核反應微觀數(shù)據(jù)的理論計算

1、 核反應微觀數(shù)據(jù)的理論計算核反應微觀數(shù)據(jù)的理論計算 頡頡 瓊瓊 導師：張正軍27pAl國家973項目核數(shù)據(jù)計算子項目中的一項 核能 :高效潔凈,廣闊 .核能的開發(fā)和利用離不開實驗，理論 ,由于受到實驗條件以及其他各個方面的限制數(shù)據(jù)理論計算, 加速器結構材料核 ,豐度 ,在核科學和工程中具有重要的應用。為了開發(fā)和挖掘輕核的一些性質和利用價值，我們需要 核反應微觀數(shù)值的理論計算，這對于進一步探索輕核有著舉足輕重的作用。 27Al27pAl本文的主要工作有： 1.對光學模型勢隨靶核變化情況，揭示核反應機制以及有關核力的有關性質。 2.對質子入射一系列核素的去彈截面進行理論計算并與實驗數(shù)據(jù)相比較，得到

2、對于這一具體核來說，利用普適光參得到的結果與實驗數(shù)據(jù)符合不好。 3.調出該反應最佳光學勢參數(shù)，得到去彈性散射截面和彈性散射角分布，并與實驗數(shù)據(jù)進行了比較。 4.對直接非彈的計算，以及主要有六種出射粒子的能譜、雙微分截面，剩余核產生截面。 1 光學模型勢隨靶核變化1光學模型實部勢與半徑的關系：虛部與半徑r的關系 結論：Woods-Saxon勢與半徑r關系 在入射能量為40MeV時，光學勢實部隨中子數(shù)增加而明顯變大，散射加強。光學勢虛部體吸收基本相同，在核邊緣出現(xiàn)很強的面吸收，出現(xiàn)極值。隨中子數(shù)的增加核邊緣半徑也在變大，且勢阱變深，吸收將更強。同時研究表明入射能在40MeV左右或入射能量更低時，吸

3、收主要發(fā)生在核表面，這是因為那里核子密度較稀，能量交換受泡利原理限制 。2光學模型實部勢與半徑的關系：虛部與半徑r的關系： 結論：Woods-Saxon與入能E關系 同種靶核，相同入射粒子，當入射粒子能量增大時，光學勢實部隨著入射能量的增減小，勢阱在變淺，散射減弱，因為形狀因子是能量和質量數(shù)的函數(shù)。對于低能入射，極值出現(xiàn)在庫侖球表面。對于虛部隨著能量的增大，初勢在增大，在隨r的變化中不再出現(xiàn)極大值，初勢本身就是極大值。這表明隨著入射粒子能量的增大吸收由核表面深入到核內部,散射截面和吸收截面都在增大，吸收截面增大更突出，核反應發(fā)生的更劇烈些。3光學模型實部勢與半徑的關系：光學勢虛部與半徑r的關系

4、 結論：光學模型實部勢與半徑關系: 相同入射粒子及入射能量，光學勢實部隨Z和A的增大, 勢阱在變深，散射截面增大。光學勢虛部出現(xiàn)極值對應的r也在增大，因為是不同的靶核，形成的庫侖球隨著質量數(shù)的增大而變大，極值又是出現(xiàn)在庫侖球表面，所以出現(xiàn)極值時對應的半徑在變大，隨著Z的增大，初勢增大,即勢阱變深，相對而言，吸收截面增大，散射截面增大，散射更強。由于是相同入射能量，所以勢阱深度的變化就是由靶核電荷數(shù)不同引起的，即形狀因子是入射能量和質量數(shù)的函數(shù)，對勢阱深度有很大的影響。 2 利用普適的光學模型勢參數(shù)，對質子入射一系列核素的去彈截面進行了理論計算并與實驗數(shù)據(jù)相比較，得到對于這一具體核來說，利用普適

5、光參得到的結果與實驗數(shù)據(jù)符合不好，因此，我們就 反應進行最佳光學勢尋參及計算。27pAlB-G 質子普適光學勢形式下：1/354.0 0.320.4( /) 24()/VEZ AN ZA1.17rr 0.75ra 40A50Emin 0,0.222.7VWEmin 0,11.8 0.2512()/SWENZA1.32VSrr0.51 0.7()/VSaaNZA6.2SOV0SOW,1.01R SOI SOrr,0.75R SOI SOaa光參-APMN質入靶核反應截面理與實比較結論: 說明Becchetti和Greenlees給出的普適光學勢在靶核質量數(shù)，質子入射能量40MeV是可以較好的符合

6、大部分靶核質子入射核反應。但是，總體來說，對應于具體的一個核，理論計算值與實驗值符合的都不理想。尤其對于質子與輕核的反應，用此光學勢進行的理論計算已沒有意義。因此，下面的工作我們就質子與反應進行最佳光學勢參數(shù)的計算。 3利用自動調參程序APMN.FOR，計算出核反應的最佳光學勢參數(shù)，在此基礎上，得到了該反應的去彈性散射截面和彈性散射角分布，并與實驗數(shù)據(jù)進行了比較。 在剛開始入射能量比較小的時候，隨著質子入射能量的增大，反應截面在逐漸增大，靶核和質子有充分的作用，當入射能量增大到某一值時，核反應截面達到最大，隨著入射能量的繼續(xù)增大，質子與靶核作用程度逐漸降低，核反應截面會逐漸減小，此時反應將會有

7、其他的反應道打開，通過我們對其它輕元素的實驗數(shù)據(jù)的搜集及畫圖處理，發(fā)現(xiàn)隨著入射能量的繼續(xù)增大，可能由于又有其它的反應道打開，并使該反應道發(fā)生充分的反應，此時反應截面會逐漸的增大。 隨著入射能量的逐漸增大，曲線的傾斜度加大，說明核反應截面的變化率在增大，單位角度核反應截面變化快，核反應更劇烈，耗時少，即隨著質子入射能量的逐漸增大，核反應時間短，反應不能很充分的進行，就已經有粒子發(fā)射出來，由于入射能量的逐漸增大，大部分出射角度集中于小角散射。對于質子入射能量小的情況，它的反應較緩慢些，反應時間多，反應更充分些，這時具有一定的大角散射，但這只是少數(shù)。 4.利用DPPM程序，進行直接非彈性散射截面的計

8、算；得到了各個激發(fā)態(tài)的能級，然后就其計算結果作為MEND.FOR程序的輸入數(shù)據(jù)，計算質子入射能量在300MeV能區(qū)以內的全套微觀數(shù)據(jù)，主要有 , , , , , 六種出射粒子的能譜、雙微分截面，以及剩余核產生截面。npdt3He(1)直接非彈性散射截面的計算1直接非彈性散射角分布注：（一個能級多個入射能量）直接非彈性散射角分布注：（一個能級多個入射能量）直接非彈性散射角分布能級2.2111MeV）注：（一個能級多個入射能量直接非彈性散射角分布注：（一個能級多個入射能量能級為3.0042MeV）2直接非彈性散射角分布注：（一個能量多個入射能級，入射能量17.5MeV）直接非彈性散射角分布注：（一個能量多個入射能級，入射能量61.7MeV）(2)出射粒子能譜 (3)出射粒子雙微分截面 (4)剩余核產生截面 結 論 通過調出的這組參數(shù)，我們計算了以上的內容，總體來說，還是能夠很好的符合實驗數(shù)據(jù)，但對于出射粒子能譜符合不是很好。因為屬于輕核反應范疇，理論模型與理論不是很成熟和完善，統(tǒng)計理論不能很好的適用 ，這有待于我們在以后的工作中對輕核的進一步研究 致 謝 謝謝各位