В даних розрахунках використовувалася радіаційна силова функція - EGLO та густина рівнів за модифікованою (Empire II) моделлю Фермі-газу зі спарюванням.

Встановлено, що найбільш суттєво на результати обчислення величин перерізів впливає вибір густини рівнів ядер в області високих енергій (більше 1,5 МеВ) та моделі опису дипольної радіаційної силової функції в області низьких енергій (менше 1 МеВ). В області низьких енергій різні вирази для радіаційних силових функцій розрахунку значно впливають на розрахунки величин перерізів збудження другого метастабільного стану. В області > 1,5 МеВ з'являється можливість розрядки компаунд-ядра з великою ймовірністю ще через один рівень ядра, і саме тому очікується збільшення перерізу. При високих енергіях відкриваються конкуруючі канали реакцій ((n, 2n), (n, )), і перерізи досліджуваної реакції виявляються заниженими при урахуванні лише процесів, які йдуть через компаунд-ядро. Урахування під час розрахунків максимальної мультипольності гамма-переходів, рівної 3, дозволяє краще описати експериментальні дані в області енергії до 100 кеВ. Показано, що в області енергії більше 8 МеВ необхідно врахувати виліт -квантів до утворення рівноважного стану, що дозволяє задовільно описати експериментальні перерізи реакції, які досліджувалися. Найкраще узгодження з експериментальними даними досягається при використанні густини рівнів за модифікованою (Empire II) моделлю Фермі-газу зі спарюванням та виразів для дипольних радіаційних силових функцій у підходах MLO1 та EGLO. Використання оптичного потенціалу Берсіллона дозволяє краще описати енергетичну залежність перерізу радіаційного поглинання з утворенням метастабільного стану в області середніх енергій. Зафіксувавши вищезгадані величини, нами розрахована енергетична залежність перерізу збудження першого ізомерного стану з реакції ¹⁸¹Та(n,) ^182m1Ta, оскільки з урахуванням особливостей схеми рівнів, малого часу життя першого ізомерного рівня (285 мс) та малою енергією (16,23 кеВ) гамма-переходу на основний стан експериментально виміряти перерізи збудження першого ізомерного стану існуючими у нас засобами наразі неможливо, і літературні дані щодо експериментальних результатів таких вимірів відсутні.

У П'ЯТОМУ РОЗДІЛІ обґрунтована важливість дослідження фотоядерних реакцій, які представляють значний інтерес для вивчення ізомерних відношень, структури ядер та механізмів ядерних реакцій. Наявна інформація з ізомерних відношень, моментів ядер-продуктів реакцій, тощо, носить обмежений характер (особливо це стосується реакцій фотоподілу) як з енергіями збуджуючого г-випромінювання, так і з ядер-продуктів поділу. З іншої сторони, нагальною потребою є детальне напрацювання ефективних методик вимірювання та інтерпретації ізомерних відношень продуктів фотоподілу з огляду на можливу появу в найближчі роки потужних джерел квазімоноенергетичних г-квантів. Такі дослідження можуть допомогти у вивченні кутових моментів уламків поділу та динаміки процесів поділу. В свою чергу, дослідження фотонейтронних реакцій може полегшити розуміння детальної структури ядра та його основних статистичних характеристик. Наприклад, для ізомерів стибію існує значна різниця у величинах спінів основного та ізомерного станів, що ускладнює теоретичний опис структури таких ядер та механізмів утворення ядер-продуктів реакцій. Саме експериментально визначені ізомерні відношення можуть дати важливу інформацію про механізми розрядки ядра та його структуру. Не менш інформативним обіцяє бути вивчення фотоядерних реакцій з вильотом заряджених частинок. Існування кулонівського бар'єру ускладнює теоретичний аналіз ядерних реакцій і вимагає урахування як статистичного механізму ядерних реакцій, так і нестатистичних внесків. Саме для цього випадку, коли переріз конкуруючих фотонейтронних реакцій на декілька порядків вищий, ніж значення перерізів фотоядерних реакцій з вильотом заряджених частинок, кількість експериментальних даних з ізомерних відношень в області низьких енергій збудження обмежена. Виходячи з того, що дані по відповідним ядрам відсутні або обмежені, для експериментального дослідження ізомерних відношень продуктів реакцій нами було обрано реакцію фотоподілу на ядрах ²³²Th, ²³⁸U, ²³⁷Np, фотонейтронні реакції ¹²¹Sb(,n)¹²⁰Sb, ¹²³Sb(,n)¹²²Sb та фотопротонну реакцію ¹¹⁸Sn(,p)¹¹⁷In з використанням гальмівного -випромінювання прискорювачів електронів. У підрозділі 5.1 розглянуто експериментальне визначення ізомерних відношень продуктів фотоподілу ядер ²³²Th, ²³⁸U та ²³⁷Np при максимальній енергії гальмівного г-випромінювання 16 МеВ для ядер ²³⁸U та ²³⁷Np і 23 МеВ для ядер ²³²Th, обговорено методики вимірювання і розрахунків, проведено порівняння отриманих результатів з даними інших робіт. Для більшості ситуацій (E_гmax=23 МеВ, ядро поділу - ²³²Th, уламки - ¹¹⁷In, ¹³⁰Sb, ¹³³Te, ¹³⁴I, ¹³⁵Xe; E_гmax=16 МеВ, ядро поділу - ²³⁸U, уламки - ⁸⁴Br, ¹²⁹Sb, ¹³¹Te, ¹³²Sb, ¹³³Te, ¹³⁴I, ¹³⁵Xe; E_гmax=16 МеВ, ядро поділу - ²³⁷Np, уламки - ¹³⁴I, ¹³⁵Xe) дані з ізомерних відношень отримано вперше. Також було виміряно ізомерні відношення продуктів реакцій ¹²¹Sb(,n)¹²⁰Sb, ¹²³Sb(,n)¹²²Sb при максимальній енергії гальмівного г-випромінювання 16 МеВ та ¹¹⁸Sn(,p)¹¹⁷In при максимальній енергії гальмівного г-випромінювання 15 та 16 МеВ і проведено порівняння з даними, які наведені в інших роботах. Ізомерне відношення для ядра ^117g,mIn - продукту реакції ¹¹⁸Sn(,p)¹¹⁷In при енергіях г-квантів 15 та 16 МеВ виміряно вперше. Для опромінення зразків ²³²Th використовувалось гальмівне випромінювання лінійного прискорювача електронів MEVATRON-KD2 з максимальною енергією гальмівних г-квантів 23 МеВ. Для вимірювання продуктів поділу ²³²Th використовувались антикомптонівський г-спектрометр з центральним детектором із надчистого германію з енергетичною роздільною здатністю 1,3 кеВ, а також Ge-спектрометр з енергетичною роздільною здатністю 1,9 кеВ. В усіх інших випадках використовувався HPGe г-спектрометр з роздільною здатністю менше 2,0 кеВ. Зразки ²³²Th представляли собою порошок окису торію, а зразки ²³⁸U - 10 пластинок з тонким шаром збідненого урану, уламки від поділу якого збиралися на тонких алюмінієвих фольгах, які переносилися після опромінення до місця вимірювання. Зразками ²³⁷Np були алюмінієві фольги з нанесеним тонким шаром нептунію. Зразки ¹²¹Sb, ¹²³Sb були у вигляді металічних дисків із стибію природного складу. Використовувався також збагачений до 98,3% ізотопом ¹¹⁸Sn зразок олова. Збагачення дало змогу суттєво зменшити фон від реакції (, n) на основних ізотопах олова природного складу. Після опромінення весь зразок після деякого часу витримки направлявся на вимірювання г- спектрів продуктів активації.

