nghiên cứu phản ứng hạt nhân (p, n) trên bia nặng phục vụ cho thiết kế bia trong lò phản ứng điều khiển bằng máy gia tốc

27 364 0
nghiên cứu phản ứng hạt nhân (p, n) trên bia nặng phục vụ cho thiết kế bia trong lò phản ứng điều khiển bằng máy gia tốc

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ ÁI THU NGHIÊN CỨU PHẢN ỨNG HẠT NHÂN (p, n) TRÊN BIA NẶNG PHỤC VỤ CHO THIẾT KẾ BIA TRONG LÒ PHẢN ỨNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG MÁY GIA TỐC Chuyên ngành: Vật Lý Nguyên tử và Hạt nhân Mã số chuyên ngành: 62 44 05 01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ TP. Hồ Chí Minh-2011 2 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ ÁI THU Chuyên ngành: Vật Lý Hạt Nhân Mã số: 1.02.03 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ TP. Hồ Chí Minh-2011 Công trình được hoàn thành tại: Viện Vật Lý Tp. Hồ Chí Minh và Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN MỘNG GIAO PGS.TS CHÂU VĂN TẠO Phản biện 1; GS. TSKH Nguyễn Xuân Hãn Phản biện 2: TS. Nguyễn Đức Thành Phản biện 3: TS. Trương Thị Hồng Loan Phản biện độc lập 1; PGS.TS Ngô Quang Huy Phản biện độc lập 2: TS. Nguyễn Văn Hùng Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Cơ Sở Đào Tạo họp tại Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên vào hồi ….giờ….ngày… tháng….năm 2011. Có thể tìm đọc luận án tại thư viện: - Thư viện Khoa học Tổng hợp Tp.HCM - Thư viện Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên 3 MỞ ĐẦU 1. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Ý tưởng về một hệ thống lò phản ứng hạt nhân được điều khiển bằng máy gia tốc (Accelerator Driven System – ADS) do Carlo Rubbia – (nhà vật lý người Ý được giải Nobel vào năm 1984) đề xuất để khắc phục một số nhược điểm của lò phản ứng hạt nhân truyền thống là một trong những vấn đề thời sự trong công nghệ hạt nhân. ADS là lò phản ứng hạt nhân trong đó khối lượng nhiên liệu dùng trong lò nhỏ hơn khối lượng tới hạn, vì thế bình thường không có phản ứng phân hạch dây chuyền xảy ra. Muốn lò hoạt động, phải có thêm một số neutron “bù”, số neutron này có được nhờ phản ứng hạt nhân (p, n). Như vậy là lò được điều khiển và kích hoạt bằng neutron sinh ra do tương tác của chùm proton từ máy gia tốc với bia. Neutron sinh ra trên các bia do phản ứng (p, n) kể trên chính là số neutron “bù” làm cho hệ dưới tới hạn trở thành trên tới hạn. Công suất lò được điều khiển bằng máy gia tốc. Để điều khiển hoạt động lò cần thiết phải xác định được số lượng, tính chất, vị trí không gian của “neutron bù” sinh ra trong phản ứng hạt nhân (p, n). Vấn đề phức tạp nhất trong công nghệ chế tạo ADS là tạo ra một hệ điều khiển nhạy và hữu hiệu, trong đó vấn đề quan trọng nhất là tính toán và thiết kế bia để tạo ra neutron khi bia được bắn phá bởi chùm proton từ máy gia tốc. Vì các lý do trên, nghiên cứu phản ứng hạt nhân (p, n) trên các bia khác nhau ở vùng năng lượng bắn phá khác nhau là bài toán quan trọng và cần thiết cho việc xây dựng và phát triển ADS. Hơn