Μελέτη της αντίδρασης 7Li(p,n) 7Be και χρήση αυτής σε μετρήσεις ενεργών διατομών σχάσης

Kopanos, Sotirios Alexandros; Κόπανος, Σωτήριος Αλέξανδρος

dc.contributor.author	Kopanos, Sotirios Alexandros
dc.contributor.author	Κόπανος, Σωτήριος Αλέξανδρος
dc.date.accessioned	2025-04-16T10:25:54Z
dc.date.available	2025-04-16T10:25:54Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/61765
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29461
dc.rights	Default License
dc.subject	Πυρηνική φυσική	el
dc.subject	Πυρηνική σχάση	el
dc.subject	Ενεργός διατομή	el
dc.title	Μελέτη της αντίδρασης 7Li(p,n) 7Be και χρήση αυτής σε μετρήσεις ενεργών διατομών σχάσης	el
dc.contributor.department	Φυσική και Τεχνολογικές Εφαρμογές	el
heal.type	masterThesis
heal.secondaryTitle	Investigation of the 7Li(p,n) 7Be reaction and implementation for the study of fission reaction cross sections	en
heal.classification	Φυσική	el
heal.classification	Πυρηνική φυσική	el
heal.classification	Πυρηνική σχάση	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2025-03-04
heal.abstract	Σε έναν κόσμο με ολοένα αυξανόμενες ενεργειακές απαιτήσεις υπάρχει μεγάλη και επείγουσα ανάγκη για βιώσιμες και καθαρές πηγές ενέργειας που θα μπορούσαν δυνητικά να αντικαταστήσουν αξιόπιστα τους σημερινούς διαθέσιμους πόρους (πετρέλαιο, άνθρακας, φυσικό αέριο κ.λπ.). Μια προσπάθεια σε αυτό το πεδίο που δείχνει ενδιαφέρουσες προοπτικές είναι η ανάπτυξη πυρηνικών αντιδραστήρων νέας γενιάς (Generation IV Reactor και Accelerated Driven Systems) που, μεταξύ άλλων σημαντικών πλεονεκτημάτων (μεγαλύτερη ασφάλεια, καλύτερη απόδοση καυσίμου), θα μπορούσαν να επιτρέψουν την αξιοποίηση του εξαιρετικά άφθονου 𝑇��ℎ 232 ως καυσίμου, παρέχοντας μια μακροπρόθεσμη λύση στην επερχόμενη ενεργειακή κρίση. Η έρευνα σε τέτοια συστήματα βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο, στο οποίο χρησιμοποιούνται τεχνικές Monte Carlo για την πρόβλεψη της απόδοσής τους σε διαφορετικές συνθήκες. Αυτές οι τεχνικές βασίζονται για την ακρίβεια τους σε μεγάλο βαθμό στα υπάρχοντα πυρηνικά δεδομένα. Αυτό το επιχείρημα, μαζί με το γεγονός ότι το 𝑈�� 234 είναι σημαντικό μέρος του κύκλου του 𝑇��ℎ 232 και σε συνδυασμό με τις τεράστιες αποκλίσεις στα ήδη υπάρχοντα δεδομένα της ενεργού διατομής σχάσης στην ενεργειακή περιοχή μεταξύ 0.4 και 0.9 MeV, αποτέλεσε την αφορμή αυτής της έρευνας, στόχος της οποίας είναι η μέτρηση της ενεργού διατομής σχάσης του 𝑈�� 234 . Η πειραματική διαδικασία πραγματοποιήθηκε στις πρόσφατα αναβαθμισμένες εγκαταστάσεις του ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος» με μια οιονεί μονοενεργειακή δέσμη νετρονίων που παράγεται μέσω της αντίδρασης, 7Li(p,n). Η πειραματική διάταξη περιελάμβανε έναν θάλαμο αλουμινίου, στον οποίο τοποθετήθηκαν ο στόχος 𝑈�� 234 καθώς και ο στόχος αναφοράς 𝑈�� 235 . Προκειμένου να ανιχνευθούν τα θραύσματα σχάσης που δημιουργήθηκαν κατά τη διάρκεια του πειράματος, τοποθετήθηκαν ανιχνευτές Micromegas σε κάθε πλευρά της διάταξης στόχου. Ο θάλαμος αλουμινίου ήταν επίσης γεμάτος με ένα μείγμα αερίου Ar και CO2, με το τελευταίο να λειτουργεί ως καταστολέας καταιγισμού ηλεκτρονίων. Μετά την πειραματική διαδικασία, τα φάσματα που προέκυψαν αναλύθηκαν και εξήχθηκε ο συνολικός αριθμός γεγονότων σχάσης για 10 διαφορετικές ενέργειες νετρονίων. Ωστόσο, πριν από τους τελικούς υπολογισμούς, τα καταμετρημένα γεγονότα σχάσης έπρεπε να διορθωθούν για διάφορα φαινόμενα, όπως ο νεκρός χρόνος του ανιχνευτή, τα δευτερεύοντα νετρόνια που παράγονται λόγω της πρώτης διεγερμένης κατάστασης του 𝐵��𝑒�� 7 , η μεταβολή στην ουσιαστική ενέργεια μέτρησης λόγω της αναμενόμενης απότομης ανόδου της ενεργού διατομής του 𝑈�� 234 στη συγκεκριμένη ενεργειακή περιοχή και άλλα που θα παρουσιαστούν διεξοδικά μαζί με τα τελικά αποτελέσματα και τις μελλοντικές προοπτικές της παρούσας εργασίας	el
heal.abstract	In a world with ever increasing energy demands there is high desire for sustainable and clean energy sources that would potentially reliably replace the currently depleting placeholders (oil, coal, natural gas etc.). An endeavor in this scope that shows interesting potential is the development of new generation nuclear reactors (Generation IV Reactor and Accelerated Driven Systems) which, amongst other significant advantages (safer, more fuel efficient), could allow the utilization of extremely abundant 𝑇��ℎ 232 as fuel, providing a long-term solution to the upcoming energy crisis. Research on such systems is still on early phase, where Monte Carlo techniques are used to predict their performance in different configurations and conditions. These techniques heavily rely on existing nuclear data for their precision. This argument, along with the fact that 𝑈�� 234 is an important part of the 𝑇��ℎ 232 cycle and combined with the huge discrepancies in the already existing fission cross section data in the energy region between 0.4 and 0.9 MeV, triggered the inspiration of this thesis which is to measure the fission cross section of 𝑈�� 234 in the aforementioned energy region. The experimental procedure was carried out at the newly upgraded Tandem accelerator laboratory of Tandem van de Graaff 5.5 MV at N.C.S.R. ‘Demokritos’ (Greece) with a quasi-monoenergetic neutron beam produced via the 7Li(p,n) reaction. The experimental setup included an aluminum chamber, in which the 234U, as well as, the reference 235U targets were placed in back to back positions. In order to detect the fission fragments created during the experiment, Micromegas detectors were placed in each side of the target setup. The aluminum chamber was also filled with a mixture of Ar and CO2 gas, with the later acting as quencher. After the experimental process, the resulting spectra were analyzed and the yield of the fission fragments for 10 different neutron energies was extracted. However, before the final calculations, the yields had to be corrected for various effects like the detector dead time, the secondary neutrons produced due to the 7Be first excited state, the shift to the effective measured energy due to the expected steep rise of the 234U cross section in the particular energy region and others that will be thoroughly presented and discussed in this work along with the final results and the future prospects.	en
heal.advisorName	Κόκκορης, Μιχαήλ
heal.committeeMemberName	Κόκκορης, Μιχάλης
heal.committeeMemberName	Ζάννη Βλαστού, Ρόζα
heal.committeeMemberName	Διακάκη, Μαρία
heal.academicPublisher	Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	46
heal.fullTextAvailability	false