Оскільки за аналітичні лінії при визначенні ізомерних відношень ¹²²Sb обирались піки в низькоенергетичній області (61,4 кеВ і 76,1 кеВ), особлива увага приділялася визначенню ефективності детекторів в цій області і врахуванню ефектів самопоглинання гамма-квантів у зразку стибію. У підрозділі 5.2 розглянуто теоретичні аспекти розрахунків ізомерних відношень та середніх кутових моментів ядер-продуктів фотоядерних реакцій. Так, наведено результати аналізу моделі Хайзінги і Ванденбоша для розрахунку ізомерних відношень з використанням бази даних RIPL-2 з експериментальними схемами рівнів та спектроскопічними характеристиками ядер. Показано, що припущення Хайзінги і Ванденбоша про використання вирішальних переходів носить наближений характер і погано узгоджується з експериментальними даними. В середньому, його використання призводить до систематичного завищення розрахованих величин ізомерних відношень. Таке завищення є особливо суттєвим для реакцій, в яких до складеного ядра вноситься малий спін (фотоядерні реакції та реакції захоплення нейтронів з енергіями, близькими до теплових), і менш суттєвим при внесенні великого кутового моменту (реакції з важкими іонами). На основі порівняння з фотонейтронними експериментальними даними зроблено висновок про систематичне заниження розрахованих величин ізомерних відношень при використанні стандартного статистичного механізму розрядки збудженого ядра та залученні значень експериментально визначених схем рівнів. Розглянуто можливі причини такого розходження: заниження величини кутового моменту, який „виносить” нейтрон при вильоті з ядра у фотонейтронних реакціях; неповне знання детальної схеми рівнів; можливий значний внесок г-переходів більш високої мультипольності; внесок ротаційних переходів в загальну радіаційну ширину; заселення ізомерних станів за рахунок нестатистичних специфічних переходів; збільшений вихід г-квантів при розрядці збуджених ядер в низькоенергетичній області неперервного спектру (від десятків кеВ до (100300) кеВ). В роботі обґрунтовано необхідність застосування програмних інструментів для оцінки характеристик ядерних реакцій із широкими можливостями для аналізу даних, достатньо великим вибором сучасних модельних підходів і можливістю легкої адаптації теоретичних алгоритмів до специфічних потреб аналізу ізомерних відношень. Показано, що на даному етапі розвитку таким інструментом може слугувати код Empire II після проведення необхідних модифікацій. Наведено базову інформацію про модернізацію коду Empire II з метою використання його при дослідженнях фотоядерних реакцій, ізомерних відношень та середніх кутових моментів уламків поділу. Описано основні етапи алгоритму теоретичної схеми розрахунку середніх кутових моментів продуктів поділу ядер з використанням експериментально отриманих величин ізомерних відношень. Для обчислення ізомерних відношень використовувались моделі статистичного механізму ядерних реакцій, що реалізовано в програмному пакеті Empire II для розрахунку характеристик ядерних реакцій. При введенні вхідного г-каналу в програмний пакет Empire II переріз фотопоглинання дипольних г-квантів обчислювався згідно співвідношення:

,

де XL - індекс, що вказує на електричні (Е1) або магнітні (М1) дипольні переходи, відповідно;

_XL - множники (0 чи 1), що дозволяють урахувати заборону, накладену правилами відбору по парності,

,,

Т_XL - коефіцієнти проходження гамма-квантів:

,

з L для мультипольності випромінювання (для дипольних -квантів L=1);

f_XL - радіаційна силова функція;

J - спін компаунд-ядра;

J_A - спін ядра-мішені;

E - енергія налітаючого -кванта;

p - парність спінового стану J компаунд ядра;

p_A - парність спінового стану J_A ядра-мішені; значення J визначається із нерівностей правил відбору по кутовому моменту.

Для розрахунку радіаційної силової функції в код Empire II було вбудовано підпрограми з розрахунком f_XL згідно сучасним модельним підходам (MLO1, MLO2, MLO3, GFL, EGLO). Для розрахунку ізомерних відношень для уламків поділу ядра після вильоту k нейтронів використовувалась така формула для середнього значення ізомерного відношення:

,

де P_k () - відносний вихід ядра (ядро типу k) при поділі;

p_k(J) - імовірність відносного заселення станів зі спіном J у ядрах типу k;

w_k(J) - відносна сумарна ймовірність переходу в ізомерний та основний рівень ядра , що утворилося з ядра зі спіном J;

A та Z - масове число та заряд ядра;

x - максимальна кількість вилітаючих нейтронів при розрядці збудження початкового материнського ядра-уламка до ядра-ізомера;

_k(J) - ізомерне відношення ядра , що формується після розпаду стану зі спіном J материнського ядра типу k.

