Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

1 14-15 MeV ENERJİLİ NÖTRON GİRİŞLİ (n, 3 He) REAKSİYONLARI İÇİN DENEYSEL VE YARI-DENEYSEL TESİR KESİTİ FORMÜLLERİNİN ELDE EDİLMESİ Şule GÜLER 1 ve Abdullah.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "1 14-15 MeV ENERJİLİ NÖTRON GİRİŞLİ (n, 3 He) REAKSİYONLARI İÇİN DENEYSEL VE YARI-DENEYSEL TESİR KESİTİ FORMÜLLERİNİN ELDE EDİLMESİ Şule GÜLER 1 ve Abdullah."— Sunum transkripti:

1 MeV ENERJİLİ NÖTRON GİRİŞLİ (n, 3 He) REAKSİYONLARI İÇİN DENEYSEL VE YARI-DENEYSEL TESİR KESİTİ FORMÜLLERİNİN ELDE EDİLMESİ Şule GÜLER 1 ve Abdullah AYDIN 2 1 Kırıkkale Anadolu Teknik Lisesi, KIRIKKALE 2 Kırıkkale Üniversitesi, Fen Ed. Fak. Fizik Bl., KIRIKKALE IV. NÜKLEER YAPI ÖZELLİKLERİ ÇALIŞTAYI 30 – 31 EKİM 2007 ANKARA

2 2 ÖZET Bu çalışmada, 14 – 15 MeV enerjili nötron girişli, (n, 3 He) reaksiyonları için S=(N-Z)/A ile verilen asimetri parametresine bağlı yeni deneysel ve yarı- deneysel tesir kesiti formülleri türetilmeye çalışıldı. Diğer sistematiklerle ve deneysel değerlerle karşılaştırılması yapıldığında, bu çalışmada elde edilen sonuçların (n, 3 He) reaksiyonlarının tanımlanmasında bir ilerleme sağlayabileceği görüldü.

3 3 GİRİŞ Uzun yıllardır geniş bir çekirdek aralığında MeV enerjili nötronlarla oluşturulan (n, p), (n, t), (n, 3 He) ve (n,  ) gibi reaksiyonlar için hem deneysel hem de yarı- deneysel tesir kesiti sistematikleri üzerinde çalışılmaktadır [1-7]. Nötron girişli yüklü parçacık reaksiyonları bir çok bakımdan önemlidir. Temel nükleon-çekirdek etkileşmelerinin anlaşılmasında Temel nükleon-çekirdek etkileşmelerinin anlaşılmasında Nükleer yapının anlaşılmasında Nükleer yapının anlaşılmasında Nükleer teorilerin geliştirilmesinde Nükleer teorilerin geliştirilmesinde Bağlanma enerjisi sistematiğinin anlaşılmasında Bağlanma enerjisi sistematiğinin anlaşılmasında Fisyon ve Füzyon reaktörlerinin tasarımında Fisyon ve Füzyon reaktörlerinin tasarımında

4 4 Bahsedilen sistematiklerin oluşturulması için deneysel ve yarı-deneysel tesir kesiti formülleri geliştirilmektedir. Uygulanmakta olan deneysel formüller reaksiyonun buharlaşma(evaporation) modelini kullanırken denge-öncesi reaksiyon mekanizmasının rolünü ihmal etmektedirler. Ancak geliştirilmekte olan yarı-deneysel formüller ile buharlaşmanın yanı sıra denge-öncesi etkileri de dikkate alan sistematikler oluşturulmaktadır[3, 6 – 12].

5 5 (n, 3 He) Reaksiyonları İçin Deneysel ve Yarı- deneysel Tesir Kesitleri Genellikle hızlı nötronlar tarafından oluşturulan reaksiyonların deneysel tesir kesitleri için Levkovskii tarafından verilen asimetri parametresine bağlı  (n,x)=C  ne exp[a (N-Z)/A](1) ifadesi kullanılır[13]. Burada,  ne, ile verilen nötronla hedef çekirdek arasındaki inelastik etkileşme tesir kesitini, üstel terim, reaksiyon ürünlerinin bileşik çekirdekten yayınlanmasını, C ve a parametreleri ise farklı reaksiyonlar için en küçük kareler metodu ile elde edilen en iyi uyum parametrelerini, göstermektedir.