nữa việc tìm hiểu tính chất của neutron sinh ra từ phản ứng hạt nhân (p, n) trên các bia nặng cũng cho thêm nhiều thông tin mới về mặt cơ chế của phản ứng hạt nhân (p, n) trong vùng năng lượng xưa nay ít được quan tâm (0,5 ÷ 1,5 GeV). Mục tiêu của luận án là góp phần vào việc giải quyết các vấn đề vừa nêu. Luận án là một nghiên cứu có hệ thống về phản ứng hạt nhân (p, n) trên các bia nặng như: 204 Pb, 206 Pb, 207 Pb, 208 Pb, 180 W, 182 W, 184 W, 186 W, 235 U, 238 U, 197 Au trong vùng năng lượng bắn phá của proton là 0,5 đến 1,5 GeV với bước nhảy năng lượng (energy step) là 0,1 GeV. Vùng năng lượng được chọn từ 0,5 GeV đến 1,5 GeV là vì các nghiên cứu trước đây cho biết số neutron sinh ra từ phản ứng hạt nhân (p, n) trong vùng năng lượng này là nhiều nhất. Hơn nữa với công nghệ hiện nay việc chế tạo máy gia tốc trong vùng năng lượng kể trên có nhiều thuận lợi cả về kỹ thuật cũng như về kinh tế . Luận án đã đề xuất một mô hình tính toán – mô hình màn chắn trên bia. Mô hình này đã góp phần cải thiện độ chính xác khi tính toán. Những kết quả thu được có thể được dùng trong nghiên cứu thiết kế các hệ ADS. 4 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của luận án là nghiên cứu phản ứng hạt nhân (p, n) trên các bia khác nhau: 204 Pb, 206 Pb, 207 Pb, 208 Pb, 180 W, 182 W, 184 W, 186 W, 235 U, 235 U, 197 Au Phương pháp nghiên cứu của luận án là xây dựng mô hình tính toán khác nhau, đề xuất các mô hình tính toán để cải thiện độ chính xác của các kết quả. Trong luận án, mô hình màn chắn trên bia (screening effect model) đã được đề xuất. Dựa trên các dữ liệu hạt nhân của thư viện hạt nhân năng lượng cao JENDL và các mô hình tính toán đã thu được một bộ số liệu về số lượng neutron sinh ra, phân bố góc, phân bố năng lượng từ phản ứng hạt nhân (p, n) trên các bia nặng như 204 Pb, 206 Pb, 207 Pb, 208 Pb, 180 W, 182 W, 184 W, 186 W, 235 U, 235 U, 197 Au có thể được dùng trong việc thiết kế bia cho ADS. 3. Bố cục của luận án Luận án được bao gồm ba chương và phần mở đầu trình bày trong 74 trang (không kể phần tài liệu tham khảo và phụ lục). Chương 1 là phần tổng quan, trình bày một số nét về tình hình nghiên cứu phản ứng hạt nhân (p, n) trên thế giới và giới thiệu thư viện dữ liệu hạt nhân JENDL của Nhật Bản. Chương 2 xây dựng mô hình bia đồng nhất, xác định số neutron sinh ra, phân bố năng lượng, phân bố góc từ phản ứng hạt nhân (p, n) trên các bia 238 U, 206 Pb, 186 W, 197 Au với dữ liệu đầu vào lấy từ thư viện năng lượng cao JENDL Chương 3 xây dựng mô hình màn chắn trên bia, tính số neutron sinh ra trên từng lớp bia với mục đích cải thiện độ chính xác khi tính toán. Phần kết luận là tóm lược các kết quả chính thu được của luận án. Kết quả nghiên cứu được trình bày qua 13 bảng và 44 hình, cùng với những nhận xét và kiến nghị về những nghiên cứu tiếp theo, danh mục các công trình của tác giả. 4. Đóng góp mới của luận án Về mặt phương pháp luận, luận án đã đề ra một mô hình để tính toán phản ứng hạt nhân (p, n) trên các bia. Mô