và thông lượng neutron $\phi_n(E_n)$ tích phân theo thể tích mẫu thực.
  • Mã phản ứng hạt nhân TALYS 1.95: Tính toán tiết diện phản ứng vi phân $\sigma_m(E)$ và $\sigma_g(E)$ dựa trên 48 tổ hợp mô hình lý thuyết (6 mô hình LD $\times$ 8 mô hình $\gamma\text{SF}$).
  • Mã phân tích dữ liệu CERN ROOT: Thực hiện tích chập giải tích (numerical folding) giữa phổ thông lượng thực tế từ GEANT4 và tiết diện vi sai từ TALYS: $$IR_{\text{theo}} = \frac{Y_m}{Y_g} = \frac{\int_{E_{th}}^{E_{max}} \sigma_m(E)\phi(E)dE}{\int_{E_{th}}^{E_{max}} \sigma_g(E)\phi(E)dE}$$ Phương pháp này loại bỏ hoàn toàn các sai số do giả định phổ photon lý thuyết đơn giản hóa, tạo ra độ tin cậy vượt trội so với các nghiên cứu trước đây.

Phương pháp nghiên cứu tiên tiến

Triết lý và Thiết kế thực nghiệm

Nghiên cứu tuân thủ triết lý thực chứng thực nghiệm (Strict Positivism), kiểm chứng các đại lượng vật lý thông qua các phép đo phổ hạt nhân tuyệt đối kết hợp bảo toàn xung lượng và năng lượng. Thiết kế nghiên cứu bao gồm hệ thống chiếu xạ gia tốc hạt, hệ phổ kế gamma bán dẫn phân giải cao và chu trình xử lý số liệu chuẩn hóa.

+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
|                         THÔNG SỐ KỸ THUẬT HỆ THỐNG THỰC NGHIỆM TẠI JINR DUBNA                      |
+------------------------------+---------------------------------------------------------------------+
| Máy gia tốc hạt              | Microtron MT-25 (FLNR, JINR, Dubna, Nga)                            |
| Năng lượng chùm electron     | 14.0 MeV - 25.0 MeV (Bước nhảy 1.0 - 2.0 MeV)                      |
| Cường độ dòng electron       | 10 - 20 microAmpere                                                |
| Tần số lặp xung              | 400 Hz; Độ rộng xung: 2 - 3 microsecond                             |
| Bia biến đổi tạo photon hãm  | Đĩa Vonfram (W) dày 2 mm làm mát bằng nước tuần hoàn                |
| Bia biến đổi tạo neutron     | Đĩa Uranium (U) dày 20 mm bao bọc khối làm chậm Paraffin / Nước     |
| Đầu dò bức xạ Gamma          | Bán dẫn siêu tinh khiết HPGe (CANBERRA, thể tích hoạt động 80 cm3)  |
| Độ phân giải năng lượng      | FWHM = 1.8 keV tại đỉnh năng lượng 1332.5 keV của 60Co              |
| Phần mềm phân tích phổ       | Gamma Vision kết hợp Maestro, ORTEC ADC đa kênh 8192 channels       |
+------------------------------+---------------------------------------------------------------------+

Quy trình kích hoạt và Đo phổ Gamma ngoại tuyến (Off-line $\gamma$-Spectrometry)

Mẫu nghiên cứu là các kim loại tự nhiên độ sạch quang phổ cao ($\ge 99.99%$) gồm HgO, $\text{Eu}_2\text{O}_3$, Pd kim loại, Cd kim loại, $\text{CeO}_2$, và Se kim loại. Khối lượng mẫu được cân chính xác bằng cân vi lượng phân tích ($0.1\text{ mg}$).

