Nghiên cứu phản ứng hạt nhân với sự quan tâm đặc biệt tới hiệu ứng kênh

Phản ứng hạt nhân là một phần quan trọng trong nghiên cứu vật lý hạt nhân. Tương tác của một chùm hạt hoặc bức xạ có năng lượng trung bình hoặc năng lượng cao với một loại hạt nhân bia cũng có thể gây ra những phản ứng hạt nhân khác nhau và tạo ra các sản phẩm (hạt nhân dư) khác nhau. Do đó, cần tìm hiểu mối liên hệ giữa các sản phẩm của phản ứng với các kênh phản ứng (hiệu ứng kênh). Tuy nhiên, do cơ chế của các phản ứng hạt nhân rất phức tạp nên việc tính toán diết diện phản ứng bằng lý thuyết thường không thể hoặc không đáng tin cậy. Vì vậy, đo tiết diện và/hoặc suất lượng của phản ứng là cách tiếp cận quan trọng trong nghiên cứu phản ứng hạt nhân. Xuất phát từ lý do trên, GS.TS. Nguyễn Văn Đỗ cùng các cộng sự tại Viện Vật lý - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu phản ứng hạt nhân với sự quan tâm đặc biệt tới hiệu ứng kênh” từ năm 2016 đến 2018.

Một số kết quả nổi bật của nghiên cứu:

1. Kết quả nghiên cứu phản ứng quang hạt nhân 110Pd(γ,n)109m,gPd

- Đã nghiên cứu phản ứng quang hạt nhân 110Pd(γ,n)109m,gPd với photon hãm trong dải năng lượng 50-70 MeV nhằm xác định suất lượng và tỷ số suất lượng của cặp hạt nhân đồng phân 109m,gPd. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng tỷ số suất lượng của trạng thái spin cao ( 109mPd, spin 11/2-) trên trạng thái spin thấp ( 109gPd, spin 5/2+) tăng trong dải năng lượng từ ngưỡng phản ứng tới khoảng 40 MeV và sau đó có xu hướng bão hòa. Điều đó phản ánh vai trò của cơ chế phản ứng trực tiếp gia tăng sau vùng năng lượng cộng hưởng lưỡng cực khổng lồ. Trong 5 số liệu hạt nhân thu được trong nghiên cứu này thì số liệu đo với bức xạ hãm năng lượng cực đại 65 MeV lần đầu tiên được công bố. Kết quả nghiên cứu về phản ứng quang hạt nhân 110Pd(γ,n)109m,gPd đã được công bố trên tạp chí Quốc tế ISI: J. Radioanalytical and Nuclear Chemistry 311 (2017) 1559-1564 (Q2).

2. Kết quả nghiên cứu phản ứng quang hạt nhân natSr(γ,xn)85m,gSr

- Đã đo và tính suất lượng cũng như tỷ số suất lượng của 85m,gSr tạo thành từ phản ứng quang hạt nhân natSr(γ,xn) trong vùng năng lượng 55-65 MeV. Đã thu được 3 số liệu về tỷ số suất lượng tại năng lượng 55-, 60-, và 65-MeV, trong đó có 2 số liệu tại năng lượng 55-và 65-MeV lần đầu tiên được công bố. Các kết quả nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Quốc tế ISI: Radiation Physics and Chemistry 149 (2018) 54-60 (Q1).

3. Kết quả nghiên cứu các phản ứng quang hạt nhân: natPd(γ,pxn)99m,gRh; natPd(γ,pxn)101m,gRh, và natPd(γ,pxn)102m,gRh. Đã đo được suất lượng và tỷ số suất lượng của 3 cặp hạt nhân đồng phân 99m,gRh; 101m,gRh và 102 m,gRh với các photon hãm năng lượng cực đại 50-, 55-, 60-, 65-, và 70- MeV. Cũng đã tính suất lượng và tỷ số suất lượng của các phản ứng hạt nhân nói trên, sử dụng code TALYS 1.6. Đây là những số liệu lần đầu tiên được công bố. Các kết quả nghiên cứu không chỉ phản ánh vai trò của năng lượng kích thích mà còn cả vai trò của hiệu ứng kênh (lối ra) trong các phản ứng Pd(γ,pxn) với số lượng notron (x) phát ra khác nhau. Kết quả nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Quốc tế ISI: Applied Radiation and Isotopes 128 (2017) 148-153 (Q1).

4. Kết quả nghiên cứu phản ứng bắt nơtron 152Sm(n,g)153Sm Đã xác định được tiết diện bắt nơtron nhiệt và tiết diện tích phân cộng hưởng của phản ứng 152Sm(n,γ)153Sm gây bởi nguồn notron xung và dựa vào phản ứng chuẩn 197Au(n,γ)198Au. Các kết quả thu được phù hợp với hầu hết các dữ liệu tham khảo được đo trong thời gian gần đây, qua đó góp phần khẳng định sự phù hợp giữa các số liệu hiện có. Các kết quả nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Quốc tế ISI: Radiation Physics and Chemistry 139 (2017) 109-113 (Q1).

Kết quả thu được như tốc độ phản ứng, tiết diện và/hoặc suất lượng phản ứng cũng như sự phân bố của chúng có ý nghĩa quan trọng, góp phần kiểm định các mẫu hạt nhân và giúp hiểu biết thêm về cấu trúc hạt nhân và cơ chế của phản ứng hạt nhân.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 15199) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

N.P.D (NASATI)