hình này được gọi là mô hình màn chắn trên bia. Mô hình màn chắn trên bia đã góp phần cải thiện sự sai khác giữa những tính toán lý thuyết trước đây với thực nghiệm. Về mặt tính toán, luận án đã thu được một bộ số liệu về số neutron sinh ra, phân bố năng lượng, phân bố góc của neutron trong các phản ứng (p, n) trên các bia nặng như: 238 U, 235 U, 208 Pb, 207 Pb, 208 Pb, 204 Pb, 186 W, 184 W, 182 W, 180 W, 197 Au đối với năng lượng bắn phá của proton từ 0,5 GeV đến 1,5 GeV. Từ các tính toán, luận án cũng đưa ra nhiều nhận xét về tính chất của phản ứng hạt nhân (p, n) trên các bia khác nhau làm cơ sở cho việc lựa chọn bia cũng như năng lượng cần phải gia tốc của chùm proton. Từ phân bố góc của neutron sinh ra trong các phản ứng hạt nhân trên các bia khác nhau ở vùng năng lượng bắn phá khác nhau của proton, luận án cũng 5 đề xuất các giải pháp bố trí thành phản xạ trong lò phản ứng. Giải pháp này có thể giúp tăng cường hiệu suất của toàn bộ hệ thống lò. Chương 1 TỔNG QUAN Những nghiên cứu trên thế giới : Tháng 11 năm 1958, phản ứng hạt nhân (p, n) được nghiên cứu bởi các tác giả G. F. Bogdanov, N.A. Vlasov, S.P. Kalinin, B.V. Rybakov và V.A. Sidorov với phương pháp tính thời gian bay của neutron. Mục tiêu của nghiên cứu này là tìm tiết diện neutron của phản ứng 6 Li + p và 7 Li + p với năng lượng bắn phá của proton là 9 MeV. Năm 1995, M.A. Lone và P.Y. Wong đã công bố việc tính hiệu suất sinh neutron của phản ứng proton với bia chì gây ra ở vùng năng lượng từ 0,4 đến 2 GeV. Kết quả tính toán này lệch 20% so với thực nghiệm. Năm 2001, nhóm Kumagai K., Oribara H., Kikuchi Y. đã công bố công trình “Phản ứng 6 Li (p, n) 6 Be tại Ep = 70 MeV”. Công trình này nhằm vào việc xác định tính chất của hạt nhân beryllium thông qua việc tính phân bố góc. Những năm gần đây, có nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu đến phản ứng (p, n) phục vụ ADS hơn, nhưng các tính toán này chỉ thực hiện trên một số ít bia và ở một vài mức năng lượng. Hầu hết các nghiên cứu còn mang tính rời rạc, đơn lẻ, nhiều tính toán chưa phù hợp, khoảng sai khác giữa kết quả tính toán và thực nghiệm còn lớn. Khác với tất cả các công trình đã công bố, luận án tính toán một cách có hệ thống phản ứng hạt nhân (p, n) cho hầu hết các nguyên tố nặng trong vùng năng lượng bắn phá của proton từ 0,5 GeV đến 1,5 GeV với bước nhảy năng lượng (energy step) được tính là 0,1 GeV. Kết quả thu được là một bộ số liệu về phân bố năng lượng, phân bố góc, số lượng neutron sinh ra từ phản ứng hạt nhân (p, n) trên nhiều bia nặng: 204 Pb, 206 Pb, 207 Pb, 208 Pb, 180 W, 182 W, 184 W, 186 W, 235 U, 238 U, 197 Au, 237 Np, 241 Am trong vùng năng lượng từ 0,5 đến 1,5 GeV. Dữ liệu hạt nhân từ thư viện hạt nhân năng lượng cao JENDL đã được sử dụng trong tính toán. Mới đây trên thế giới đã có một số công trình nghiên cứu phản ứng hạt nhân (p, n) theo hướng thiết kế bia cho ADS như được kể dưới đây: Công trình của nhóm Kairat Ismailov, Masaki Saito, Hiroshi Sagara, Kenji