Eötvös Loránd Tudományegyetem, Budapest Témavezető:
Alejandro Algora, kutató, Instituto de Física Corpuscular, Paterna, Spanyolország
Egy a RIKEN (Japán) kutatóintézetbeli EURICA kollaboráció által elvégzett nehézion-ütköztetéses kísérlet eredményeit dolgoztam fel a kutatásom során. A kutatásom célja proton drip line közeli kripton atommagok felezési idejének eddigieknél pontosabb meghatározása volt. A RIBF szupravezető ciklotronja által elért 345 MeV/nukleon kinetikus energiájú 78Kr atommagok hasításával nyert 70Kr és 71Kr atommagok bomlását vizsgálták. A keletkező atommagokat in-flight technikával, tömegspektroszkópiai módszerekkel (BigRips szeparátor) azonosították, majd egy félvezető detektorrendszerbe (WAS3ABi és EURICA) irányították, melyben beágyazódtak az atommagok, majd a béta-bomlásuk során keletkező pozitronokat, illetve a leányelemeik gammabomlása során keletkező fotonokat detektálták. Az adatokból beágyazódás–béta–gamma– koincidenciák vizsgálatával meghatároztam minden korábbi eredménynél pontosabban a felezési idejét az izotópoknak, mely értékeknek a nukleoszintézis (rp-folyamat) vizsgálatában rendkívüli szerepe van. A kísérleti eredmények az izotópok bomlási sémájának vizsgálatára is lehetőséget nyújtanak, melyek pedig az összetett atommagok leírására szolgáló effektív modellek ellenőrzésére adnak módot. ezek a fejlesztett detektorok nagy valószínűséggel képesek detektálni. Ezek után riasztani és a megfelelő égi koordinátákra irányítani a teleszkópokat még az összeolvadás előtt. Ezt követően megbecsülöm a csillag kettősök összeolvadásának várható számát, a számolásokból kapott adatok alapján. A dolgozatban továbbá kitérek a detektorok jel-zaj arányának vizsgálatára is mivel így tudhatjuk, hogy a különböző tömegű és más-más távolságokra lévő források által változó frekvenciákon kibocsátott hullámokat milyen hatékonysággal tudjuk detektálni.
Atommagfizika
XXXIV. OTDK
30
A 28Si atommag szuper- és hiperdeformált állapotainak vizsgálata Szatmári Roland, fizika BSc szakos hallgató
Debreceni Egyetem, Debrecen Témavezetők:
Cseh József, tudományos tanácsadó, MTA ATOMKI Darai Judit, egyetemi docens, DE Kísérleti Fizikai Tanszék
Napjaink magfizikai kutatásai különös figyelmet szentelnek a magok viselkedésének extrém körülmények között. Ilyen az erősen deformált magállapot, például a 2:1:1 tengelyarányú szuperdeformált (SD), vagy 3:1:1 hiperdeformált (HD) alak. Vizsgálatainkkal azoknak a bonyolult és költséges kísérleteknek a megtervezéséhez kívánunk elméleti segítséget nyújtani, amelyek ezeket az egzotikus magalakokat próbálják megtalálni.
Munkánk során olyan magreakciókat kerestünk, melyekkel a 28Si atommag szuper- vagy hiperdeformált állapota létrejöhet. Kutatásunk új és érdemi részét a mikroszkopikus szerkezeti aspektus szisztematikus alkalmazása adja. A nukleonok által kialakított átlagpotenciál hasonlít a harmonikus oszcillátor potenciához, amely egzakt U(3) szimmetriával rendelkezik, ráadásul a maradék nukleon-nukleon erők is őrzik az U(3) szimmetriát a könnyű magok tartományában. Az U(3) szimmetria létéből következő megmaradó háromkomponensű fizikai mennyiség a mag kvadrupólus deformációjával van egyértelmű kapcsolatban. Ezen a szimmetrián alapszik az U(3) kiválasztási szabály. Ehhez részben hasonló, részben vele komplementer viszonyban van a Harveyelőírás.
A nukleonoknak a térbeli szabadsági fokaikon kívül van még spin és izospin koordinátájuk is. Ezeket jellemzi Wigner SUst(4) szimmetriája, melyre szintén kiválasztási szabály épül.
Dolgozatomban azt a kérdést tanulmányoztam, hogy milyen reakciók képesek létrehozni a 28Si mag szuper- és hiperdeformált állapotát. Az előzőekben említett kiválasztási szabályokat alkalmaztam. A kérdéses alakizomér állapotok kvantumszámait korábbi magszerkezet-számolásokból ismerjük. Az olyan reakciókat vettem szemügyre, melyeket két stabil izotóp ütközése hoz létre és a 28Si magon kívül 0, 1 vagy 2 könnyű, 4He-nál nem nehezebb reakciótermék képződik. (A 8Be magot bevontuk a vizsgálati körbe különös szerkezeti jelentősége miatt annak ellenére, hogy bomló izotóp.)
Vizsgálatainkban az U(3) és Ust(4) kiválasztási szabály, valamint a Harvey-előírás teljes összhangban voltak egymással. Protont vagy 3He-ot kibocsájtó reakciót nem találtunk alkalmasnak extrém módon megnyúlt állapotok létrehozására. Számos reakció alkalmasnak bizonyult SD állapot populálására. Ezzel szemben HD állapotot csak néhány reakció képes előállítani a számolásaink szerint. Ezen eltérés legfőbb oka a SD és HD állapot szerkezetében keresendő.
Atommagfizika
XXXIV. OTDK
31
Kvázi-stacionárius állapotok élettartama intenzív elektromágneses térben
Szilvási Réka, fizika BSc szakos hallgató
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Budapest Témavezető:
Kis Dániel Péter, egyetemi docens, BME Nukleáris Technikai Intézet
Napjaink egyik jelentős tudományos projektje az extrém nagy intenzitású lézerek fejlesztése, aminek európai megvalósításában (Extreme Light Infrastructure) Magyarország is részt vesz. A közeli létesítmények belátható időn belüli munkába állítása adja az aktualitását annak, hogy nagy intenzitású lézertér és anyag kölcsönhatásával kapcsolatos kutatásokat végezzünk, eddigi ismereteinket kibővítsük.
Így értelmet nyer figyelmet szentelni az ultra nagy intenzitású koherens elektromágneses tér atommag folyamatokra gyakorolt hatására, kiváltképp a hosszú felezési idejű alfa bomló izotópok felezési idejének megváltozására.
A felezési idővel közvetlen kapcsolatban álló, az alfa-részecske kvázi-kötött állapotának szélességét jellemző mennyiség a magpotenciál függvényében kifejezhető, így a potenciál alakjának megváltozása a kvázi-kötött állapot élettartamát is befolyásolja.
Jelen dolgozatban az alfa-cluster élettartamának megváltozását vizsgálatam 210Po izotóp esetén. A problémát elméleti síkon vizsgáltam részben analitikus úton, részben numerikus számításokat végezve MATLAB szoftver segítségével. A dolgozatomban bemutatott Gamow-faktoron alapuló módszert alkalmaztam három dimenziós esetre átépítve, többféle átlagpotenciál alakokkal dolgozva, lineáris és cirkuláris polarizációs állapotú lézerterek esetén. A magpotenciálok által tartalmazott szabad paraméterekre vonatkozóan paraméteranalízist is végeztem.
Atommagfizika
XXXIV. OTDK
32
Cirkónium céltárgyak készítése és vastagságuk meghatározása magreakció-vizsgálatokhoz
Timár Tamás, fizika MSc szakos hallgató Debreceni Egyetem, Debrecen Témavezető:
Gyürky György, tudományos tanácsadó, MTA ATOMKI
A dolgozatomban tárgyaltam a cirkónium céltárgyak elkészítésének lépéseit és a céltárgyon található rétegek vastagságának meghatározásának két eljárását. A vákuumpárologtatás és tömegmérés adataiból való közvetlen meghatározást és a Rutherford-visszaszórási spektrometriát. A munkám során kitértem még az elkészült céltárgy felhasználásával elvégezni kívánt atommagreakció hatáskeresztmetszet mérések motivációjára és ismertettem a további kísérletekhez szükséges bemenő adatok pontosságára előírt követelményeket. A dolgozatom végén összehasonlítottam a kétféle mérési eljárásból kapott eredményeket, elemeztem a köztük lévő eltérések lehetséges okait.
Atommagfizika
XXXIV. OTDK
33
A kadmium 113-as izotóp befogási hatáskeresztmetszetének vizsgálata hidegneutronnyalábban
Tóth Zsófia, energetikai mérnök BSc szakos hallgató Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Budapest Témavezető:
Belgya Tamás, főigazgató-helyettes, MTA EK Főigazgatóság
Kis Dániel Péter, egyetemi docens, BME Nukleáris Technikai Intézet
A magreakciók végbemenetelének valószínűségét jellemző fizikai mennyiség az energiafüggő hatáskeresztmetszet. A termikus, valamint az annál kisebb energiákon ez a mennyiség a legtöbb izotóp esetében fordítottan arányos a neutronsebességgel. Innen ered az 1/v-s hatáskeresztmetszetű atommag elnevezés. Bizonyos nehéz atommagoknál viszont ezzel szemben kisebb-nagyobb eltérések figyelhetők meg az 1/v-s hatáskeresztmetszettől, ennek oka, hogy az atommag bizonyos energiákon rezonánsan fogja be a neutront. Amikor a rezonancia a termikus 25.3 meV közelébe esik, akkor drasztikusan módosítja a hatáskeresztmetszet energiafüggését a vizsgált energiatartományban. Ennek figyelmen kívül hagyása nagy hibát eredményezhet számításaink során, így a hatáskeresztmetszet-adatok pontosítása kiemelten fontos feladat.
Az irodalomban megtalálható kadmiumra vonatkozó parciális hatáskeresztmetszetet folyadékban határozták meg, amely nem megbízható, mivel a neutron vízben bekövetkező termalizációja módosítja a neutronspektrumot, ezáltal befolyásolja a mérési eredményeket is.
Az Cd-113 termikus befogási hatáskeresztmetszete (~21600 barn) kiemelt fontosságú az atomreaktorokat érintő reaktorfizikai számítások során. A Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpontjában az izotópokra a reakciógyakoriság mérése alapján számított hatáskeresztmetszet-adatok 1/v-s feltételezéssel történt, így ezek korrigálásra szorulnak, hogy pontosabb értékeket kapjunk.
A választott kutatási téma kidolgozásának fő célja, hogy pontosítani tudjam a fent említett izotóp kis energiás hatáskeresztmetszet-adatait, amelyet a Budapesti Kutatóreaktor Neutron Analitikai és Radiográfiai Laboratóriumában tervezek méréssel meghatározni. A mérési eredményeket Monte Carlo számítással is tesztelni fogom.
Atommagfizika
XXXIV. OTDK