Θεωρητική μελέτη της αντίδρασης 197Au(n,2n) με χρήση του κώδικα STAPRE-F

Abstract

Σκοπός της εργασίας αυτής ήταν η θεωρητική μελέτη της ενεργού διατομής της αντίδρασης 197Au(n,2n)196Au που οδηγεί στον σχηματισμό δύο ενεργειακών σταθμών του 196Au με μεγάλη διαφορά σπιν μεταξύ τους: (1) της μετασταθούς στάθμης με σπιν 12- και (2) της αντίστοιχης βασικής στάθμης με σπιν 2-. Ο θεωρητικός υπολογισμός έγινε για ενέργειες νετρονίων από 8 έως 25 MeV, στα πλαίσια του στατιστικού προτύπου Hauser-Feshbach λαμβάνοντας υπ' όψιν και τον μηχανισμό της άμεσης αντίδρασης και της πρώιμης αποδιέγερσης του πυρήνα με χρήση του προτύπου του Οπτικού Δυναμικού και του προτύπου των Εξιτονίων αντίστοιχα. Για την περιγραφή της πυκνότητας καταστάσεων στο συνεχές των πυρήνων που εμπλέκονται στους υπολογισμούς χρησιμοποιήθηκε το πρότυπο του Γενικευμένου Υπερρευστού στη φαινομενολογική μορφή του, που λαμβάνει υπ' όψιν τα φαινόμενα σύζευξης των νουκλεονίων, την επίδραση της δομής των πυρηνικών φλοιών και τη συλλογική κίνηση των νουκλεονίων με συνεπή τρόπο. Οι υπολογισμοί που παρουσιάζονται στη συγκεκριμένη εργασία έγιναν με χρήση του προγράμματος STAPRE-F, ενώ παράλληλα με αυτή, έγιναν οι αντίστοιχοι θεωρητικοί υπολογισμοί με τα προγράμματα EMPIRE 2.19 και TALYS 1.2, ώστε να γίνει και κάποια σύγκριση των τριών κωδίκων ως προς την ποιότητα των αποτελεσμάτων (η σύγκριση περιέχεται στη συγκεκριμένη εργασία, όχι όμως λεπτομέρειες για τους άλλους δύο κώδικες). Επίσης, από τη σύγκριση των θεωρητικών τιμών με τις υπάρχουσες πειραματικές θα εξαχθούν συμπεράσματα για τη δομή και τις ιδιότητες των ισοτόπων του Au που εμπλέκονται στους υπολογισμούς, αλλά και για την ποιότητα των προτύπων που χρησιμοποιήθηκαν για την περιγραφή των μηχανισμών αντίδρασης και της περιγραφής της πυκνότητας καταστάσεων στο συνεχές.

The purpose of this study was the theoretical calculation of the cross section of the reaction 197Au(n,2n)196Au that leads to the formation of two levels of 196Au that present large spin difference: (1) the isomeric state with spin 12- and (2) the corresponding ground state with spin 2-. The theoretical cross section calculations were performed in the energy range between 8 and 25 MeV in the framework of the Hauser-Feshbach theory taking into account the direct reaction mechanism and the pre-compound nuclear processes, within the framework of the optical model and the exciton model respectively. The level densities of the nuclei involved in the calculations were treated within the Generalized Superfluid Model (GSM) in its phenomenological version which takes into account superconductive pairing correlations, shell effects and collective enhancement of the level density of the nucleus in a consistent way. The calculations were performed using the STAPRE-F code, while simultaneously, the same calculations were performed using the codes EMPIRE 2.19 and TALYS 1.2, in order to compare how the three codes implement the models used (the comparison is included in the present study but not details on the calculations with the other two codes). Furthermore, from the comparison of the theoretical cross section values with the corresponding experimental data, interesting information can be derived on the structure and properties of the Αu isotopes involved in the calculations and on the quality of the models used.