Quy trình thực nghiệm được tối ưu hóa cho từng đồng vị:

  1. Chiếu xạ: Mẫu được chiếu xạ trong các khoảng thời gian $t_{irr}$ xác định (từ 10 phút đến 2 giờ tùy thuộc chu kỳ bán rã của sản phẩm).
  2. Làm nguội ($t_{cool}$): Khoảng thời gian làm nguội từ 5 phút đến 24 giờ nhằm triệt tiêu các hoạt độ phóng xạ nền của các đồng vị sống siêu ngắn.
  3. Đo phổ ($t_{meas}$): Mẫu được đặt cách bề mặt đầu dò HPGe ở các cự ly cố định 0 cm, 5 cm hoặc 10 cm để giảm thiểu sai số hình học.
  4. Phương pháp lọc Cadmium: Để tách biệt tỷ số đồng phân trong phản ứng bắt neutron nhiệt và neutron cộng hưởng, các mẫu Pd và Cd được chiếu xạ theo hai trạng thái: (1) Mẫu trần không bọc (tiếp xúc cả neutron nhiệt và cộng hưởng), và (2) Mẫu bọc lá Cadmium dày 0.5 mm (hấp thụ hoàn toàn neutron nhiệt có năng lượng $E_n < 0.5\text{ eV}$).
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
|               ĐẶC TRƯNG HẠT NHÂN CỦA CÁC CẶP ĐỒNG PHÂN NGHIÊN CỨU TRỌNG TÂM                        |
+---------------+---------------+--------------------+---------------+---------------+---------------+
| Hạt nhân      | Trạng thái    | Năng lượng kích    | Spin &        | Chu kỳ bán    | Kênh phân rã  |
| sản phẩm      | hạt nhân      | thích E* (keV)     | Tính chẵn lẻ  | rã (t_1/2)    | đặc trưng     |
+---------------+---------------+--------------------+---------------+---------------+---------------+
| 195Hg         | Cơ bản (195g) | 0.0                | 1/2-          | 10.53 giờ     | EC, beta+     |
|               | Đồng phân (m) | 176.07             | 13/2+         | 41.60 giờ     | IT (54.2%), EC|
+---------------+---------------+--------------------+---------------+---------------+---------------+
| 197Hg         | Cơ bản (197g) | 0.0                | 1/2-          | 64.14 giờ     | EC (100%)     |
|               | Đồng phân (m) | 298.93             | 13/2+         | 23.80 giờ     | IT (91.4%), EC|
+---------------+---------------+--------------------+---------------+---------------+---------------+
| 152Eu         | Cơ bản (152g) | 0.0                | 3-            | 13.517 năm    | beta-, EC     |
|               | Đồng phân m1  | 45.59              | 8-            | 9.31 giờ      | beta- (100%)  |
|               | Đồng phân m2  | 147.86             | 0-            | 96.0 phút     | IT (100%)     |
+---------------+---------------+--------------------+---------------+---------------+---------------+
| 109Pd         | Cơ bản (109g) | 0.0                | 5/2+          | 13.70 giờ     | beta- (100%)  |
|               | Đồng phân (m) | 188.9              | 11/2-         | 4.69 phút     | IT (100%)     |
+---------------+---------------+--------------------+---------------+---------------+---------------+
| 115Cd         | Cơ bản (115g) | 0.0                | 1/2+          | 53.46 giờ     | beta- (100%)  |
|               | Đồng phân (m) | 181.0              | 11/2-         | 44.56 ngày    | beta- (100%)  |
+---------------+---------------+--------------------+---------------+---------------+---------------+

Các hiệu chỉnh thực nghiệm bắt buộc và Ngân sách sai số

Để thu được giá trị IR chính xác tuyệt đối, diện tích đỉnh phổ gamma thực nghiệm ($S_\gamma$) được xử lý qua chuỗi hiệu chỉnh nghiêm ngặt:

  1. Hiệu chỉnh tự hấp thụ (Self-absorption correction $F_{self}$): $$F_{self} = \frac{1 - e^{-\mu(E_\gamma) \cdot d}}{\mu(E_\gamma) \cdot d}$$ trong đó $\mu(E_\gamma)$ là hệ số suy giảm khối tuyến tính của vật liệu làm mẫu và $d$ là độ dày hiệu dụng của mẫu.
  2. Hiệu chỉnh chồng phổ trùng phùng thực (True coincidence summing correction $F_{sum}$): Áp dụng cho các bức xạ gamma phát ra đồng thời trong chuỗi cascade de-excitation khi đo ở cự ly gần đầu dò.
  3. Hiệu chỉnh chuyển đổi nội (Internal Conversion Factor $\alpha$): Tính toán tỷ lệ phát electron hoán cải nội thay vì phát photon gamma theo cơ sở dữ liệu ENSDF: $\alpha = N_e / N_\gamma$.
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
|                         NGÂN SÁCH SAI SỐ THỰC NGHIỆM TOÀN PHẦN (UNCERTAINTY BUDGET)                |
+-------------------------------------------------------------+--------------------------------------+
| Thành phần nguồn gây sai số                                 | Đóng góp sai số tương đối (%)        |
+-------------------------------------------------------------+--------------------------------------+
| Sai số thống kê đếm xung đỉnh phổ gamma (Counting stats)    | 1.0% - 3.5%                          |
| Sai số đường cong hiệu suất đầu dò HPGe (Detector efficiency)| 2.0% - 4.0%                          |
| Sai số xác suất phát tia gamma tuyệt đối (I_gamma from ENSDF)| 0.5% - 2.5%                          |
| Sai số cân khối lượng mẫu và định vị hình học chiếu xạ     | 0.5% - 1.0%                          |
| Sai số hệ số hiệu chỉnh tự hấp thụ và trùng phùng phổ       | 1.0% - 3.0%                          |
+-------------------------------------------------------------+--------------------------------------+
| TỔNG SAI SỐ KẾT HỢP (QUADRATURE SUMMATION)                  | 3.5% - 7.8%                          |
+-------------------------------------------------------------+--------------------------------------+

Phát hiện đột phá và Thảo luận chuyên sâu

1. Dữ liệu thực nghiệm nguyên gốc trên các đồng vị Thủy ngân ($^{195m,g}\text{Hg}$ và $^{197m,g}\text{Hg}$)

Luận án lần đầu tiên công bố tập dữ liệu IR của $^{195m,g}\text{Hg}$ ở dải năng lượng 14–24 MeV và $^{197m,g}\text{Hg}$ ở dải 18–24 MeV trong phản ứng $(\gamma, n)$.

  • Kết quả đo: Tỷ số đồng phân $IR = Y(13/2^+) / Y(1/2^-)$ của $^{195}\text{Hg}$ tăng từ $0.092 \pm 0.006$ tại 14 MeV lên $0.165 \pm 0.011$ tại 20 MeV, sau đó đạt trạng thái bão hòa tiệm cận trong khoảng 20–24 MeV ($IR \approx 0.170$). Đối với $^{197}\text{Hg}$, IR tăng từ $0.075 \pm 0.005$ tại 18 MeV lên $0.108 \pm 0.008$ tại 24 MeV.
  • Cơ chế vật lý: Trạng thái cơ bản của bia $^{196,198}\text{Hg}$ có spin $J_0 = 0^+$. Khi hấp thụ photon điện $E1$, hạt nhân hợp phần đạt trạng thái kích thích có spin $J_c = 1^-$. Sau khi phát một neutron mang mômen động lượng quỹ đạo $l$, hạt nhân dư phân rã về mức $1/2^-$ hoặc $13/2^+$. Do mức đồng phân $13/2^+$ đòi hỏi sự chuyển giao mômen xung lượng cao ($\Delta J = 6\hbar$ so với $J_c$), xác suất tích tụ ở mức đồng phân thấp hơn mức cơ bản, giải thích tại sao $IR \ll 1$.
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
|           TỶ SỐ ĐỒNG PHÂN THỰC NGHIỆM CỦA 195m,gHg VÀ 197m,gHg THEO NĂNG LƯỢNG PHOTON HÃM         |
+-----------------------+----------------------------------+-----------------------------------------+
| Năng lượng đỉnh       | IR thực nghiệm 195m,gHg          | IR thực nghiệm 197m,gHg                 |
| Bremsstrahlung (MeV)  | (J_m = 13/2+, J_g = 1/2-)        | (J_m = 13/2+, J_g = 1/2-)               |
+-----------------------+----------------------------------+-----------------------------------------+
| 14.0 MeV              | 0.092 +- 0.007                   | Chưa đủ ngưỡng kích hoạt hiệu dụng      |
| 16.0 MeV              | 0.124 +- 0.009                   | Chưa đủ ngưỡng kích hoạt hiệu dụng      |
| 18.0 MeV              | 0.148 +- 0.010                   | 0.075 +- 0.006                          |
| 20.0 MeV              | 0.165 +- 0.011                   | 0.091 +- 0.007                          |
| 22.0 MeV              | 0.168 +- 0.012                   | 0.102 +- 0.008                          |
| 24.0 MeV              | 0.171 +- 0.012                   | 0.108 +- 0.008                          |
+-----------------------+----------------------------------+-----------------------------------------+

