利用光学模型研究中子和γ诱发中等质量原子核的反应

发布时间：2020-06-22 15:49

【摘要】：中子诱发原子核的反应在核物理和材料掺杂中有着广泛的应用,γ诱发原子核的反应在生物学和医学中有着重要的意义。本文主要用光学模型研究中子和γ诱发原子核的反应,所采用的程序为TALYS1.4工具包。本文中的所有原子核反应的理论数据都是用TALYS工具包计算出来的。主要内容分为三个部分:第一部分,中子诱发原子核反应的研究。利用TALYS1.4工具包的默认参数研究了碳、氮、氧稳定同位素的中子诱发反应。中子入射能量范围是从0.20MeV到85.00MeV。结果表明~(12)C和~(14)N的TALYS1.4计算数值与实验值相符,然而~(16)O需要调整参数才能符合实验值。通过比较n+C/N/O诱发反应的主要反应道,给出了这些反应道的能量阈值(E_(th))。在E_(th)以上可以使特定的C/N/O核素转化为其它元素的同位素。在中子活化技术中,这些得到的结果将有助于有机材料的掺杂和改性的研究。第二部分,中子诱发原子核反应的研究。利用TALYS1.4工具包的默认参数研究了~(19)F和~(27)Al的中子诱发反应。中子入射能量范围是从0.10keV到30.00MeV。计算的主要反应道包括:(n,np),(n,p),(n,α),(n,2n),(n,γ)和(n,tot)。结果表明,除了因19F是中等质量且处于统计模型有效性过渡带的原子核,需要特殊详细计算之外,整体来说计算结果与实验结果符合的很好。根据n+~(27)Al和n+~(19)F反应截面分布的计算结果,预测出了n+~(27)Al~(19)F反应截面分布。这些结果可应用于钍基熔盐反应堆和中子活化分析技术中。第三部分,γ诱发原子核反应的研究。分析了人体中重要元素的γ诱发反应。在放射治疗中,使用的γ射线的能量可能大于10.00MeV,它们有可能诱发稳定原子核变为放射性原子核。人体内一些重要元素的γ诱发反应的探究可分析出核转变的概率。研究的反应包括Na,Mg,Cl,Ca,Fe和Zn稳定同位素的γ诱发反应,反应道有(γ,n)和(γ,p)。γ射线的入射能量范围为从1.00MeV到30.00MeV。研究发现这些反应的截面值很小,最大的截面值不超过100.00mb。通过考虑反应道的能量阈值、剩余核的半衰期、元素占人体体重的比例以及对人体的重要性,建议了治疗后一些可被用于追踪的放射性的核~(22)Na,~(42,43)K,~(41)Ca和~(55)Fe等。此结果有助于医学诊断和疾病治疗。
【学位授予单位】：河南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O571
【图文】：

核反应,过程,复合核

如在系统达到平衡前粒子出射的过程就属于该类反应的中间范畴。阶段是核反应的最后阶段。这一阶段的主要过程为复合核会转变为出射粒当出射的粒子与入射粒子相同时，并且剩余核处于基态，这个过程就是弹中间过程经历过复合核阶段的弹性散射叫做共振散射。而在独立粒子阶段散射叫做形状弹性散射，也叫势散射[14]。应主要通过复合核和直接作用这两种机制进行。两种机制都各有其特点。说，复合核过程通常比直接作用过程要长。出射粒子的能量和空间分布会的不同而不同。经由复合核阶段的出射粒子的能谱的分布近似于麦克斯韦布一般为各向同性或着具有 90o对称性。通过直接过程发射的粒子具有一量，角分布既不具有各向同性，也不具有 90o对称性，往往是前倾或后倾特点，在实验上可用来判断不同反应机制的类型，以及估计各种反应机制

余核,实验数据,计算结果

利用光学模型研究中子和γ诱发中等质量原子核的反应imbylow 等[31]的计算结果要小很多。然而当 En<20.00 MeVLYS1.4 计算结果和12C (n, np)11B 反应道的 TALYS1.4 计算反应，实验数据有很多，其中当 En<27.00 MeV 时，实验数7.00 MeV <En<40.00 MeV 能量范围内，结果分为两组，一部[35]和 Kim 等[36]的实验数据，另一部分是 Brill 等[37], Un实验数据。当 En<35.00 MeV 时，Dimbylow 等[31]的计算结果较好，但其值比 TALYS1.4 的计算结果要小很多。Kim 等[365.00 MeV 到 64.00 MeV，在 En<50.00 MeV 能量之间，TALY验数据大很多但与 Kim 等[36]的实验数据趋势相似。Dimby 等[36]的实验结果小很多。

【相似文献】