核反应微观数据的理论计算

1、 核反应微观数据的理论计算核反应微观数据的理论计算 颉颉 琼琼 导师：张正军27pAl国家973项目核数据计算子项目中的一项 核能 :高效洁净,广阔 .核能的开发和利用离不开实验，理论 ,由于受到实验条件以及其他各个方面的限制数据理论计算, 加速器结构材料核 ,丰度 ,在核科学和工程中具有重要的应用。为了开发和挖掘轻核的一些性质和利用价值，我们需要 核反应微观数值的理论计算，这对于进一步探索轻核有着举足轻重的作用。 27Al27pAl本文的主要工作有： 1.对光学模型势随靶核变化情况，揭示核反应机制以及有关核力的有关性质。 2.对质子入射一系列核素的去弹截面进行理论计算并与实验数据相比较，得到

2、对于这一具体核来说，利用普适光参得到的结果与实验数据符合不好。 3.调出该反应最佳光学势参数，得到去弹性散射截面和弹性散射角分布，并与实验数据进行了比较。 4.对直接非弹的计算，以及主要有六种出射粒子的能谱、双微分截面，剩余核产生截面。 1 光学模型势随靶核变化1光学模型实部势与半径的关系：虚部与半径r的关系 结论：Woods-Saxon势与半径r关系 在入射能量为40MeV时，光学势实部随中子数增加而明显变大，散射加强。光学势虚部体吸收基本相同，在核边缘出现很强的面吸收，出现极值。随中子数的增加核边缘半径也在变大，且势阱变深，吸收将更强。同时研究表明入射能在40MeV左右或入射能量更低时，吸

3、收主要发生在核表面，这是因为那里核子密度较稀，能量交换受泡利原理限制 。2光学模型实部势与半径的关系：虚部与半径r的关系： 结论：Woods-Saxon与入能E关系 同种靶核，相同入射粒子，当入射粒子能量增大时，光学势实部随着入射能量的增减小，势阱在变浅，散射减弱，因为形状因子是能量和质量数的函数。对于低能入射，极值出现在库仑球表面。对于虚部随着能量的增大，初势在增大，在随r的变化中不再出现极大值，初势本身就是极大值。这表明随着入射粒子能量的增大吸收由核表面深入到核内部,散射截面和吸收截面都在增大，吸收截面增大更突出，核反应发生的更剧烈些。3光学模型实部势与半径的关系：光学势虚部与半径r的关系

4、 结论：光学模型实部势与半径关系: 相同入射粒子及入射能量，光学势实部随Z和A的增大, 势阱在变深，散射截面增大。光学势虚部出现极值对应的r也在增大，因为是不同的靶核，形成的库仑球随着质量数的增大而变大，极值又是出现在库仑球表面，所以出现极值时对应的半径在变大，随着Z的增大，初势增大,即势阱变深，相对而言，吸收截面增大，散射截面增大，散射更强。由于是相同入射能量，所以势阱深度的变化就是由靶核电荷数不同引起的，即形状因子是入射能量和质量数的函数，对势阱深度有很大的影响。 2 利用普适的光学模型势参数，对质子入射一系列核素的去弹截面进行了理论计算并与实验数据相比较，得到对于这一具体核来说，利用普适

5、光参得到的结果与实验数据符合不好，因此，我们就 反应进行最佳光学势寻参及计算。27pAlB-G 质子普适光学势形式下：1/354.0 0.320.4( /) 24()/VEZ AN ZA1.17rr 0.75ra 40A50Emin 0,0.222.7VWEmin 0,11.8 0.2512()/SWENZA1.32VSrr0.51 0.7()/VSaaNZA6.2SOV0SOW,1.01R SOI SOrr,0.75R SOI SOaa光参-APMN质入靶核反应截面理与实比较结论: 说明Becchetti和Greenlees给出的普适光学势在靶核质量数，质子入射能量40MeV是可以较好的符合

6、大部分靶核质子入射核反应。但是，总体来说，对应于具体的一个核，理论计算值与实验值符合的都不理想。尤其对于质子与轻核的反应，用此光学势进行的理论计算已没有意义。因此，下面的工作我们就质子与反应进行最佳光学势参数的计算。 3利用自动调参程序APMN.FOR，计算出核反应的最佳光学势参数，在此基础上，得到了该反应的去弹性散射截面和弹性散射角分布，并与实验数据进行了比较。 在刚开始入射能量比较小的时候，随着质子入射能量的增大，反应截面在逐渐增大，靶核和质子有充分的作用，当入射能量增大到某一值时，核反应截面达到最大，随着入射能量的继续增大，质子与靶核作用程度逐渐降低，核反应截面会逐渐减小，此时反应将会有

7、其他的反应道打开，通过我们对其它轻元素的实验数据的搜集及画图处理，发现随着入射能量的继续增大，可能由于又有其它的反应道打开，并使该反应道发生充分的反应，此时反应截面会逐渐的增大。 随着入射能量的逐渐增大，曲线的倾斜度加大，说明核反应截面的变化率在增大，单位角度核反应截面变化快，核反应更剧烈，耗时少，即随着质子入射能量的逐渐增大，核反应时间短，反应不能很充分的进行，就已经有粒子发射出来，由于入射能量的逐渐增大，大部分出射角度集中于小角散射。对于质子入射能量小的情况，它的反应较缓慢些，反应时间多，反应更充分些，这时具有一定的大角散射，但这只是少数。 4.利用DPPM程序，进行直接非弹性散射截面的计

8、算；得到了各个激发态的能级，然后就其计算结果作为MEND.FOR程序的输入数据，计算质子入射能量在300MeV能区以内的全套微观数据，主要有 , , , , , 六种出射粒子的能谱、双微分截面，以及剩余核产生截面。npdt3He(1)直接非弹性散射截面的计算1直接非弹性散射角分布注：（一个能级多个入射能量）直接非弹性散射角分布注：（一个能级多个入射能量）直接非弹性散射角分布能级2.2111MeV）注：（一个能级多个入射能量直接非弹性散射角分布注：（一个能级多个入射能量能级为3.0042MeV）2直接非弹性散射角分布注：（一个能量多个入射能级，入射能量17.5MeV）直接非弹性散射角分布注：（一个能量多个入射能级，入射能量61.7MeV）(2)出射粒子能谱 (3)出射粒子双微分截面 (4)剩余核产生截面 结 论 通过调出的这组参数，我们计算了以上的内容，总体来说，还是能够很好的符合实验数据，但对于出射粒子能谱符合不是很好。因为属于轻核反应范畴，理论模型与理论不是很成熟和完善，统计理论不能很好的适用 ，这有待于我们在以后的工作中对轻核的进一步研究 致 谢 谢谢各位