6 6 Deneysel verilere en iyi uyum, ifadesinin en küçük değerini sağlayan yeni parametrelerle elde edilebilir. Burada, deneysel tesir kesitini,, hesaplanan tesir kesitini,, deneysel tesir kesitindeki hata miktarını ve N ise, deneysel verilerin sayısını belirtmektedir. Ayrıca, 14 – 15 MeV nötron enerjilerinde (n,yüklü parçacık) tesir kesiti hesaplamaları için farklı parametreli deneysel ve yarı-deneysel tesir kesiti formüllerinin türetilmesi ile ilgili çalışmalar son yıllarda oldukça hızlanmıştır [6,7,11,12,14-18]. 2

7 7 (n, 3 He) reaksiyon tesir kesitleri için asimetri parametresine bağlı sistematik bir çalışma M.Qaim [19] tarafından yapılmıştır. Qaim tarafından asimetri parametresine bağlı olarak elde edilen deneysel tesir kesiti formülü, reaksiyonun denge etkilerini dikkate alır. (n, 3 He) reaksiyon tesir kesitleri için asimetri parametresine bağlı sistematik bir çalışma M.Qaim [19] tarafından yapılmıştır. Qaim tarafından asimetri parametresine bağlı olarak elde edilen deneysel tesir kesiti formülü, reaksiyonun denge etkilerini dikkate alır.  (n, 3 He)= (A 1/3 +1) 2 exp[ (N-Z)/A] (2)

8 8 (n, 3 He) reaksiyon tesir kesitlerinin öngörülmesi ile ilgili diğer bir çalışma, 14.6 ve 20 MeV enerjilerinde, Broeders ve Konobeyev [7] tarafından yapılmıştır MeV için önerdikleri yarı-deneysel tesir kesiti formülü reaksiyonun denge-öncesi bileşenini dikkate alır.  (n, 3 He)=53093(A 1/3 +1) 2 A -2.3  (n, 3 He)=53093(A 1/3 +1) 2 A -2.3 [1.6534(N-Z+1)/A ] 3 (3)

9 9 Literatüre göre, A=100 civarındaki kütle bölgesinde denge reaksiyonlarının, A=100 den büyük kütle bölgesinde ise denge-öncesi reaksiyonların daha baskın olduğu bilinmektedir [16, 17,20]. Buradan yola çıkarak, bu çalışmada, diğer iki araştırıcının çalışmasından farklı olarak, reaksiyonun hem denge hem de denge-öncesi etkilerini görebilmek için çekirdekler iki farklı kütle grubuna ayrıldı. 31≤ A ≤103 olarak ayrılan I. Bölgede reaksiyonun denge etkileri, 133≤ A ≤181 olarak ayrılan II. Bölgede ise reaksiyonun denge-öncesi etkileri incelendi.

10 10 İlk olarak, [19-25] numaralı referanslardan alınan 13 adet deneysel tesir kesiti verileri kullanılarak 31≤ A ≤181 kütle bölgesi için; İlk olarak, [19-25] numaralı referanslardan alınan 13 adet deneysel tesir kesiti verileri kullanılarak 31≤ A ≤181 kütle bölgesi için; İkinci olarak, 31≤ A ≤103 kütle bölgesi (denge etkileri) için; İkinci olarak, 31≤ A ≤103 kütle bölgesi (denge etkileri) için; Üçüncü olarak, 103≤ A ≤181 kütle bölgesi (denge- öncesi etkiler) için; Üçüncü olarak, 103≤ A ≤181 kütle bölgesi (denge- öncesi etkiler) için; yapılan deneysel tesir kesiti verilerinin analizleri Şekil 1, Şekil 2 ve Şekil 3’de gösterilmektedir. Sonuçlar ve Tartışma

11 11  (n,3He)= (A 1/3 +1) 2 exp[ (N-Z)/A] χ 2 = ≤ A ≤181 kütle bölgesi için (n, 3 He) tesir kesiti sistematiği Şekil 1 31≤ A ≤181 kütle bölgesi için (n, 3 He) tesir kesiti sistematiği

12 12  (n, 3 He)= (A 1/3 +1) 2 exp[ (N-Z)/A] χ 2 = ≤ A ≤103 kütle bölgesi için (n, 3 He) tesir kesiti sistematiği Şekil 2 31≤ A ≤103 kütle bölgesi için (n, 3 He) tesir kesiti sistematiği

13 13  (n, 3 He)= (A 1/3 +1) 2 exp[ (N-Z)/A] χ 2 =0.04 3≤ A ≤181 kütle bölgesi için (n, 3 He) tesir kesiti sistematiği Şekil 3 133≤ A ≤181 kütle bölgesi için (n, 3 He) tesir kesiti sistematiği

14 14 Şekil 1, Şekil 2 ve Şekil 3’den elde edilen tesir kesiti formülleri ve bunlara ait olan χ 2 değerleri Tablo 1 de verilerek diğer araştırmacıların sonuçları ile karşılaştırıldı. Tablo 1 incelendiğinde, deneysel verilerin analizini yaparken, denge ve denge-öncesi reaksiyon etkilerinin dikkate alınmış olmasının önceki sonuçları geliştirdiği görülür.

15 15 Yazar Kütle Bölgesi  (n,x) = C  ne exp[a (N-Z)/A] χ2χ2χ2χ2 Qaim[24] 31≤ A ≤181  (n, 3 He) = (A 1/3 +1) 2 exp[ (N-Z)/A] exp[ (N-Z)/A]1.90 Broeders ve Konobeyev [7] 31≤ A ≤181  (n, 3 He) = 53093(A 1/3 +1) 2 A -2.3 [1.6534(N-Z+1)/A ] 3 [1.6534(N-Z+1)/A ] Bu çalışma 31≤ A ≤181  (n, 3 He) deneysel = (A 1/3 +1) 2 exp[ (N-Z)/A] exp[ (N-Z)/A] ≤ A ≤103  (n, 3 He) yarı-deneysel = (A 1/3 +1) 2 exp[ (N-Z)/A] exp[ (N-Z)/A] ≤ A ≤181  (n, 3 He) yarı-deneysel = (A 1/3 +1) 2 exp[ (N-Z)/A] exp[ (N-Z)/A]0.04 Tablo 1 Tesir kesiti formüllerinin karşılaştırılması

16 16 Deneysel veriler ile deneysel verilerin analizinden elde edilen (n, 3 He) tesir kesiti formüllerinin hesaplamaları arasındaki karşılaştırma Tablo 2’ de verilmektedir. Deneysel veriler ile deneysel verilerin analizinden elde edilen (n, 3 He) tesir kesiti formüllerinin hesaplamaları arasındaki karşılaştırma Tablo 2’ de verilmektedir.

17 17 Hedef Reaksiyon ürünleri Yarı ömür, bozunum şekli Eşik enerjisi (MeV) Q değeri (MeV) (µb) Deneysel formül Yarı deneysel formül 31 P 29 Al+ 3 He 6.6 dakika (β - ) K 39 Cl+ 3 He 56 dakika (β - ) Sc 43 K+ 3 He 22.3 saat (β - ) Co 57 Mn+ 3 He 1.6 dakika (β-) Nb 91 Y+ 3 He 58.5 gün (β-) Rh 101 Tc+ 3 He 14.2 dakika (β - ) Tablo 2 Deneysel ve yarı-deneysel tesir kesiti formülleri ile hesaplanan tesir kesitlerinin deneysel değerlerle karşılaştırılması

18 18 Hedef Reaksiyon ürünleri Yarı ömür, bozunum şekli Eşik enerjisi (MeV) Q değeri (MeV) (µb) Deneysel formül Yarı deneysel formül 133 Cs 131 I+ 3 He 8.04 gün (β-) Ce 140 Ba+ 3 He 12.7 gün (β-) Tb 157 Eu+ 3 He 15 saat (β-) Tm 167 Ho+ 3 He 3.1 saat (β-) Ta 179 Lu+ 3 He 4.59 saat (β-) Sc 43 K+ 3 He 22.3 saat (β-) Tablo 2 devam

19 19 Ayrıca, Qaim ile Broeders ve Konobeyev formülleri kullanılarak hesaplanmış (n, 3 He) tesir kesitlerinin deneysel tesir kesitleri ile karşılaştırılması Şekil 4 ve Şekil 5’de gösterilmektedir. Ayrıca, Qaim ile Broeders ve Konobeyev formülleri kullanılarak hesaplanmış (n, 3 He) tesir kesitlerinin deneysel tesir kesitleri ile karşılaştırılması Şekil 4 ve Şekil 5’de gösterilmektedir. Şekil 4 Qaim formülü ile hesaplanan (n, 3 He) tesir kesitlerinin deneysel değerlerle karşılaştırılması Şekil 5 Broeders ve Konobeyev formülü ile hesaplanan (n, 3 He) tesir kesitlerinin deneysel değerlerle karşılaştırılması

20 20 Şekil 6 Bu çalışmada hesaplanan (n, 3 He) tesir kesitlerinin deneysel değerlerle karşılaştırılması Bu çalışmada elde edilen yarı-deneysel tesir kesiti formülleri kullanılarak hesaplanmış (n,3He) tesir kesitlerinin deneysel tesir kesitleri ile karşılaştırılması Şekil 6 gösterilmektedir. Bu çalışmada elde edilen yarı-deneysel tesir kesiti formülleri kullanılarak hesaplanmış (n,3He) tesir kesitlerinin deneysel tesir kesitleri ile karşılaştırılması Şekil 6 gösterilmektedir.

21 21 Şekil 7’de ise bu çalışmanın sonuçları ile diğer araştırıcıların sonuçları arasında bir karşılaştırma ( gösterilmiştir. Şekil 7’de ise bu çalışmanın sonuçları ile diğer araştırıcıların sonuçları arasında bir karşılaştırma ( σ deney /σ hesap) gösterilmiştir. Şekil 7 (n, 3 He) tesir kesiti formüllerinin karşılaştırılması

22 22 SONUÇ OLARAK s=(N – Z)/A asimetri parametresi artarken (n, 3 He) reaksiyon tesir kesitlerinin azaldığı, Bu çalışmada elde edilen σ deney /σ hesap sonuçlarının diğer araştırmacıların sonuçlarından daha iyi olduğu, (n, 3 He) reaksiyonlarının tanımlanmasında, denge ve denge-öncesi reaksiyon etkilerinin dikkate alınması gerektiği, Diğerleri ile karşılaştırıldığında, bu çalışmada elde edilen tesir kesiti formüllerinin (n, 3 He) reaksiyonlarının tanımlanmasında bir ilerleme sağlayabileceği, Elde edilen formüllerin (n, 3 He) reaksiyon tesir kesitlerinin öngörülmesinde kullanılabileceği görülmüştür. (n, 3 He) reaksiyon mekanizmalarının daha iyi tanımlanabilmesi için daha fazla deneysel veriye ihtiyaç duyulmaktadır. Ayrıca bu tip sistematik çalışmaların, farklı enerjiler ve farklı reaksiyonlar için genişletilmesinin, hem nükleer reaksiyon modellerinin sınanmasına hem de henüz yapılmamış veya yapılması güç olan reaksiyonların tesir kesitlerinin öngörülmesine katkıda bulunacağı söylenebilir.

23 23 KAYNAKLAR [1] S. M. Qaim, Handbook of Spectroscopy, Vol. 3, USA. [1] S. M. Qaim, Handbook of Spectroscopy, Vol. 3, USA. [2] R. A. Forrest, AERE R 12419, Harwell, UK, (1986). [2] R. A. Forrest, AERE R 12419, Harwell, UK, (1986). [3] A. Yu. Konobeyev and Yu. A. Korovin, Nucl. Instr. and Meth. B 103 (1995) 15. [3] A. Yu. Konobeyev and Yu. A. Korovin, Nucl. Instr. and Meth. B 103 (1995) 15. [4] M. Belgaid and M. Asghar, Nucl. Instr. and Meth. B 142 (1998) 463. [4] M. Belgaid and M. Asghar, Nucl. Instr. and Meth. B 142 (1998) 463. [5] M. Belgaid, T. Segueni, F. Kadem and M. Asghar, Nucl. Instr. and Meth. B 201 (2003) 545. [5] M. Belgaid, T. Segueni, F. Kadem and M. Asghar, Nucl. Instr. and Meth. B 201 (2003) 545. [6] C. H. M. Broeders and A. Yu. Konobeyev, Nucl. Phys. A 780 (2006) 130. [6] C. H. M. Broeders and A. Yu. Konobeyev, Nucl. Phys. A 780 (2006) 130. [7] C. H. M. Broeders and A. Yu. Konobeyev, Appl. Radiat. and Isot. 65 (2007) 454. [7] C. H. M. Broeders and A. Yu. Konobeyev, Appl. Radiat. and Isot. 65 (2007) 454. [8] V. M. Bychkov, A. B. Pashchenko, and V. I. Plyaskin, Voprosi Atomnoy Nauki I Techniki. Jadernye Konstanty ( Nucl. Constants) 4(31) (1978) 48. [8] V. M. Bychkov, A. B. Pashchenko, and V. I. Plyaskin, Voprosi Atomnoy Nauki I Techniki. Jadernye Konstanty ( Nucl. Constants) 4(31) (1978) 48. [9] V. M. Bychkov, V. N. Manokhin, A. B. Pashchenko and V. I. Plyaskin, Voprosi Atomnoy Nauki I Techniki. Jadernye Konstanty ( Nucl. Constants) 1(32) (1979) 27. [9] V. M. Bychkov, V. N. Manokhin, A. B. Pashchenko and V. I. Plyaskin, Voprosi Atomnoy Nauki I Techniki. Jadernye Konstanty ( Nucl. Constants) 1(32) (1979) 27. [10] A. Yu. Konobeyev and Yu. A. Korovin, Atom. Energy 85 (1998) 556. [10] A. Yu. Konobeyev and Yu. A. Korovin, Atom. Energy 85 (1998) 556. [11] M. Belgaid and M. Asghar, Appl. Radiat. and Isot. 49 (1998) [11] M. Belgaid and M. Asghar, Appl. Radiat. and Isot. 49 (1998) [12] F. I. Habbani and K. T. Osman, Appl. Radiat. Isot. 54 (2001) 283. [12] F. I. Habbani and K. T. Osman, Appl. Radiat. Isot. 54 (2001) 283. [13] V. N. Levkovski, Sov. J. Phys. 18 (1974) 361. [13] V. N. Levkovski, Sov. J. Phys. 18 (1974) 361. [14] E. Tel, A. Aydin and G. Tanir, Phys. Rev. C 75 (2007) [14] E. Tel, A. Aydin and G. Tanir, Phys. Rev. C 75 (2007) [15] S. A. Badikov and A. Pashchenko, INDC(CCP) (1991) 325. [15] S. A. Badikov and A. Pashchenko, INDC(CCP) (1991) 325. [16] E. Tel, B. Şarer, Ş. Okuducu, A. Aydin and G. Tanır, J. Phys.G: Nucl. Part. Phys. 29 (2003) [16] E. Tel, B. Şarer, Ş. Okuducu, A. Aydin and G. Tanır, J. Phys.G: Nucl. Part. Phys. 29 (2003) [17] I. Kumabe and K. Fukuda, J. Nucl. Sci. Tech. 24 (1987) 83, and its references.. [17] I. Kumabe and K. Fukuda, J. Nucl. Sci. Tech. 24 (1987) 83, and its references.. [18] M. Belgaid, A. Tassadit, F. Kadem and A. Amokrane, Nucl. Instr.. Meth. B 239 (2005) 303. [18] M. Belgaid, A. Tassadit, F. Kadem and A. Amokrane, Nucl. Instr.. Meth. B 239 (2005) 303. [19] S. M. Qaim, Radiochim. Acta 25 (1978) 13. [19] S. M. Qaim, Radiochim. Acta 25 (1978) 13. [20] Z. Zhixiang and Z. Delin, Nucl. Sci. Eng. 99 (1988) 367. [20] Z. Zhixiang and Z. Delin, Nucl. Sci. Eng. 99 (1988) 367. [21] R. Pepelnik, B. Anders, B. M. Bahal, M. Farooq, NEANDC(E) – 262 U32(5) (1985). [21] R. Pepelnik, B. Anders, B. M. Bahal, M. Farooq, NEANDC(E) – 262 U32(5) (1985). [22] S. M. Qaim, J. Inorg. Nucl. Chem. 32 (1970) [22] S. M. Qaim, J. Inorg. Nucl. Chem. 32 (1970) [23] B. M. Bahal, R. Pepelnik, NEANDC(E) – 252/ U28 (5) (1984). [23] B. M. Bahal, R. Pepelnik, NEANDC(E) – 252/ U28 (5) (1984). [24] L. Husain, A. Bari, P. K. Kuroda, J. Inorg. Nucl. Chem. 30 (1968) [24] L. Husain, A. Bari, P. K. Kuroda, J. Inorg. Nucl. Chem. 30 (1968) [25] J. Csikai, A. Szalay, Nucl. Phys. 68 (1965) 546. [25] J. Csikai, A. Szalay, Nucl. Phys. 68 (1965) 546.

24 24 ATATÜRK’ÜN İZİNDE NİCE 84 YILLARA…


"1 14-15 MeV ENERJİLİ NÖTRON GİRİŞLİ (n, 3 He) REAKSİYONLARI İÇİN DENEYSEL VE YARI-DENEYSEL TESİR KESİTİ FORMÜLLERİNİN ELDE EDİLMESİ Şule GÜLER 1 ve Abdullah." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları