Введение к работе
Актуальность исследования. Развитие современных ядерных технологий выдвигает новые требования к объему и качеству ядерных данных, необходимых в различных областях применения, таких как технологии трансмутации радиоактивных отходов и получения энергии с использованием пучков высокоэнергетичных протонов, радиотерапии, проблемы защиты от ионизирующих излучений при создании установок Кроме того, ядерные данные необходимы для понимания фундаментальных процессов физики ядра, ядерных реакций, эволюции вселенной
Говоря о современных ядерных технологиях, необходимо отметить, что это, в первую очередь, технологии, в которых используются подкритические реакторы и ускоритель (ADS)
Необходимо также отметить важность ядерных данных для медицины
На сегодняшний день радионуклиды находят широкое применение в медицине С одной стороны, они используются в диагностических исследованиях, например, позитрон - эмиссионная томография (ПЭТ) и однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ), с другой стороны, в эндо-радиотерапии
Физически и экономически невозможно измерить все необходимые данные, поэтому разрабатываются модели и коды для их расчета Также необходимо отметить, что возросли требования к точности ядерных данных
Одним из признанных подходов к вычислению характеристик ядерной реакции с нуклонами средних (20-200 МэВ) и высоких (200-1000 МэВ) энергий является метод, в котором механизм ядерной реакции включает три стадии На первой стадии моделируется двухнуклонное взаимодействие (внутриядерный каскад), где налетающий нуклон может рассеяться на нуклонах ядра несколько раз перед поглощением в ядре или вылетом из него Возбужденное остаточное ядро, образованное после вылета каскадных нуклонов, может находиться в различных частично дырочных конфигурациях и при разных энергиях возбужде-
ния Дальнейшее развитие процесса во времени описывается экситонной моделью предравновесного распада и заканчивается установлением статистического равновесия На последней стадии реакции происходит распад равновесного ядра (статистическая модель), включая испарение частиц, эмиссию гамма-квантов и деление
В диссертации описан метод расчета спектров эмиссии нуклонов в процессе перехода составной системы к равновесию Метод основан на статистическом моделировании (метод Монте-Карло) испускания нуклонов в процессе решения системы мастер-уравнений экситонной модели предравновесного распада
Цель работы: Разработка и применение метода расчета спектров эмиссии нуклонов, анализ результатов путем сравнения с экспериментальными данными для энергии налетающих частиц 20 МэВ-1 ГэВ, а также создание полных файлов ядерных данных для реакций на 208РЬ и 209Bi под действием нейтронов и протонов в формате ENDF-6
Научная новизна:
Подход Хаузера - Фешбаха, с учетом законов сохранения угловых моментов и четности, впервые применен для расчетов сечений реакций и спектров при энергии налетающих частиц выше 200 МэВ
Впервые реализована экситонная модель многочастичного предравновесного распада на основе метода Монте-Карло, позволяющая моделировать процесс установления статистического равновесия в составной системе при испускании любого числа нуклонов
Выполнена компиляция и анализ существующих экспериментальных данных, проведены систематические расчеты энергетических распределений вторичных частиц в реакциях под действием нуклонов промежуточных и высоких энергий в рамках единого подхода
Результаты расчетов по развитому методу реализованы в виде полных файлов данных для реакций на 20SPb и 2C9Bi под действием нейтронов и протонов в формате ENDF-6
Положения выносимые на зашиту:
Метод расчета спектров эмиссии нуклонов для энергии налетающих частиц 20 МэВ-1 ГэВ, включающий три стадии ядерной реакции внутриядерный каскад, предравновесная стадия и статистический распад
Результаты тестирования математического моделирования предравно-весной многочастичной эмиссии по сравнению с классической экситон-ной моделью
Результаты расчетов спектров эмиссии нуклонов для промежуточных и высоких энергий налетающих частиц для ядер от 27А1 до 238U
Полные файлы ядерных данных для реакций на ядре 208РЬ и 209Bi под действием нейтронов и протонов в международном формате ENDF-6
Апробация работы: Основные результаты работы представлены на международном семинаре по взаимодействию нейтронов с ядрами (ISINN) в г Дубна в 2005г, 2006 г и в 2007 г , на 10-м симпозиуме по нейтронной дозиметрии в г Упсала, Швеция в 2006 г, на международной конференции по ядерным данным для науки и техники в г Ницца в 2007г
Публикации: Материалы диссертационной работы отражены в 7 научных публикациях [1-7]
Объем и структура диссертации: Диссертация включает 131 страницу текста и содержит 53 рисунка, 1 таблицу Состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, включающего 121 наименование работ отечественных и зарубежных авторов, трех приложений