Величини w_k(J) та _k(J) розраховуються за допомогою коду Empire II, при цьому розглядаються усі можливі комбінації вильоту частинок і г-квантів. Після порівняння теоретичних розрахунків з експериментальними значеннями було отримано параметри розподілу імовірності p_k(J) відносного заселення станів і обчислено середній кутовий момент .

ВИСНОВКИ

Для вирішення проблеми прецизійного вимірювання перерізів та ізомерних відношень ядер-продуктів (n, x) та (г, x) реакцій та застосування отриманих результатів для розвитку ядерної та термоядерної енергетики, а також для розуміння механізмів відповідних ядерних реакцій, в дисертаційній роботі було розв'язано такі задачі:

1. Створено та впроваджено експериментальні установки, методи та методики, що дозволили провести дослідження ядер-продуктів (n, x) та (, x) реакцій у основних та ізомерних станах, серед яких:

- створено єдиний в Україні робочий еталон джерела 14-МеВ нейтронів з реалізацією методу супутніх частинок та інших засобів контролю густини нейтронного потоку до 5 10 ¹¹ н/(см²с);

- розроблено активаційну методику прецизійного визначення перерізів ядерних реакцій (n, x) зі швидкими нейтронами, в рамках якої: 1) реалізовано алгоритми визначення середньої енергії та ширини спектру нейтронів, що падають на зразок; 2) враховано збурення потоку нейтронів у зразку; 3) враховано внесок вторинних та перерозсіяних нейтронів; 4) враховано ефекти самопоглинання гамма-квантів у зразку, що досліджується, та каскадного додавання гамма-квантів внаслідок особливостей схеми розпаду продуктів ядерних реакцій;

- розроблено диференційний метод урахування ефектів “мертвого” часу та накладень імпульсів для неенергодисперсійних та енергодисперсійних детекторів та спектрометричних трактів, який дозволяє коректно враховувати втрати імпульсів при частотах до 200 кГц;

- запропоновано метод розпаралелювання сигналів від зареєстрованих частинок, що дозволяє суттєво знизити вилучення накладених імпульсів та підвищити пропускну спроможність спектрометричного тракту до частот у декілька сот кГц;

- визначено межі розпізнавання та межі детектування корисного ефекту при проведенні низькофонових вимірів з використанням спектрометрів високої роздільної здатності;

- реалізовано метод прямого знаходження ізомерних відношень;

- запропоновано метод визначення кутових моментів збуджених ядер-продуктів реакцій, який реалізовано з використанням модифікованого відкритого коду Empire II. Метод ґрунтується на детальному розгляді теоретичних залежностей ізомерних відношень від кутових моментів початкових збуджених станів і порівнянні їх з експериментальними результатами.

2. Вперше для енергії нейтронів 14,5 МеВ виміряно перерізи ядерних реакцій ¹³⁸La(n,)^135mCs та ¹³⁹La(n,n)^135mCs, максимальні значення яких склали, відповідно, (0,630,15)мб та (0,760,19)10^-3мб.

3. Значно уточнено величини:

- перерізу ядерної реакції ¹³⁹La(n,t)^137mBa для енергії нейтронів 14,5 МеВ, яка складає (20,71,6)10^-3мб;

- перерізу ядерної реакції ²⁰⁸Pb(n,)^205(m+g)Hg для енергії нейтронів 14,5 МеВ, величина якого складає (0,540,04)мб;

- перерізу ядерної реакції ⁸⁹Y(n,)^86gRb для енергії нейтронів 14,5 МеВ, що склала (4,87 0,23) мб та виміряна за рахунок оптимізації умов постановки експерименту;

- перерізу ядерної реакції ¹³⁹La(n,p)¹³⁹Ba для енергії нейтронів 14,5 МеВ, що склала (3,81 0,08) мб;

- перерізу ядерної реакції ¹⁸¹Та(n, )^182m2Ta для енергії нейтронів 14,34 МеВ, що склала (0,099 0,007) мб;

- перерізу ядерної реакції ¹⁸¹Та(n, )^182(g+m1+m2)Ta при енергії нейтронів 2,85 МеВ, що дорівнює (29 ± 2) мб.

4. Вперше експериментально визначено перерізи реакції ¹⁸¹Та(n, )^182m2Ta для енергій нейтронів:

- 1,9 кеВ (при використанні нейтронного фільтру: ¹⁰B, Sc, S, ⁶⁰Ni) - (3,66 ± 0,30) мб;

- 58,7 кеВ (при використанні нейтронного фільтру: ¹⁰B, Al, S, ⁵⁸Ni) - (0,84 ± 0,15) мб;

- 144,5 кеВ (при використанні нейтронного фільтру: ¹⁰B, Si, Ti) - (0,68 ± 0,09) мб.

5. Вперше експериментально визначено переріз ядерної реакції¹⁸¹Та(n, )^182m2Ta для енергії нейтронів 2,85 МеВ, що становить (0,50 ± 0,04) мб.

6. Вперше в діапазоні енергій нейтронів (13,514,6)МеВ виміряно функцію збудження ядерної реакції ¹⁸¹Ta(n,)^178gLu та значно уточнено хід функції збудження ядерної реакції ¹⁸¹Ta(n,d)^180mHf та функції збудження ядерної реакції ²⁰⁸Pb(n,p)²⁰⁸Tl.

Більшість з отриманих в роботі експериментальних результатів внесено в міжнародний банк даних EXFOR (CSISRS) МАГАТЕ, секція ядерних даних.