2. Sự hình thành ba trạng thái đồng phân trên hạt nhân biến dạng $^{152m1,m2,g}\text{Eu}$

Phản ứng $^{153}\text{Eu}(\gamma, n)^{152}\text{Eu}$ là trường hợp đặc biệt phức tạp khi sản phẩm tạo thành tồn tại ở ba trạng thái: trạng thái cơ bản $^{152g}\text{Eu}(3^-)$, trạng thái đồng phân spin cao $^{152m1}\text{Eu}(8^-)$, và trạng thái đồng phân spin thấp $^{152m2}\text{Eu}(0^-)$.

  • Kết quả đo tại 19, 21, 23 MeV: Luận án xác định được $IR(8^- / 0^-)$ lần lượt là $(1.58 \pm 0.12) \times 10^{-2}$ (tại 19 MeV), $(1.72 \pm 0.14) \times 10^{-2}$ (tại 21 MeV), và $(1.81 \pm 0.15) \times 10^{-2}$ (tại 23 MeV).
  • Ý nghĩa lý thuyết: Bia $^{153}\text{Eu}$ là hạt nhân biến dạng mạnh với spin trạng thái cơ bản $J_0 = 5/2^+$, được quy định bởi trạng thái đơn hạt proton $5/2^+[413]$ trong giản đồ Nilsson. Sự chênh lệch spin cực lớn giữa trạng thái hợp phần và mức $8^-$ dẫn đến xác suất tạo thành mức $8^-$ nhỏ hơn mức $0^-$ gần hai bậc độ lớn.

3. Tỷ số đồng phân trong phản ứng bắt neutron trên $^{108,110}\text{Pd}$ và $^{114,116}\text{Cd}$

  • Trong phản ứng $^{110}\text{Pd}(n, \gamma)^{111m,g}\text{Pd}$, tỷ số đồng phân dưới tác dụng của neutron nhiệt đo được là $IR_{thermal} = 0.042 \pm 0.003$, trong khi dưới tác dụng của neutron cộng hưởng (mẫu bọc lá Cd lọc neutron nhiệt), giá trị này tăng vọt lên $IR_{res} = 0.118 \pm 0.009$.
  • Trong phản ứng $^{114}\text{Cd}(n, \gamma)^{115m,g}\text{Cd}$, $IR_{thermal} = (1.35 \pm 0.09) \times 10^{-3}$, nhưng trong phản ứng quang hạt nhân $^{116}\text{Cd}(\gamma, n)^{115m,g}\text{Cd}$ tại 25 MeV, $IR = 0.142 \pm 0.010$.
  • Phát hiện quy luật: Neutron cộng hưởng ($10 - 300\text{ eV}$) và photon hãm vùng GDR truyền mômen động lượng lớn hơn nhiều so với neutron nhiệt ($0.025\text{ eV}$ bắt qua sóng $s$ thuần túy mang spin $1/2\hbar$), làm tăng mạnh xác suất tích tụ mức đồng phân spin cao $11/2^-$.
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
|             SO SÁNH HIỆU ỨNG KÊNH PHẢN ỨNG TRÊN CÙNG CẶP ĐỒNG PHÂN 115m,gCd (11/2- / 1/2+)         |
+------------------------------------+--------------------------+------------------------------------+
| Kênh phản ứng hạt nhân             | Năng lượng hạt đạn       | Tỷ số đồng phân thực nghiệm (IR)   |
+------------------------------------+--------------------------+------------------------------------+
| 114Cd(n, gamma)115m,gCd (Nhiệt)    | E_n = 0.0253 eV          | (1.35 +- 0.09) x 10^-3             |
| 114Cd(n, gamma)115m,gCd (Hỗn hợp)  | E_n = Nhiệt + Cộng hưởng | (2.85 +- 0.20) x 10^-3             |
| 116Cd(gamma, n)115m,gCd            | E_gamma,max = 25.0 MeV   | 0.142 +- 0.010                     |
| 116Cd(n, 2n)115m,gCd               | E_n = 14.7 MeV           | 0.380 +- 0.025                     |
+------------------------------------+--------------------------+------------------------------------+

4. Đánh giá độ nhạy của 48 tổ hợp mô hình trong mã TALYS 1.95

So sánh toàn diện giữa số liệu thực nghiệm và tính toán TALYS 1.95 chỉ ra rằng:

  • Đối với các hạt nhân vùng chuyển tiếp Hg ($Z=80$) và Pd ($Z=46$), mô hình mật độ mức Khí Fermi lùi (BSFG - Back-Shifted Fermi Gas) kết hợp với Hàm lực bức xạ Lorentzian Tổng quát (GLO - Generalized Lorentzian Model) cho kết quả tiệm cận thực nghiệm nhất với độ sai lệch $< 8%$.
  • Đối với hạt nhân biến dạng Europium ($Z=63$), mô hình Siêu chảy Tổng quát (GSM - Generalized Superfluid Model) có tính đến hiệu ứng suy giảm vỏ (shell damping) và ghép cặp BCS cho độ khớp lý thuyết vượt trội so với mô hình Nhiệt độ không đổi (CTM).

Hạn chế và Định hướng nghiên cứu tương lai

Các giới hạn nội tại của nghiên cứu

  1. Bản chất phổ liên tục của nguồn bức xạ hãm: Do sử dụng chùm photon hãm Bremsstrahlung từ Microtron MT-25, năng lượng photon kích thích là một dải phổ liên tục từ 0 đến $E_{\gamma max}$, không phải chùm photon đơn sắc (monoenergetic). Điều này đòi hỏi phải sử dụng kỹ thuật tích chập thông lượng mô phỏng từ GEANT4 thay vì đo trực tiếp hàm kích thích vi phân.
  2. Giới hạn năng lượng cực đại 25 MeV: Máy gia tốc Microtron MT-25 bị giới hạn ở năng lượng điện tử 25 MeV, chưa cho phép khảo sát sâu hơn lên vùng cộng hưởng tứ cực khổng lồ (GQR) hay vùng phân rã quasi-deuteron ($30 - 140\text{ MeV}$).
  3. Giới hạn của mã TALYS với neutron nhiệt: Bộ mã TALYS hiện thời chưa hỗ trợ mô phỏng tự động hoàn toàn kênh bắt neutron nhiệt và trên nhiệt trong vùng các mức cộng hưởng cô lập (Resolved Resonance Region), mà phải dựa vào các tham số cộng hưởng thực nghiệm từ thư viện RIPL-3 và ENSDF.
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
|                         LỘ TRÌNH NGHIÊN CỨU 10 NĂM TIẾP THEO (2026 - 2036)                         |
+-------------------------+--------------------------------------------------------------------------+
| Giai đoạn 1 (2026-2028) | Triển khai nguồn photon đơn sắc tán xạ ngược Laser-Compton (LCS) tại     |
|                         | các trung tâm bức xạ quốc tế lớn (ELI-NP, NewSUBARU)                     |
+-------------------------+--------------------------------------------------------------------------+
| Giai đoạn 2 (2028-2031) | Đo đạc IR trên các chùm ion phóng xạ hiếm (RIB) đối với các hạt nhân     |
|                         | giàu neutron xa thung lũng bền phục vụ mô phỏng r-process thiên văn      |
+-------------------------+--------------------------------------------------------------------------+
| Giai đoạn 3 (2031-2036) | Nghiên cứu đồng phân năng lượng siêu thấp (ELE isomers như 229mTh, 8 eV)  |
|                         | ứng dụng chế tạo đồng hồ hạt nhân (nuclear clock) chính xác cực hạn      |
+-------------------------+--------------------------------------------------------------------------+

Tác động học thuật và Giá trị ứng dụng

+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
|                                    MA TRẬN TÁC ĐỘNG TOÀN DIỆN                                      |
+--------------------+-------------------------------------------------------------------------------+
| Học thuật quốc tế  | Bổ sung dữ liệu chuẩn cho EXFOR (IAEA); Đạt hàng trăm trích dẫn học thuật     |
| Công nghệ lò hạt   | Cung cấp tiết diện chuẩn xác cho thiết kế lò Gen IV và lò nhiệt hạch (ITER)   |
| nhân & Chuyển hóa  | Tính toán chính xác thông số chuyển hóa rác thải hạt nhân (Actinide buring)   |
| Y học bức xạ       | Tối ưu hóa hiệu suất kích hoạt sản xuất đồng vị y học (197mHg, 115mCd, 111mPd)|
| Giáo dục & Đào tạo | Thiết lập quy trình chuẩn tích hợp Thực nghiệm HPGe - GEANT4 - TALYS - ROOT   |
+--------------------+-------------------------------------------------------------------------------+
  1. Cung cấp dữ liệu chuẩn cho cộng đồng hạt nhân quốc tế: Các giá trị thực nghiệm của luận án đã và đang được tích hợp vào cơ sở dữ liệu hạt nhân toàn cầu EXFOR được quản lý bởi Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA, Vienna). Dữ liệu này là cơ sở trực tiếp để tinh chỉnh các tham số mật độ mức $a(S_n)$ và thông số cắt spin trong Thư viện Tham số Đầu vào Chuẩn (RIPL-3).
  2. Đóng góp cho công nghệ năng lượng nguyên tử và lò phản ứng thế hệ mới (Gen IV): Dữ liệu bắt neutron trên Pd và Cd là các thông số then chốt trong tính toán độ bắt neutron của các sản phẩm phân hạch trong thanh nhiên liệu, hỗ trợ thiết kế hệ thống thanh điều khiển và vật liệu hấp thụ neutron an toàn.
  3. Ứng dụng trong y học hạt nhân và sản xuất đồng vị xạ trị: Nghiên cứu mở ra lộ trình công nghệ sản xuất các đồng vị y học phóng xạ như $^{197m}\text{Hg}$ ($t_{1/2} = 23.8\text{ h}$, phát tia gamma đơn sắc $134\text{ keV}$ và $279\text{ keV}$) bằng máy gia tốc điện tử y tế công suất vừa thay vì phải phụ thuộc vào lò phản ứng hạt nhân hạt nhân nghiên cứu.

Đối tượng hưởng lợi từ công trình

  • Nghiên cứu sinh và Giới nghiên cứu trẻ: Tiếp cận một quy trình phương pháp luận mẫu mực, kết hợp nhuần nhuyễn giữa kỹ thuật kích hoạt gamma thực nghiệm chuẩn xác và mô phỏng số học Monte Carlo/Hauser-Feshbach.
  • Các nhà vật lý lý thuyết hạt nhân: Sở hữu tập dữ liệu đối chuẩn thực nghiệm có độ tin cậy cao để kiểm tra tính đúng đắn của các mô hình vi mô trường tự phối (QRPA, HFB-Skyrme, HFB-Gogny).
  • Kỹ sư công nghệ lò phản ứng và An toàn bức xạ: Sử dụng các tiết diện kích hoạt và tỷ số đồng phân để tính toán chính xác hoạt độ phóng xạ tích lũy, thiết kế che chắn sinh học và bài toán chuyển hóa chất thải phóng xạ chu kỳ bán rã dài.
  • Chuyên gia Y học hạt nhân & Dược chất phóng xạ: Ứng dụng các thông số năng lượng kích hoạt tối ưu để nâng cao hiệu suất làm giàu đồng vị phóng xạ tinh khiết, giảm thiểu các tạp chất phóng xạ không mong muốn.

Câu hỏi chuyên sâu dành cho chuyên gia

1. Đâu là đóng góp lý thuyết mang tính đột phá nhất của luận án?

Trả lời: Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất là việc chứng minh sự bất đối xứng sâu sắc trong quá trình truyền mômen động lượng của chùm bức xạ hãm lưỡng cực điện ($E1$) lên các hạt nhân có spin ban đầu $J_0 = 0^+$ và hạt nhân biến dạng mạnh ($J_0 = 5/2^+$). Luận án đã mở rộng mô hình Hauser-Feshbach thông qua việc kết hợp tham số cắt spin phụ thuộc năng lượng kích thích $\sigma(U)$ với hàm lực bức xạ GLO trong TALYS 1.95, giải thích thỏa đáng sự suy giảm xác suất tích tụ theo quy luật hàm mũ đối với các mức đồng phân có độ chênh lệch spin $\Delta J \ge 5\hbar$.

2. Sự đổi mới về phương pháp luận so với các công trình quốc tế cùng thời điểm?

Trả lời: So với công trình của Danagulyan et al. (2017) (chỉ sử dụng mô hình hiện tượng luận đơn giản của mã TALYS 1.4) và công trình của Mazur et al. (2020) (không thực hiện hiệu chỉnh chồng phổ trùng phùng thực $F_{sum}$ và tự hấp thụ mẫu dày chi tiết), luận án đã thiết lập quy trình tính toán liên hợp ba tầng: GEANT4 mô phỏng phân bố không gian thông lượng photon/neutron 3D $\rightarrow$ TALYS 1.95 tính toán vi sai 48 tổ hợp mô hình $\rightarrow$ CERN ROOT giải tích phân số học, mang lại độ chính xác kiểm chứng chưa từng có.

3. Phát hiện thực nghiệm nào bất ngờ nhất và cơ chế vật lý đằng sau?

Trả lời: Phát hiện bất ngờ nhất là sự ổn định tiệm cận (plateau) của tỷ số đồng phân $^{195m,g}\text{Hg}$ và $^{197m,g}\text{Hg}$ ở dải năng lượng photon hãm $E_{\gamma max} > 20\text{ MeV}$. Mặc dù năng lượng kích thích của chùm hạt đạn tiếp tục tăng, IR không tăng thêm mà giữ nguyên ở mức $\sim 0.170$. Cơ chế vật lý là do khi vượt qua đỉnh GDR, xác suất phát hạt neutron thứ hai qua kênh $(\gamma, 2n)$ mở ra cạnh tranh mạnh mẽ, lấy đi phần lớn năng lượng kích thích dư thừa và làm bão hòa sự phân bố spin của kênh $(\gamma, n)$ còn lại.

4. Luận án có cung cấp đầy đủ giao thức để tái lập thực nghiệm độc lập?

Trả lời: Toàn bộ quy trình thực nghiệm và tính toán được cung cấp tường minh trong các phụ lục của luận án: Phụ lục A chứa mã nguồn mô phỏng chi tiết trên GEANT4; Phụ lục B cung cấp các tệp lệnh đầu vào (input files) chuẩn của mã TALYS 1.95; Phụ lục C cung cấp mã nguồn phân tích tích chập trên nền tảng CERN ROOT; cùng với bảng thông số vận hành chi tiết của máy gia tốc Microtron MT-25 (Bảng 2.1, Bảng 2.2). Điều này đảm bảo khả năng tái lập độc lập 100% tại bất kỳ phòng thí nghiệm máy gia tốc nào trên thế giới.

5. Lộ trình phát triển học thuật 10 năm tiếp theo được định hình ra sao?

Trả lời: Lộ trình 10 năm tập trung chuyển đổi từ nguồn bức xạ hãm liên tục sang nguồn photon đơn sắc phân cực cao phát từ hệ thống tán xạ ngược Laser-Compton (LCS) tại ELI-NP để đo trực tiếp hàm kích thích cộng hưởng vi sai; đồng thời mở rộng kỹ thuật kích hoạt gamma sang nghiên cứu các trạng thái đồng phân năng lượng siêu thấp (ELE) như $^{229m}\text{Th}$ ($8\text{ eV}$) nhằm phục vụ công nghệ đồng hồ hạt nhân thế hệ mới.

Kết luận

Công trình luận án tiến sĩ của tác giả Bùi Minh Huệ là một đóng góp học thuật xuất sắc, toàn diện và có giá trị cao cho chuyên ngành Vật lý Nguyên tử và Hạt nhân:

  1. Bổ sung 06 bộ dữ liệu thực nghiệm nguyên gốc đầu tiên trên thế giới: Xác định chuẩn xác tỷ số đồng phân của $^{195m,g}\text{Hg}$ (14–24 MeV), $^{197m,g}\text{Hg}$ (18–24 MeV), $^{152m1,m2}\text{Eu}$ (19, 21, 23 MeV), $^{109m,g;111m,g}\text{Pd}$ và $^{115m,g;117m,g}\text{Cd}$ trong phản ứng bắt neutron hỗn hợp và neutron cộng hưởng.
  2. Khẳng định và định lượng hóa 04 hiệu ứng hạt nhân then chốt: Làm sáng tỏ vai trò chi phối của hiệu ứng chênh lệch spin ($\Delta J$), hiệu ứng năng lượng kích thích trong vùng GDR, hiệu ứng cấu hình nucleon trên các đồng vị/đồng neutron, và hiệu ứng kênh phản ứng trong các phản ứng hạt nhân thuận nghịch.
  3. Chuẩn hóa quy trình tính toán liên hợp GEANT4 - TALYS 1.95 - CERN ROOT: Thiết lập khung phương pháp luận mô phỏng hạt nhân hiện đại, loại bỏ các sai số hệ thống trong việc phân tích phản ứng kích hoạt bằng bức xạ hãm Bremsstrahlung.
  4. Xác định tổ hợp mô hình lý thuyết tối ưu: Chứng minh sự kết hợp giữa mô hình mật độ mức Khí Fermi lùi (BSFG) và Hàm lực bức xạ Lorentzian Tổng quát (GLO) là lựa chọn mô tả chính xác nhất cấu trúc các hạt nhân vùng chuyển tiếp nặng ($Z=80, 46$).
  5. Mở ra 03 hướng nghiên cứu ứng dụng thực tiễn: Tạo tiền đề vững chắc cho việc ứng dụng máy gia tốc electron sản xuất đồng vị phóng xạ y học $^{197m}\text{Hg}$, nâng cao độ chính xác trong thiết kế thanh nhiên liệu lò phản ứng hạt nhân, và chuẩn hóa cơ sở dữ liệu hạt nhân quốc tế EXFOR/RIPL-3 của IAEA.