Nishihara được xuất bản vào tháng 5 năm 2011 nghiên cứu về bia urani tự nhiên trong hệ thống ADS. Kết quả nghiên cứu so sánh việc sản xuất neutron từ phản ứng (p, n) trên bia urani và bia chì – bismuth cho thấy bia urani sản xuất neutron tốt hơn. Nghiên cứu còn cho rằng đối với bia urani có sự hấp thụ neutron cao, khoảng 23% neutron sinh ra từ phản ứng (p, n) có thể có tương tác với bia urani, hay nói cách khác ước tính của nghiên cứu này là chỉ khoảng 77% neutron thoát ra khỏi bia 238 U. Tuy nhiên chính trong công trình này số lượng neutron thứ cấp sinh ra cũng không được xác định. Trong nghiên cứu, tính toán được thực hiện với năng lượng proton là 1,5 GeV, bán kính chùm tia là 1 cm, 6 bia urani và bia chì – bismuth có bán kính là 15 cm, bề dày bia 50 cm với bia urani và 80 cm đối với bia chì – bismuth. Công trình của nhóm B. Sarer, M.E. Korkmaz, M.Gunay, A.Aydin nghiên cứu nguồn neutron được tạo ra từ phản ứng (p, n) của hệ thống ADS. Hệ thống được điều khiển bởi chùm proton năng lượng 1,0 GeV, cường độ dòng 10 mA va chạm vào bia hình trụ bằng chì tự nhiên có đường kính 20 cm, bề dày 70 cm. Proton được phân bố một cách đồng đều qua chùm tia có đường kính 2 cm. Tính toán được thực hiện với code MCNPX, kết quả là với năng lượng proton 1 GeV thu được hiệu suất là 27,4 n/p còn hiệu suất các hạt khác như pion và muon trên 1 proton tới được bỏ qua vì do thông lượng hạt thấp. Thông lượng neutron đạt cực đại tại bán kính bia r = 0 cm và trục z = 195 cm. Khác với các công trình trên, chúng tôi quan niệm rằng chùm proton đi vào bia là chùm hạt song song có dạng hình trụ, tương tác chỉ tính trong phạm vi đường kính chùm proton, chưa tính đến hiệu ứng tán xạ của proton trên bia cũng như chưa đề cập đến hiệu ứng hấp thụ neutron của urani nếu dùng urani làm bia. Hiện tượng proton khi đi qua các lớp bia bị mất năng lượng, bị lệch khỏi hướng ban đầu, bị giảm cường độ là hiện tượng ai cũng biết, nhưng các tính toán trước đây đều coi cường độ dòng proton và năng lượng của proton là không đổi trong suốt quá trình tương tác của proton lên bia. Điều này chỉ đúng khi bia có bề dày nhỏ, với bề dày bia lớn thì phải có thêm nhiều bổ chính. Mô hình màn chắn (screening effect model) của luận án là chia bia ra các lớp mỏng và tính số neutron sinh ra trên từng lớp, số neutron sinh ra trên cả khối bia là tổng số neutron sinh ra trên các lớp bia mỏng rõ ràng là phù hợp với hiện tượng thật của quá trình vật lý. Đây là bước đầu xây dựng mô hình sao cho phù hợp hơn với hiện tượng vật lý thật. Ngoài ra trong luận án, bề dày bia được chọn bằng quãng chạy tự do trung bình của proton ứng với từng năng lượng bắn phá của proton trên từng loại bia, bởi vì chúng tôi cho rằng với lựa chọn này thì proton sẽ ít có khả năng “lưu lại” trên bia và tỏa nhiệt làm giảm tuổi thọ của bia. Kết quả tính toán thu được từ nghiên cứu này là một tập hợp các số liệu của nhiều bia, trong đó việc lựa chọn bề dày bia tính bằng chiều dài quãng chạy tự do trung bình của proton