7. Проведені теоретичні розрахунки перерізів підтверджують висновки інших авторів стосовно основних механізмів ядерних реакцій при енергії нейтронів 14МеВ. Із порівняння результатів теоретичних розрахунків з експериментальними даними можна зробити висновок, що експериментальні дані з (n, x) реакцій на легких ядрах та з (n,2n), (n,n) реакцій на всіх ядрах добре описуються за допомогою статистичної моделі, що основана на формалізмі Хаузера-Фешбаха, а у випадку ядерних реакцій з емісією заряджених частинок та гамма-квантів (особливо на ядрах великої ваги) в рамках цієї моделі необхідно враховувати нерівноважні процеси.

8. Для реакцій (n, ) найбільш суттєво на результати обчислення величин перерізів впливає вибір густини рівнів ядер в області енергій нейтронів, більших за 1,5 МеВ, та вибір виду дипольної радіаційної силової функції в області низьких енергій (менше 1 МеВ). Показано, що в області енергії нейтронів, більшої за 14 МеВ, необхідно враховувати виліт гамма-квантів до утворення рівноважного стану ядра, що дозволяє задовільно описати експериментальні перерізи реакції, що досліджувалися, а також передбачити значення перерізів збудження першого ізомерного стану ядра ¹⁸¹Та. Найкраще узгодження результатів розрахунків з експериментальними даними досягається при використанні густини рівнів Хартрі-Фока - Боголюбова або Джильберта Камерона та радіаційних силових функцій MLO1 та EGLO.

9. Вперше виміряно величини ізомерних відношень для уламків ¹¹⁷In, ¹³⁰Sb, ¹³³Te, ¹³⁴I, ¹³⁵Xe фотоподілу ²³²Th г-квантами гальмівного спектру лінійного прискорювача електронів з максимальною енергією г- квантів E_max=23 МеВ.

10. Вперше виміряно величини ізомерних відношень і отримано середні кутові моменти для уламків ⁸⁴Br, ¹²⁹Sb, ¹³⁰Sb, ¹³¹Te, ¹³²Sb, ¹³³Te, ¹³⁴I, ¹³⁵Xe фотоподілу ²³⁸U та уламків ¹³⁴I, ¹³⁵Xe фотоподілу ²³⁷Np - квантами гальмівного спектру мікротрона з максимальною енергією
- квантів E_max=16 МеВ та отримано нові експериментальні дані з ізомерних відношень для ядра ¹¹⁷In - продукту реакції ¹¹⁸Sn(,p)¹¹⁷In - квантами гальмівного спектру мікротрона з E_max=15 МеВ і E_max=16 МеВ. Суттєво уточнено дані з ізомерних відношень для ядра ¹²⁰Sb - продукту реакції ¹²¹Sb(,n)¹²⁰Sb та ядра ¹²²Sb - продукту реакції ¹²³Sb(,n)¹²²Sb - квантами гальмівного спектру мікротрона з E_max=16 МеВ.

11. Запропоновано та реалізовано новий метод з використанням ізомерних відношень для визначення середнього кутового моменту материнського ядра - уламка поділу з коректним урахуванням спінів, які „виносяться” - квантами і нейтронами, та з урахуванням особливостей експериментально детально визначених схем рівнів.

СПИСОК ПУБЛІКАЦІЙ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Основні результати, що отримано при виконанні роботи, опубліковано у статтях [132], матеріалах конференцій [33 36], навчальному посібнику [37], патенті України [38] та у тезах доповідей на конференціях [39 51].

Plujko V.A., Kadenko I.M., Bezshyyko O.A., Golinka-Bezshyyko L.O., Davidovkaya O.I. Comparison and Testing of Methods for E1 Strength Calculations// International Journal of Modern Physics E. - 2006. - Vol. 15, No.2. - P. 387-392.

Begun S.V., Kadenko I.M., Maidanyuk V.K., Neplyuev V.M., Plujko V.A., Primenko G.I., Tarakanov V.K. Determination of the Cross Sections of (n, x) Nuclear Reactions on Y, La, Ta, Pb and Bi at the Energy of Neutrons About 14 MeV // Journal of Nuclear Science and Technology, Supplement 2. - Vol. 1. - P. 425 - 428.

Kadenko I.N., Neplyuev V.M., Primenko G.I., Sedov Yu.O., Tarakanov V.K.. Sputtering the titan-tritium target surface with heavy ions as the method to stabilizing 14 MeV neutron flux // Acta Physica et Chimica Debrecina. - 2005.- Tomus XXXVIII-XXXIX.- P.-233-237.

Каденко І.М., Мелешин А.Ю. Рівні детектування в ядерно-фізичному експерименті // Український фізичний журнал. - 2001. - Том 46, №8. - С. 813 - 819.

Каденко И.Н., Галушка А.Н., Ермоленко Р.В., Крупский Б.И., Сторонский Ю.Б. Дозиметр-радиометр --излучения с расширенным динамическим диапазоном // Приборы и техника эксперимента. - 2001. - №3. - С. 126 - 129 (Instruments and Experimental Techniques. - Vol.44, No.3 - 2001. - P. 398 - 401).

Бегун С.В., Каденко И.Н., Майданюк В.К., Неплюев В.М., Применко Г.И., Тараканов В.К. Сечение ядерных реакций (n, x) на ядрах ⁸⁹Y, ¹³⁹La и ¹⁸¹Та при энергии нейтронов
14,6 МэВ // Известия РАН. - Серия Физическая. - 2000. Т. 64, №5. - С. 1017 - 1018.

Бесшейко О.А., Ермоленко Р.В., Каденко И.Н., Плюйко В.А., Желтоножский В.А. Анализ фотоядерных реакций с применением кода “Empire II” // Известия РАН. - Серия Физическая. - 2004. - Т. 68, №11. - С. 1547-1552.

Бесшейко О.А., Вишневский И.Н., Желтоножский В.А., Каденко И.Н., Мазур В.М., Плюйко В.А., Стрильчук Н.В. Исследование изомерных отношений в (, n) и (, p) реакциях на ядрах ^{120,122m, g}Sb и ^117m,gIn // Известия РАН. - Серия Физическая. - 2005. - Т. 69, №5. - С. 663-666.

Бесшейко О.А., Вишневский И.Н., Желтоножский В.А., Каденко И.Н., Мазур В.М., Плюйко В.А., Стрильчук Н.В. Изомерные отношения и средние угловые моменты для продуктов фотоделения ²³⁸U и ²³⁷Np // Известия РАН. - Серия Физическая. - 2005. - Том 69, №5. -С. 658 - 662.

Bezshyyko O.A., Golinka-Bezshyyko L.O., Kadenko I.M., Mazur V.M., Plujko V.A., Strilchuk N.V., Vishnevsky I.M., Zheltonozhsky V.A. Isomer ratios and mean angular momenta of photonuclear reaction products // Problems of Atomic Science and Technology. - Ser.: Nuclear Physics Investigations. - 2005. - №6 (45). - P. 17-20.

Галушка А.М., Каденко І.М., Єрмоленко Р.В. Застосування диференційного підходу для оцінки характеристик пуаcонівських потоків // Вісник Київського університету. - 1999. - Вип.3. - С. 369 - 377.

Галушка А.М., Єрмоленко Р.В., Каденко І.М. Деякі нові аспекти вимірювань характеристик пуасонівських процесів // Збірник наукових праць Інституту ядерних досліджень. Національна Академія Наук України. Інститут ядерних досліджень. - Київ, 1999 р. - С. 130 - 133.

Бєгун С.В., Желтоножський В.О., Каденко І.М., Майданюк В.К., Неплюєв В.М., Применко Г.І., Садовніков Л.В., Тараканов В.К. Визначення перерізів ядерних реакцій (n, x) на La та Та при енергії нейтронів 14,6 МеВ// Збірник наукових праць Інституту ядерних досліджень. Національна Академія Наук України. Інститут ядерних досліджень. - Київ, 1999 р. - С.74 - 76.

Бєгун С.В., Каденко І.М., Майданюк В.К., Неплюєв В.М., Применко Г.І., Тараканов В.К. Визначення перерізів ядерних реакцій (n, x) на свинці та вісмуті при енергії нейтронів 14,6 МеВ// Збірник наукових праць Інституту ядерних досліджень. Національна Академія Наук України. Інститут ядерних досліджень. - Київ, 2001.- № 2 (4). - С.53 - 55.

Каденко І.М., Єрмоленко Р.В., Галушка А.М. Метод формування радіаційного зображення з покращеними характеристиками // Фізичні методи та засоби контролю середовищ, матеріалів та виробів: Зб. наук. пр. - Київ-Львів, 2001. - С. 164 - 169.

Бєгун С.В., Каденко І.М., Майданюк В.К., Неплюєв В.М., Применко Г.І., Тараканов В.К. Функція збудження ядерної реакції ¹⁸¹Ta(n, )^178gLu в діапазоні енергій нейтронів 13,5 14,6 МeВ // Вісник Київського університету. - Серія: фізико-математичні науки. - 2001. - Вип.1. - С. 396 - 400.

Бесшейко О.А., Желтоножский В.А., Каденко И.Н., Левченко А.А., Михницкий И.Б., Садовников Л.В., Стрильчук Н.В. Измерение продуктов фотоделения ²³²Th // Збірник наукових праць Інституту ядерних досліджень. Національна Академія Наук України. Інститут ядерних досліджень. - Київ, 2001 р. - № 3(5). - С. 72 - 77.

Галушка А.Н., Ермоленко Р.В., Каденко И.Н., Сторонский Ю.Б. Дифференциальный метод измерения пуассоновских процессов // Метрология и приборостроение. -2001. - № 1 - 2. - С. 61 - 68.

Галушка А.Н., Ермоленко Р.В., Каденко И.Н., Сторонский Ю.Б. Некоторые проблемные вопросы прикладной метрологии и пути их решения // Метрология и приборостроение. -2001. - № 1 - 2. - С. 53 - 60.

Бесшийко О.А., Желтоножський В.О., Каденко І.М. Середні кутові моменти уламків фотоділення ²³²Th // Вісник Київського університету. - Серія: фізико-математичні науки. - 2002. - Вип.2. - С. 383 - 388.

Бесшейко О.А., Желтоножский В.А., Каденко И.Н., Стрильчук Н.В. Измерение изомерных отношений в продуктах фотоделения ²³²Th // Збірник наукових праць Інституту ядерних досліджень. Національна Академія Наук України. Інститут ядерних досліджень. - Київ, 2002. - №2(8). - С. 46-50.

Каденко І.М., Шевченко В.А. Цифрові процесори сигналів в ядерній спектроскопії. Огляд // Вісник Київського університету. - Серія: фізико-математичні науки. - 2002. - Вип.3. -
С. 383 - 394.

Каденко І.М., Шевченко В.А. Цифрові процесори сигналів в ядерній спектроскопії - 2. Огляд // Вісник Київського університету. - Серія: фізико-математичні науки. - 2002. - Вип.3. - С. 395 - 407.

Каденко І.М., Єрмоленко Р.В., Яценко В. О., Бражій О.М. Пристрій зв'язку аналогово-цифрового перетворювача з персональним комп'ютером // Вісник Київського університету. - Серія: фізико-математичні науки. - 2002. - Вип.4.- С. 379 - 385.

Безшийко К.А., Безшийко О.А., Голінка-Безшийко Л.О., Каденко І.М., Чиж А.В. Використання системи Condor для паралельних обчислень при моделюванні фізичних процесів // Вісник Київського університету. - Серія: фізико-математичні науки.- 2003. - №2. - С. 325-330.

Безшийко О.А., Єрмоленко Р.В., Каденко І.М., Плюйко В.А., Желтоножський В.О. Використання коду Empire II для аналізу фотоядерних реакцій // Вісник Київського університету. - Серія: фізико-математичні науки. - 2003. - Вип.1. - С. 324 - 329.

