Search academic texts

Registration Number

0823U101868, PhD dissertation

Title

Cross-sections of photonuclear reactions for modeling of nucleosynthesis γ-process in stars

Author

Anastasiia Chekhovska,

popup.head Mykola Shul'ga
popup.opponent Volodymyr T. Maslyuk
popup.opponent Grigoriy Kovalenko
popup.review Oleksiy Golubov
popup.review Genadiy Onyshchenko

Status

Доктор філософії, 105, Прикладна фізика та наноматеріали

Date

23-01-2024

Description

Чеховська А. В. Перерізи фотоядерних реакцій для моделювання γ-процесу нуклеосинтезу в зірках. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертаційна робота на здобуття ступеня доктора філософії за спеціальністю 105 – Прикладна фізика та наноматеріали (Галузь знань 10 – Природничі науки). – Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна Міністерства освіти і науки України, Харків, 2023. Мета роботи. Наукове дослідження спрямовано на отримання нових експериментальних результатів по виходах фотоядерних (γ,n)- та (γ,p)- реакцій на магічних ядрах олово-112 (112Sn), олово−114 (114Sn) та індій-113 (113In), які в ядерній астрофізиці належать до групи р-ядер (протон збагачених ядер), розуміння утворення, шляхи розпаду та розповсюдженість яких на Землі та у Всесвіті викликає великі труднощі. Отримані дані по виходах фотоядерних реакцій можуть бути використані для моделювання γ-процесу утворення стабільних ізотопів у зірках. Унікальністю роботи є те, що отримані в експерименті дані дадуть внесок, як в розвиток фундаментальних наук (ядерної астрофізики, фундаментальної ядерної фізики та ядерної спектроскопії), так і можуть бути використані для розвитку суміжних прикладних наук (медичної фізики, та матеріалознавства). Об’єкт дослідження. β-Розпад радіоактивних ядер 111Sn, 111Іn, 113Sn, 112Іn, котрі утворилися в результаті фотоядерних (γ,n) та (γ,p) реакцій. Та детальне дослідження утворених довгоживучих ізомерних станів при радіоактивному розпаді батьківських ядер. Предмет дослідження. Гама-випромінювання, що супроводжує радіоактивний розпад ядер 111mІn, 111gІn, 111Sn, 112mІn, 112gІn та 113Sn для подальшого отримання значень експериментальних виходів реакцій 112Sn(γ,p)111mIn, 112Sn(γ,p)111gIn, 112Sn(γ,n)111Sn, 113In(γ,n)112mIn, 113In(γ,n)112gIn та 114Sn(γ,n)113Sn з метою визначення їх швидкостей для дослідження γ-процесу утворення р-ядер в зірках. Методи дослідження. Експериментальні виходи фотоядерних реакцій 112Sn(γ,n)111Sn, 112Sn(γ,p)111mIn, 112Sn(γ,p)111gIn, 113In(γ,n)112mIn, 113In(γ,n)112gIn та 114Sn(γ,n)113Sn визначалися із застосуванням методики наведеної активності, яка передбачає опромінення мішені потоком високоенергетичних фотонів та подальше вимірювання утворених в цих реакціях радіоактивностей кінцевих ядер. Для вимірювання радіоактивностей застосовується техніка γ-спектрометрії з високою енергетичною розподільною здатністю, на базі напівпровідникового германій-літієвого Ge(Li) детектора та детектору з надчистого германію HPGe. При теоретичних розрахунках індивідуальних виходів фотоядерних реакцій, що вивчаються, застосовуються традиційне активаційне рівняння та рівняння активації для генетично пов’язаних радіоактивних нуклідів. Наукова новизна. В дисертаційній роботі було вперше виміряно експериментальні значення інтегральних виходів фотоядерних реакцій 112Sn(γ,n)111Sn, 112Sn(γ,p)111mIn, 112Sn(γ,p)111gIn, 114Sn(γ,n)113Sn, 113In(γ,n)112mIn та 113In(γ,n)112gIn з використанням гама-активаційного методу. Додатковим результатом стало встановлення факту некоректності представлених в міжнародних базах ядерних даних значень коефіцієнтів розгалуження для γ-переходів між енергетичними рівнями ядер 111In та 112Cd, що супроводжують радіоактивний розпад ядер 111Sn та 112gIn відповідно. Виходячи з наших експериментальних даних, нові значення коефіцієнтів розгалуження для цих γ-переходів були правильно обчислені та опубліковані в наукових статтях. Продемонстровано вплив варіації параметрів статистичної теорії ядерних реакцій на характер поведінки виходів ядерних реакцій при теоретичних розрахунках. При порівнянні експериментальних та теоретичних значень виходів фотоядерних реакцій, котрі досліджуються, обрано найбільш адекватні моделі густини ядерних рівнів та радіаційної силової функції статистичної теорії ядерних реакцій. Ключові слова: фотоядерні реакції, зірковий нуклеосинтез, радіоактивний розпад, активаційна методика, γ-спектри, гальмівне випромінювання, р-ядра, статистична теорія ядерних реакцій.