trên mỗi loại bia đang xét. Chương 2 MÔ HÌNH BIA ĐỒNG NHẤT 2.1. Công thức tính Theo dữ liệu ENDF (Evaluated Nuclear Data File), tiết diện vi phân cấp hai được tính theo công thức: (2.1) )E,E)f(μf)y(Eσ(E dEdΩ )E,Eσ(μ,d nppp np 2  7 Tiết diện vi phân được tính theo công thức: (2.2) Tiết diện vi phân được tính theo công thức: (2.3) Với : μ : cosin góc bay của neutron E p : Năng lượng của proton tới (eV) E n : Năng lượng của neutron phát ra (eV) )σ(E p : Tiết diện phản ứng (barn) y(E p ): Hiệu suất phát neutron )E,Ef(μ( np : Hàm phân bố đã được chuẩn hóa : Tiết diện vi phân bậc hai (barn/eV-sr). : Tiết diện vi phân theo năng lượng (barn/eV). : Tiết diện vi phân theo góc (barn/sr). Số neutron sinh ra trong phản ứng (p, n): (2.12) Với: dE dN : cường độ dòng neutron sinh ra (hạt/s/MeV) N n : số neutron được sinh ra (hạt/s) Trong thư viện JENDL, neutron sinh ra được phân bố ở 19 góc và 32 giá trị năng lượng. 2.2. Một số kết quả 2.2.1. Số neutron sinh ra từ phản ứng (p, n) trên các bia nặng dE dσ                19 i npinp1i i1ipp 2 E,Eμ,fE,Eμ,f )μ(μ))y(Eσ(E dE dσ dΩ dσ                       32 1i npinp1i i1ipp 2 E,Eμ,fE,Eμ,f EEEyEσ dΩ dσ dEdΩ )E,Eσ(μ,d np 2   dΩ E,Eμ,dσ np   dE E,Eμ,dσ np      32 1j pn dE jdσ .d.N.NN 8 2.2.1.1. Xét với bia 204 Pb, 206 Pb, 207 Pb, 208 Pb, 180 W, 182 W, 184 W, 186 W, 238 U, 235 U, 197 Au H. 2.1: Số neutron sinh ra từ phản ứng (p, n) trên bia 204 Pb, 206 Pb, 207 Pb, 208 Pb bề dày H. 2.2: Số neutron sinh ra từ phản ứng (p, n) trên bia 180 W, 182 W, 184 W, 186 W bề dày H. 2.3: Số neutron sinh ra từ phản ứng (p, n) trên bia 197 Au bề dày H. 2.4: Số neutron sinh ra từ phản ứng (p, n) trên bia 238 U, 235 U bề dày Các hình vẽ từ 2.1 đến 2.4 ta thấy :  Số neutron sinh ra từ phản ứng (p, n) trên các bia tăng theo năng lượng bắn phá của proton  Khi xét cùng một nguyên tố, số neutron sinh ra từ phản ứng (p, n) trên các bia tăng theo số khối A 2.2.1.2. So sánh số neutron sinh ra từ phản ứng (p, n) trên các bia nặng p Rd  p Rd  p Rd  p Rd  p Rd  p Rd  p Rd  p Rd  9 Số neutron sinh ra trong phản ứng (p, n) được tính trong vùng năng lượng từ 0,5 đến 3,0 GeV với bề dày bia được chọn tùy thuộc quãng chạy tự do trung bình của proton trong từng loại bia: 235 U, 238 U, 204 Pb, 206 Pb, 207 Pb, 208 Pb, 197 Au , 180 W, 182 W, 184 W, 186 W được biểu diễn trên cùng hình vẽ 2.5. Cũng từ hình vẽ 2.5, việc nên chọn loại bia nào tương ứng với năng lượng dòng proton cỡ bao nhiêu để thu được số neutron sinh ra từ phản ứng (p, n) là nhiều nhất được viết trong bảng 2.2 dưới đây: Bảng 2.2. Loại bia dùng cho ADS và năng lượng dòng proton tương ứng E p (GeV) Bia nên chọn cho ADS Số neutron sinh ra từ phản ứng (p, n) (hạt/s) 0,5 197 Au 3,11.10 18 0,6 208 Pb 4,28.10 18 0,7 186 W 5,47.10 18 0,8 208 Pb 6,92.10 18 1,0 208 Pb 9,99.10 18 1,5 208 Pb 17,27.10 18 2,0 208 Pb 25,82.10 18 3,0 238 U 42,73.10 18 Khi lựa chọn bia cho ADS, ngoài yếu tố là số lượng neutron sinh ra nhiều, còn phải kể đến các yếu tố khác như nhiệt độ nóng chảy của