Каденко І.М., Шевченко В.А., Єрмоленко Р.В., Геращенко Н.М. Пристрій для аналогового розпаралелювання сигналів в спектрометрах ядерного випромінювання // Вісник Київського університету. - Серія: фізико-математичні науки. - 2004. - Вип.1. - С. 399 - 405.

Безшийко О.А., Вишневський І.М., Горда О.Є., Желтоножський В.О., Каденко І.М.,
Мазур В.М., Плюйко В.А., Стрільчук М.В. Дослідження середніх кутових моментів первинних продуктів фотоподілу ядер ²³⁷Np та ²³⁸U // Вісник Київського університету. -Серія: фізико-математичні науки. - 2004. - Вип.2. - С. 457 - 464.

Бесшейко О.А., Вишневский И.Н., Желтоножский В.А., Каденко И.Н., Мазур В.М., Плюйко В.А., Стрильчук Н.В. Изучение изомерных отношений на ядрах-продуктах фотоделения ²³⁸U и ²³⁷Np // Збірник наукових праць Інституту ядерних досліджень. Національна Академія Наук України. Інститут ядерних досліджень. - Київ, 2004. -
№ 2(13). - С. 17 - 23.

Безшийко О.А., Голінка-Безшийко Л.О., Каденко І.М., Плюйко В.А., Шашко О.С. Використання фотоядерних реакцій для вивчення структури ядра та механізмів ядерних реакцій // Вісник Київського університету. - Серія: фізико-математичні науки.- 2005. - Вип.2. -С. 384-388.

Плюйко В.А., Бесшейко О.А., Голинка-Бесшейка Л.А., Давидовская О.И., Каденко И.Н., Ермоленко Р.В. Сравнение и тестирование моделей для расчетов Е1 радиационной силовой функции // Известия РАН. - Серия Физическая. - 2006. - Том 70, №5. -С. 642 - 645.

Бесшейко О.А., Голинка-Бесшейка Л.А., Каденко И.Н., Плюйко В.А., Желтоножский В.А. Зависимость изомерных отношений от параметров ядерных моделей // Известия РАН. - Серия Физическая. - 2006. - Том 70, №5. -С. 684 - 689.

Bezshyyko O.A., Kadenko I.M., Mazur V.M., Plujko V.A., Strilchuk N.V., Vishnevsky I.M., Yermolenko R.V., Zheltonozhsky V.A.. Mean Angular Momenta of Primary Photofission Products // Nuclear Data for Science and Technology: Proceedings of International Conference (26 Septemeber - 1 October, 2004), AIP, Vol.769. - Santa Fe, New Mexico, USA, 2004. - P.641- 643.

Plujko V.A., Bezshyyko O.A., Kadenko I.M., Golinka-Bezshyyko O.A. Implantation and Testing of Photonuclear Channel in Code EMPIRE II // Nuclear Data for Science and Technology: AIP Proceedings of International Conference (26 September - 1 October, 2004), ), AIP, Vol.769. - Santa Fe, New Mexico, USA, 2004 - P. 1108 - 1111.

Kadenko I., Galushka A., Yermolenko R.. Method for shaping of improved radiation image // Proceedings of International Symposium on Nondestructive Testing Contribution to the Infrastructure Safety Systems in the 21-st Century (22-26 November, 1999). - Torres (Brazil), RS, 1999.- P. 37 - 41.

Кравченко М.І., Бражій О.М., Каденко І.М., Майданюк В.К., Неплюєв В.М., Применко Г.І., Сєдов Ю.О., Тараканов В.І. Створення робочого еталону джерела D-T нейтронів на базі генератора нейтронів НГ-300 // Метрологія та вимірювальна техніка (Метрологія - 2004): Наукові праці IV міжнародної науково-технічної конференції (12 - 14 жовтня 2004 р.). - Харків, 2004. -- Том 2. - С. 254 - 266.

Каденко І.М., Плюйко В.A. Основи методів оцінок статистичних даних та функцій їх розподілу. - К., Ред.. “Київський національний університет імені Тараса Шевченка”, 2003. - 145 с.

Каденко І.М., Шевченко В.А., Єрмоленко Р.В. Прилад для розпаралелювання і обробки аналогових сигналів від детекторів ядерного випромінювання. Деклараційний патент на винахід України UA 50354 А від 15.10.2002 р.

Бегун С.В., Каденко И.Н., Майданюк В.К., Неплюев В.М., Применко Г.И., Тараканов В.К. Сечение ядерных реакций (n, x) на Pb и Bi при энергии нейтронов 14,6 МэВ // Кластеры в ядерной физике: Тезисы докладов Международной конференции по ядерной физике (14 - 17 июня 2000 г.). - Санкт-Петербург, Россия, Санкт-Петербург, 2000. - С. 309.

Бегун С.В., Каденко И.Н., Майданюк В.К., Неплюев В.М., Плюйко В.А., Применко Г.И., Тараканов В.К. Функции возбуждения реакций (n, x) на Та и Pb в диапазоне энергий нейтронов 13,5 14,6 МэВ // “Свойства возбужденных состояний атомных ядер и механизмы ядерных реакцій”. LI совещание по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра: Тезисы докладов международной конференции (3 - 8 сентября 2001 г.). - Саров, Россия, 2001. - С. 203.

Бесшейко О.А., Желтоножский В.А., Каденко И.Н., Левченко А.А., Михницкий И.Б., Садовников Л.В., Стрильчук Н.В. Измерение продуктов фотоделения ²³²Th // “Свойства возбужденных состояний атомных ядер и механизмы ядерных реакцій”. LI совещание по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра: Тезисы докладов международной конференции (3 - 8 сентября 2001 г.). - Саров, Россия, 2001 - С. 144.

Беcшейко О.А., Ермоленко Р.В., Каденко И.Н., Плюйко В.А., Желтоножский В.А. Анализ фотоядерных реакций с применением кода Empire II //Тезисы докладов LIII Международное совещание по ядерной спектр. и структуре атомного ядра (7-10 октября 2003 г.). Москва, Россия, 2003. - С.183.

Бесшейко О.А., Вишневский И.Н., Желтоножский В.А., Каденко И.Н., Мазур В.М., Плюйко В.А., Стрильчук Н.В. Изомерные отношения и средние угловые моменты для продуктов фотоделения ²³⁸U и ²³⁷Np // ЯДРО-2004: Тезисы докладов на LIV Международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра (22-25 июня, 2004 г.). - Белгород (Россия), 2004. - С. 84.

Бесшейко О.А., Вишневский И.Н., Желтоножский В.А., Каденко И.Н., Мазур В.М., Плюйко В.А., Стрильчук Н.В. Исследование изомерных отношений в (, n) и (, p) реакциях на ядрах ^{120, 122m,g}Sb и ^117m,gIn // ЯДРО-2004: Тезисы докладов на LIV Международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра (22-25 июня, 2004 г.). - Белгород (Россия), 2004. - С. 64.

Вezshyyko O.A., Golinka-Bezshyyko L.O., Kadenko I.M., Plujko V.A., Zheltonozhsky V.A. Isomer Ratio Dependence on Parameters of Nuclear Models // Frontiers in the Physics of Nucleus: Abstr. on LV National Conf. on Nucl. Phys. ( June 28 - July 1, 2005). - Saint-Petersburg, 2005. - P. 64.

Plujko V.A. , Bezshyyko O.A. , Golinka-Bezshyyko L.O. , Kadenko I.M. , Davidovskaya O.I. , Yermolenko R.V. Comparison and Testing of Methods for E1 Strength Calculations// Frontiers in the Physics of Nucleus: Book of Abstracts of LV National Conference on Nuclear Physics (June 28-July 1, 2005). - Peterhof, St.-Petersburg, Russia, 2005. - P. 104.

Begun S.V., Kadenko I.M., Maydanyuk V.K.. The Account of the Effects of Self-Absorption and True Coincidence Summing of Gamma-Quanta in the Neutron Activation Method // Frontiers in the Physics of Nucleus: Book of Abstracts of LV National Conference on Nuclear Physics (June 28-July 1, 2005). - Peterhof, St.-Petersburg, Russia, 2005. - P. 339.

Бесшейко О.А., Вишневский И.Н., Голинка-Бесшейко Л.А., Желтоножский В.А., Каденко И.Н., Мазур В.М., Плюйко В.А., Стрильчук Н.В. Изомерные отношения и средние угловые моменты продуктов фотоядерных реакций // Тезисы докладов на III конференции по физике высоких энергий, ядерной физике и ускорителям (28 февраля- 4 марта, 2005 г.). - Харьков, 2005. - С. 29.

Bezshyyko O.A., Kadenko I.M., Mazur V.M., Plujko V.A., Strilchuk N.V., Vishnevsky I.M., Yermolenko R.V., Zheltonozhsky V.A. Mean Angular Momenta of Primary Photofission Products // ND2004: Abstr. of International Conference on Nuclear Data for Sci. and Technology (September 26 - October 1, 2004). - Santa Fe (USA), 2004. - P. 220.

Plujko V.A., Bezshyyko O.A., Kadenko I.M., Golinka-Bezshyyko L.O. Implantation and Testing of Photonuclear Channel in Code Empire II // ND2004: Abstracts of International Conference on Nuclear Data for Science and Technology (September 26 - October 1, 2004). - Santa Fe (USA), 2004. - P. 244.

Plujko V.A., Kadenko I.M., Bezshyyko O.A., Golinka-Bezshyyko L.O., Davidovskaya O.I., Yermolenko R.V. Comparison and testing of methods for e1 strengths calculations // Nuclear Structure Physics and Low Energy Reactions: Abstracts of XII Nuclear Physics Workshop “Maria and Pierre Curie” (September 21 - 25, 2005). - Kazimierz, Dolny, Poland, 2005. - P. 32.

АНОТАЦІЇ

Каденко І.М. Перерізи реакцій на основні та ізомерні стани. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.16 - фізика ядра, елементарних частинок і високих енергій. - Інститут ядерних досліджень НАН України, Київ, 2006.

Представлено результати вимірювання та розрахунків: перерізів ядерних реакцій (n, x) переважно з вильотом заряджених частинок на ядрах ⁸⁹Y, ¹³⁸La, ¹³⁹La, ¹⁸¹Ta, ²⁰⁴Pb, ²⁰⁶Pb, ²⁰⁸Pb і ²⁰⁹Bi при енергії нейтронів 14,5МеВ; функції збудження ядерних реакцій (n,x) на ядрах ¹⁸¹Ta, ²⁰⁴Pb, ²⁰⁸Pb в діапазоні енергій нейтронів (13,514,6)МеВ; а також величин перерізів реакції ¹⁸¹Ta(n,)^182m,,g Ta при енергії нейтронів 1,9 кеВ; 59 кеВ; 144,5 кеВ, 2,85 МеВ та 14,34 МеВ та результати дослідження фотоядерних реакцій в області енергій гігантського дипольного резонансу на ядрах ²³⁸U, ²³⁷Np, ²³²Th, ¹²³Sb, ¹²¹Sb, ¹¹⁸Sn з використанням методу ізомерних відношень та розвитку цього методу для вивчення кутових моментів високозбуджених станів продуктів ядерних реакцій. Для вирішення проблеми прецизійного вимірювання перерізів та ізомерних відношень ядер-продуктів (n, x) та (г, x) реакцій в дисертаційній роботі були розроблені методи та методики, що дозволили експериментально виміряти величини перерізів та ізомерних відношень з мінімальними похибками. З використанням модифікованого програмного пакету Empire II розраховано перерізи реакцій та ізомерних відношень, а також досліджено механізми ядерних реакцій для малих та середніх енергій налітаючих частинок. Отримані результати необхідні для розвитку ядерної та термоядерної енергетики, а також для розуміння механізмів ядерних реакцій.

Ключові слова: активаційний метод, переріз реакції, ізомерні відношення, (n, x) та (г, x) реакції.

Каденко И.Н. Сечения реакций на основные и изомерные состояния. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени доктора физико-математических наук по специальности 01.04.16 - физика ядра, элементарных частиц и высоких энергий.- Институт ядерных исследований НАН Украины, Киев, 2006.

Представлены результаты измерений и расчетов сечений ядерных реакций (n, x) преимущественно с вылетом заряженных частиц на ядрах ⁸⁹Y, ¹³⁸La, ¹³⁹La, ¹⁸¹Ta, ²⁰⁴Pb, ²⁰⁶Pb, ²⁰⁸Pb и ²⁰⁹Bi при энергии нейтронов 14,5МэВ; функции возбуждения ядерных реакций (n, x) на ядрах ¹⁸¹Ta, ²⁰⁴Pb, ²⁰⁸Pb в диапазоне энергий нейтронов (13,514,6)МэВ; а также величин сечений реакции ¹⁸¹Ta(n,)^182m,,g Ta при энергии нейтронов 1,9 кэВ; 59 кэВ; 144,5 кэВ, 2,85 МэВ та 14,34 МэВ и результаты исследования фотоядерных реакций в области энергий гигантского дипольного резонанса на ядрах ²³⁸U, ²³⁷Np, ²³²Th, ¹²³Sb, ¹²¹Sb, ¹¹⁸Sn с применением метода изомерных отношений и его развития для изучения угловых моментов высоковозбужденных состояний продуктов ядерных реакций. Для решения проблемы прецизионного измерения сечений и изомерных отношений ядер-продуктов (n, x) и (г, x) реакций в диссертационной работе были разработаны методы и методики, позволившие экспериментально измерять величины сечений и изомерных отношений с минимальными ошибками. С применением модифицированного программного пакета Empire II рассчитаны сечения реакций и изомерных отношений, а также исследованы механизмы ядерных реакций для малых и средних энергий налетающих частиц. Полученные результаты необходимы для развития ядерной и термоядерной энергетики, а также для понимания механизмов ядерных реакций.

Ключевые слова: активационный метод, сечение реакции, изомерные отношения, (n, x) и (г, x) реакции.

Kadenko I.M. Cross-sections for reactions to ground and isomeric states. - Manuscript.

Thesis for the Doctor's of Sciences Degree (Physics and Mathematics). 01.04.16 Physics of Nucleus, Elementary Particles and High Energies.

Institute for Nuclear Research, National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2006. фотоядерний ізомерний резонанс дипольний

The results of measurements and calculations are presented: for reaction cross-sections (n, x) with emission of charge particles mainly at ⁸⁹Y, ¹³⁸La, ¹³⁹La, ¹⁸¹Ta, ²⁰⁴Pb, ²⁰⁶Pb, ²⁰⁸Pb and ²⁰⁹Bi for incident neutron energy 14,5МeV; excitation functions for nuclear reactions (n, x) with ¹⁸¹Ta, ²⁰⁴Pb, ²⁰⁸Pb nuclei in the energy range (13,514,6)МeV; cross-section values for reaction ¹⁸¹Ta(n,)^182m,,g Ta for incident neutron energies 1,9 кeV; 59 кeV; 144,5 кeV, 2,85 МeV та 14,34 МeV and the results of photonuclear reaction research in the energy of Giant Dipole Resonance for ²³⁸U, ²³⁷Np, ²³²Th, ¹²³Sb, ¹²¹Sb, ¹¹⁸Sn nuclei with application of isomeric ratio method and it's development for studying angle momenta of highly excited states of nuclear reaction products. To address a problem of precise measurements of cross-section and isomeric ratio values for products of (n, x) and (г, x) reactions a set of methods and procedures has been developed to taking into account neutron spectra formation and distortion in specimen under irradiation and surrounding materials; gamma-radiation self-adsorption and cascade summing effects; pulse dead-time and pile-up effects (own developed differential method has been intensively tested and applied); detection limit and decision threshold calculation for low-level measurements. Application of such approach resulted in low uncertainties both for cross-section and isomeric ratio values and significant improving the existing experimental information for (n, x) reactions. The isomeric ratios have been measured for the fragments ¹¹⁷In, ¹³⁰Sb, ¹³³Te, ¹³⁴I, ¹³⁵Xe from ²³²Th photofission by bremsstrahlung -quanta having maximum energy of the spectrum E_max=23 MeV. The isomeric ratios have been measured and angular momenta have been obtained for the fragments ⁸⁴Br, ¹²⁹Sb, ¹³⁰Sb, ¹³¹Te, ¹³²Sb, ¹³³Te, ¹³⁴I, ¹³⁵Xe from ²³⁸U photofission and for the fragments ¹³⁴I, ¹³⁵Xe from ²³⁷Np photofission by bremsstrahlung -quanta having maximum energy of the spectrum E_max=16 MeV. New experimental data on the isomeric ratios for reactions ¹¹⁸Sn(,p)^117m,gIn, ¹²¹Sb(,n)^120m,gSb, ¹²¹Sb(,n)^120m,gSb have been obtained using bremsstrahlung spectrum with maximum energy 15 and/or 16 MeV.

The open source code Empire II has been used to perform calculations and for subsequent modifications. The statistical model of nuclear reactions is recognized to provide better agreement between experimental data and calculation results, but preequilibrium processes have to be accounted for neutron energy range higher than 10 MeV. Empire II code was also modified and used for calculations of isomeric ratios of the products of photonuclear reactions. The model of Huizenga and Vandenbosh for calculation of isomeric ratios was tested with use of experimental data based on levels and transition probabilities of the RIPL-2 library. It is shown that for major part of nuclei the approximation of Huizenga and Vandenbosh on the last transition is either not applicable or could be applied with considerable restrictions.

The results gained are considered to be of great value for nuclear and thermonuclear power development as well as for nuclear reaction mechanisms understanding.

Key words: activation method, reaction cross-section, isomeric ratios, (n, x) and (г, x) reactions.

Размещено на Allbest.ru