vật liệu, độ bền cơ lý của bia và phân bố không gian của neutron sinh ra từ phản ứng (p, n). Dưới đây là các tính toán về số neutron sinh ra từ phản ứng (p, n) theo phân bố góc trên các bia nặng 235 U, 238 U, 206 Pb, 197 Au, 186 W 2.2.2. Số neutron sinh ra theo phân bố góc trên các bia nặng a). Khi năng lượng bắn phá của proton là 0,5 và 0,6 GeV Hình 2.5: Số neutron sinh ra từ phản ứng (p, n) trên bia 204 Pb, 206 Pb, 207 Pb, 208 Pb, 180 W, 182 W, 184 W, 186 W, 238 U, 235 U, 197 Au bề dày d=R p p Rd  10 H. 2.6: Số neutron sinh ra theo phân bố góc trên bia 204 Pb, 238 U, 235 U, 186 W, 197 Au dày d=R p , với năng lượng proton là 0,5 GeV H. 2.7: Số neutron sinh ra theo phân bố góc trên bia 204 Pb, 238 U, 235 U, 186 W, 197 Au bề dày d=R p , với năng lượng proton là 0,6 GeV b). Khi năng lượng bắn phá là 0,7 và 0,8 GeV H. 2.8: Số neutron sinh ra theo phân bố góc trên bia 204 Pb, 238 U, 235 U, 186 W, 197 Au bề dày d=R p , với năng lượng proton là 0,7 GeV H. 2.9: Số neutron sinh ra theo phân bố góc trên bia 204 Pb, 238 U, 235 U, 186 W, 197 Au bề dày d=R p , với năng lượng proton là 0,8 GeV p Rd  p Rd  p Rd  p Rd  [...]... diện vi phân của phản H 2.18: Tiết diện vi phân của phản ứng (p, n) trên 206Pb, năng lượng ứng (p, n) trên 197Au năng lượng proton 0,5 GeV đến 3,0 GeV proton 0,5 GeV đến 3,0 GeV 13 H 2.15: Tiết diện vi phân của phản H 2.17: Tiết diện vi phân của phản ứng (p, n) trên 197Au năng lượng ứng (p, n) trên 197Au năng lượng proton 0,5 GeV đến 3,0 GeV proton 0,5 GeV đến 3,0 GeV Nghiên cứu nhiều bia và nhiều đồng... cấp thiết và quan trọng Trong Luận án này, chúng tôi mới chỉ đề cập đến phản ứng (p, n) trên một số loại bia trong vùng năng lượng bắn phá của proton từ 0,5 ÷ 1,5 GeV mà chưa nghiên cứu đến hình dạng và kích thước bia cũng như các hiệu ứng tán xạ của proton khi đi qua bia (yếu tố này sẽ phụ thuộc vào hình dạng và kích thước bia) , hiệu ứng bức xạ hãm, các phản ứng hạt nhân khác như (p, e), (p, µ), 26 (p,. .. bày trong luận n) Lý do là vì mô hình bia đồng nhất được xây dựng với giả thiết là năng lượng và cường độ dòng proton không thay đổi trong quá trình tương tác với hạt nhân bia Thực tế điều này không thể xảy ra, năng lượng và cường độ dòng hạt sẽ giảm dần trong quá trình tương tác với hạt nhân bia Vì vậy mô hình bia đồng nhất không cho giá trị chính xác về số neutron sinh ra từ phản ứng hạt nhân (p, n). .. tốt cho ADS (Bảng 2.2) Khi năng lượng tới của proton là 3,0 GeV thì nên dùng bia 186W, vì trong vùng năng lượng này có ít số neutron sinh ra ở vùng phía sau bia 186W (Bảng 2.2) Mục tiêu của luận án là nghiên cứu phản ứng (p, n) trên nhiều bia nặng phục vụ cho việc chọn lựa bia dùng trong ADS Ngoài bài toán quan trọng nhất là tính số neutron sinh ra trên bia thì bài toán tính tiết diện vi phân của phản. .. đã công bố trên thế giới: hình 2.19 và hình 2.24) - Mô hình bia đồng nhất chưa cho kết quả tốt về độ chính xác khi tính đến hiệu suất neutron sinh ra từ phản ứng hạt nhân (p, n) trên các bia nặng (hình 2.25) - Trong các tính toán thông thường người ta coi proton là chùm hạt song song có năng lượng và cường độ dòng hạt không đổi trong suốt quá trình tương tác với bia Điều này chỉ đúng với bia rất mỏng... của bia (hạt/ s) N0: cường độ dòng proton ban đầu (hạt/ s) N: mật độ hạt nhân trong bia (hạt/ cm3) : tiết diện hiệu dụng ứng với mỗi năng lượng tới của chùm proton (barn/MeV) d: bề dày bia (cm) Tất cả các tính toán ở cả hai mô hình bia đồng nhất và mô hình màn chắn trên bia là nhằm phục vụ cho ADS, do đó cường độ dòng của máy gia tốc được sử dụng là 25 mA 3.2.2.2 Độ suy giảm của cường độ dòng proton trên. .. tiết diện vi phân của phản ứng (p, n) cũng được đề cập đến như dưới đây Phổ năng lượng neutron với các bia khác nhau thu được từ bài toán tính tiết diện vi phân sẽ giúp giải quyết bài toán chuyển đổi các đồng vị dài ngày thành các đồng vị ngắn ngày phục vụ cho ADS 2.2.3 Tiết diện vi phân của phản ứng (p, n) trên bia nặng 2.2.3.1 Tiết diện vi phân của phản ứng (p, n) trên bia 206Pb, 238U, 235U, 186W,... bề rộng chùm proton sinh ra từ máy gia tốc là r = 4 cm, chiều dài d của bia bằng quãng chạy tự do của proton trong vật liệu Đây là cách lựa chọn theo thông lệ tính toán phản ứng (p, n) cho ADS [39] Nhưng cách lựa chọn này tất nhiên không phải là duy nhất Việc tính toán phản ứng (p, n) cho các bia có hình dạng khác nhau, kích thước khác nhau chính là một hướng nghiên cứu cần được tiếp tục Ngoài ra hiểu... bia 238U độ chênh lệch số neutron sinh ra ở các góc khá lớn, trung bình khoảng 26,9%, với bia 206Pb độ chênh lệch trung bình khoảng 18,8%, bia 186W độ chênh lệch khoảng 17,2% và bia 197Au độ chênh lệch khoảng 20,3% 3.3 Kết luận - Mô hình màn chắn trên bia đã có cải thiện được độ chính xác trong việc tính số neutron sinh ra từ phản ứng hạt nhân (p, n) - Từ nghiên cứu có thể đưa ra một đề nghị chọn bia. .. mô hình màn chắn trên bia Mô hình màn chắn trên bia sẽ được nghiên cứu và trình bày trong chương kế tiếp Chương 3 MÔ HÌNH MÀN CHẮN TRÊN BIA 3.1 Mô hình tính Trong tính toán ở chương hai, bia được xem là một khối đồng nhất, năng lượng của chùm hạt tới được xem là không thay đổi trong khi xuyên qua khối vật liệu bia và đã bỏ qua không tính đến sự suy giảm cường độ dòng hạt tới khi đi trong khối vật chất . NHIÊN NGUYỄN THỊ ÁI THU NGHIÊN CỨU PHẢN ỨNG HẠT NHÂN (p, n) TRÊN BIA NẶNG PHỤC VỤ CHO THIẾT KẾ BIA TRONG LÒ PHẢN ỨNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG MÁY GIA TỐC Chuyên ngành: Vật Lý Nguyên tử và Hạt nhân Mã số chuyên. Những kết quả thu được có thể được dùng trong nghiên cứu thiết kế các hệ ADS. 4 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của luận án là nghiên cứu phản ứng hạt nhân (p, n) trên. ra từ phản ứng (p, n) trên bia 180 W, 182 W, 184 W, 186 W bề dày H. 2.3: Số neutron sinh ra từ phản ứng (p, n) trên bia 197 Au bề dày H. 2.4: Số neutron sinh ra từ phản ứng (p, n) trên bia 238 U, 235 U

Ngày đăng: 07/11/2014, 20:03

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan