Nghiên cứu phổ năng lượng gamma phát xạ trên đường bay của các hạt nhân giàu nơtron 63, 65 cr

Nhan đề : Nghiên cứu phổ năng lượng gamma phát xạ trên đường bay của các hạt nhân giàu nơtron 63, 65 Cr Tác giả : Nguyễn Đức Tôn Người hướng dẫn: Phạm Đức Khuê Phạm Đình Khang Từ khoá : Cấu trúc hạt nhân; Hạt nhân 63, 65 Cr Năm xuất bản : 2019 Nhà xuất bản : Trường đại học Bách Khoa Hà Nội Tóm tắt : Tổng quan bài toán đo phổ gamma trong nghiên cứu cấu trúc hạt nhân; hệ thống thực nghiệm và phương pháp phân tích số liệu của dự án Seastar; kết quả xây dựng và đánh giá phổ gamma của các hạt nhân 63, 65 Cr.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN ĐỨC TÔN NGHIÊN CỨU PHỔ NĂNG LƯỢNG GAMMA PHÁT XẠ TRÊN ĐƯỜNG BAY CỦA CÁC HẠT NHÂN GIÀU NƠTRON 63, 65Cr LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT HẠT NHÂN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS PHẠM ĐỨC KHUÊ PGS TS PHẠM ĐÌNH KHANG HÀ NỘI, 11/2019 CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Nguyễn Đức Tôn Đề tài luận văn: Nghiên cứu phổ lượng gamma phát xạ đường bay hạt nhân giàu nơtron 63,65Cr Chuyên ngành: Kỹ thuật Hạt nhân Mã số HV: CB170114 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày / /2019 với nội dung sau: - Bổ sung nội dung giới thiệu quy trình xử lý, phân tích phổ gamma; Bổ sung phần nội dung giới thiệu đảo ngược N = 40 cấu trúc lớp vỏ nơtron cường độ chùm hạt sơ cấp 238U; Bổ sung phần giới thiệu quy cách liệu cách trích xuất thơng tin cần thiết trình nhận diện hạt, xây dựng hiệu chỉnh phổ gamma; Bổ sung kết nhận diện hạt nhân tham gia phản ứng tạo đồng vị 63, 65 Cr; Thay đổi, chỉnh sửa tiêu chí xác nhận đỉnh tỉ số tín hiệu/ nhiễu (S/N) tỉ số tín hiệu/phơng (S/P); Chỉnh sửa lỗi tả, soạn thảo… Hà Nội, ngày /… /2019 Tác giả luận văn Nguyễn Đức Tôn NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS Phạm Đức Khuê PGS TS Phạm Đình Khang CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TS Trần Kim Tuấn LỜI CẢM ƠN Hoàn thành luận văn “Nghiên cứu phổ lượng gamma phát xạ đường bay hạt nhân giàu nơtron 63, 65Cr”, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS TS Phạm Đức Khuê PGS TS Phạm Đình Khang hướng dẫn, giúp đỡ bảo nhiệt tình thầy Nhờ vậy, tơi hồn thành luận văn thực thủ tục cần thiết để bảo vệ tốt nghiệp chương trình đào tạo thạc sĩ Tôi xin chân thành cảm ơn PGS TS Nguyễn Tuấn Khải, TS Lê Xuân Chung ThS Bùi Duy Linh, người tạo điều kiện để có hội tiếp cận số liệu thực nghiệm dự án SEASTAR có hướng dẫn, trao đổi q báu để tơi hoàn thành nội dung nghiên cứu luận văn Tôi trân trọng gửi lời cảm ơn tới TS Alexandre Obertelli làm việc Trường Đại học Kỹ thuật Darmstadt, TS Alain Gillibert TS Anna Corsi, làm việc phân viện Saclay thuộc Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Pháp thảo luận, đóng góp q trình phân tích số liệu dự án SEASTAR Tôi xin cảm ơn anh chị thuộc Trung tâm Vật lý Hạt nhân, Viện Khoa học Kỹ thuật Hạt nhân; cán bộ, giảng viên thuộc môn Kỹ thuật Hạt nhân Vật lý Môi Trường, Viện Vật lý Kỹ thuật, Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình học tập thực luận văn Cuối cùng, gửi lời tri ân sâu sắc tới tồn thể gia đình, bạn bè người ủng hộ, động viên suốt thời gian qua Hà Nội, ngày 28 tháng 11 năm 2019 Tác giả luận văn Nguyễn Đức Tôn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết nghiên cứu trình bày luận văn “Nghiên cứu phổ lượng gamma phát xạ đường bay hạt nhân giàu nơtron 63, 65Cr” hoàn toàn trung thực, thực cá nhân với giúp đỡ, trao đổi thầy hướng dẫn, cộng nhóm nghiên cứu thuộc Viện Khoa học Kỹ thuật Hạt nhân Các kết tổng hợp luận văn chưa sử dụng công bố tác giả khác Các thông tin, tài liệu sử dụng luận văn với nguồn gốc, trích dẫn rõ ràng Tơi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu trước Phòng Đào Tạo, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Hà Nội, ngày 28 tháng 11 năm 2019 Tác giả luận văn Nguyễn Đức Tơn TĨM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Các hạt nhân giàu nơtron 63, 65Cr phổ gamma chúng ghi nhận đợt thí nghiệm năm 2014 dự án SEASTAR, dự án nghiên cứu cấu trúc hạt nhân thực RIKEN, Nhật Bản [1] Mặc dù tạo từ năm cuối kỷ 20 nay, thông tin cấu trúc hạt nhân 63, 65Cr hạn chế với số liệu trạng thái [2] Vì vậy, luận văn “Nghiên cứu phổ lượng gamma phát xạ đường bay hạt nhân giàu nơtron 63,65Cr” thực với mục tiêu tìm kiếm số thông tin chuyển dời gamma hạt nhân Từ q trình phân tích phổ, thơng tin trình chuyển dời trạng thái hạt nhân xác định trở thành sở quan trọng để xây dựng sơ đồ mức kích thích, góp phần làm rõ thơng tin cấu trúc hạt nhân Ngoài ra, 65 63, Cr hạt nhân có số N = 39, 41 nên có thể, kết thu nguồn liệu bổ sung quan trọng để nghiên cứu, lý giải tính chất hạt nhân vùng “vùng đảo ngược” N = 40 [3] Nội dung luận văn trình bày thành 03 phần chính: chương giới thiệu tốn nghiên cứu cấu trúc hạt nhân vai trị việc nghiên cứu phổ gamma Những vấn đề tồn toán ghi đo hạt nhân lạ trình bày Ở chương 2, chi tiết hệ thống thực nghiệm phương pháp quy trình xử lý, phân tích số liệu dự án SEASTAR giới thiệu Dựa việc áp dụng phương pháp phân tích số liệu này, kết nhận diện hạt nghiên cứu phổ lượng gamma hạt nhân 63, 65Cr tổng hợp, trình bày chương Theo đó, phổ lượng gamma hạt nhân 63, 65 Cr cho thấy dấu vùng lượng 400, 500 700 keV lần đầu quan sát Đây gần kết nghiên cứu phổ lượng gamma hạt nhân 63, 65Cr Từ số liệu thực nghiệm năm 2014 dự án SEASTAR, phổ gamma hạt nhân 63, 65Cr lần tổng hợp thông qua bước nhận diện hạt sử dụng chương trình phân tích, mơ số liệu gói ANAROOT [4] Bằng cách sử dụng hàm đáp ứng mơ phỏng, q trình xử lý làm khớp phổ cho phép nhận diện đánh giá khả tồn đỉnh Kết q trình cung cấp nhiều thơng tin quan trọng dịch chuyển gamma hạt nhân 63, 65Cr sử dụng làm liệu đầu vào cho q trình nghiên cứu, phân tích Các kết nghiên cứu phổ gamma hạt nhân 63, 65Cr bước đầu cho thấy dấu hiệu xuất số đỉnh dịch chuyển Đặc biệt, xuất đỉnh 420 keV hạt nhân 63Cr bổ sung chứng tồn đỉnh dịch chuyển quanh vị trí 400 keV hạt nhân Thêm vào đó, đỉnh 520 692 keV hạt nhân 65Cr lần đầu xác nhận thông qua phổ gamma phản ứng 66Mn(p,2p)65Cr Do số lượng hạt 63, 65Cr tạo thành tương đối hạn chế, phổ thu có số đếm thấp, thăng giáng thống kê cao độ phân giải detector chưa đủ tốt nên hầu hết đỉnh chưa thể xác nhận cách rõ ràng Trong hướng phát triển tiếp theo, số kỹ thuật phân tích dành riêng cho phổ có số đếm thấp áp dụng nhằm tiếp tục tìm kiếm xác nhận đỉnh dịch chuyển Bên cạnh đó, điều kiện cho phép, thí nghiệm tập trung vào việc ghi nhận phổ gamma hạt nhân 63, 65Cr đề xuất, thực để làm rõ thông tin cấu trúc hạt nhân Tài liệu tham khảo [1] Pieter Doornenbal and Alexandre Obertelli (2013), “Proposal for Nuclear Physics Experiment at RI Beam Factory”, RIBF NP-PAC-13 [2] National Nuclear Data Center, https://www.nndc.bnl.gov/ [3] Florida State University (2007) "Physicist takes a trip to nuclear 'Island of Inversion'." ScienceDaily [4] T Isobe (2013), “ANAROOT: new online/offline framework for RIBF data analysis based on ROOT”, RIBF Users meeting 2013 Tác giả luận văn Nguyễn Đức Tôn MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ, KÝ HIỆU VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU CHƯƠNG I BÀI TOÁN ĐO PHỔ GAMMA TRONG NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC HẠT NHÂN 11 1.1 Phổ gamma thông tin cấu trúc hạt nhân 11 1.2 Bài toán đo phổ gamma hạt nhân lạ 14 1.3 Quy trình phân tích phổ gamma 16 CHƯƠNG II HỆ THỐNG THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SỐ LIỆU CỦA DỰ ÁN SEASTAR 21 2.1 Hệ thống thực nghiệm 21 2.1.1 Hệ thống tạo chùm tia sơ cấp, thứ cấp 22 2.1.2 Hệ phân tách hạt BigRIPS phổ kế từ ZeroDegree 23 2.1.3 Detector MINOS 25 2.1.4 Detector DALI2 28 2.1.5 Hệ thống điện tử ghi nhận số liệu 30 2.2 Phương pháp phân tích số liệu 33 2.2.1 Nhận diện hạt BigRIPS, ZeroDegree 34 2.2.2 Xây dựng hiệu chỉnh phổ gamma thực nghiệm 36 2.2.3 Làm khớp phổ 37 CHƯƠNG III KẾT QUẢ XÂY DỰNG VÀ ĐÁNH GIÁ PHỔ GAMMA CỦA CÁC HẠT NHÂN 63, 65Cr 40 3.1 Kết nhận diện hạt [60] 40 3.1.1 Kết nhận diện hạt BigRIPS 40 3.1.2 Kết nhận diện hạt ZeroDegree 41 3.2 Phổ gamma hạt nhân 63Cr [61] 45 3.2.1 Các kênh phản ứng tạo đồng vị 63Cr phổ gamma tương ứng 45 3.2.2 Phổ gamma 63Cr qua phản ứng 64+XMn(p,2pXn)63Cr (X = ÷ 3) 49 3.3 Phổ gamma hạt nhân 65Cr [61] 55 3.3.1 Các kênh phản ứng tạo đồng vị 65Cr phổ gamma tương ứng 55 3.3.2 Phổ gamma 65Cr qua phản ứng 66+YMn(p,2pYn)65Cr (Y = 0, 1) 58 KẾT LUẬN 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 DANH MỤC CÁC TỪ, KÝ HIỆU VIẾT TẮT Từ, kí hiệu viết tắt RIKEN RIBF Chú thích Viện nghiên cứu Hóa - Lý RIKEN, Nhật Bản Radioactive Isotope Beam Factory Hệ thống sản xuất chùm đồng vị phóng xạ SEASTAR Shell Evolution And Search for Two-plus energies At RIBF Dự án tiến hóa lớp vỏ hạt nhân thơng qua đo đạc lượng kích thích 2+ RIBF BigRIPS Big Radioactive Isotope Projectile-Fragment Separator Hệ thống phân tách chùm đồng vị RIKEN ZeroDegree Hệ phổ kế từ ZeroDegree DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Một số thông tin tinh thể nhấp nháy DALI2 29 Bảng 3.1 So sánh độ phân giải nhận diện hạt số đồng vị Cr giàu nơtron ZeroDegree trước sau hiệu chỉnh 45 Bảng 3.2.Thông số đỉnh dịch chuyển gamma phát từ hạt nhân 63Cr theo kênh 64+XMn(p,2pXn)63Cr (X = ÷ 3) 51 Bảng 3.3.Thông số đỉnh dịch chuyển gamma phát từ hạt nhân 63Cr theo kênh phản ứng 65Mn(p,2pn)63Cr 52 Bảng 3.4 Thông số đỉnh dịch chuyển gamma phát từ hạt nhân 63Cr theo kênh phản ứn 66Mn(p,2p2n)63Cr 54 Bảng 3.5 Thông số đỉnh dịch chuyển gamma phát từ hạt nhân 63Cr theo kênh phản ứng 67Mn(p,2p3n)63Cr 55 Bảng 3.6 Thông số đỉnh dịch chuyển gamma phát từ hạt nhân 65Cr theo kênh phản ứng 66Mn(p,2p)65Cr 59 Bảng 3.7 Thông số đỉnh dịch chuyển gamma phát từ hạt nhân 65Cr theo kênh phản ứng 67Mn(p,2pn)65Cr 60 Bảng 3.4 Thông số đỉnh dịch chuyển gamma phát từ hạt nhân 63Cr theo kênh phản ứn 66Mn(p,2p2n)63Cr Vị trí (keV) FWHM (keV) Diện tích đỉnh (S) Diện tích phơng (P) S/P 420 68.30 143.55 ± 47.69 1065.32 ± 32.64 0.13 ± 0.06 580 80.07 16.59 ± 37.12 680.72 ± 26.09 0.02 ± 0.08 730 94.20 23.82 ± 35.10 603.98 ± 24.58 0.04 ± 0.08 C Phổ lượng gamma hạt nhân 63Cr qua kênh 67Mn(p,2p3n)63Cr Hình 3.20 Kết làm khớp phổ lượng gamma hạt nhân 63Cr thu từ kênh phản ứng 67Mn(p,2p3n)63Cr Trên hình 3.20, phổ gamma hạt nhân 63Cr thu qua kênh phản ứng 67 Mn(p,2p3n)63Cr cho thấy xuất rõ đỉnh dịch chuyển dự kiến, đặc biệt đỉnh 580 730 keV Tuy nhiên, kênh phản ứng trước, kết làm khớp phổ cho thấy tín hiệu gamma thu nhận chủ yếu tín hiệu phơng phần tín hiệu đỉnh lại đóng góp nhỏ Ngoài ra, xét đến tỉ số S/P (bảng 3.5), đỉnh dự kiến chưa thể xác nhận có độ rộng phù hợp với độ rộng hàm đáp ứng 54 Bảng 3.5 Thông số đỉnh dịch chuyển gamma phát từ hạt nhân 63Cr theo kênh phản ứng 67Mn(p,2p3n)63Cr Vị trí (keV) FWHM (keV) Diện tích đỉnh (S) Diện tích phơng (P) S/P 420 65.94 146.63 ± 34.84 533.62 ± 23.10 0.27 ± 0.08 580 87.14 46.40 ± 26.62 331.03 ± 18.19 0.14 ± 0.11 730 98.91 29.97 ± 24.96 296.40 ± 17.21 0.10 ± 0.11 Như vậy, trình xây dựng đánh giá sơ phổ gamma tổng cộng kênh phản ứng tạo hạt nhân 63Cr bước đầu cho thấy xuất dịch chuyển gamma vị trí 420, 580 730 keV Tuy nhiên, q trình phân tích phổ kênh riêng lẻ cho thấy kết chung sau: - Phổ gamma hạt nhân 63Cr qua 03 kênh tập trung nghiên cứu cho thấy dấu hiệu xuất đồng thời số dịch chuyển lượng 420, 580 730 keV Các dấu hiệu xuất đỉnh chưa thực rõ ràng phổ có số đếm thấp, thăng giáng thống kê cao độ phân giải DALI2 chưa đủ tốt nên việc xác định xác vị trí đỉnh chưa thực hiện; - Các kết trình làm khớp phổ cho thấy số đếm đỉnh dự kiến có độ rộng phù hợp với độ phân giải lượng DALI2 lượng tương ứng (đỉnh dự kiến làm khớp hàm đáp ứng) lại có số đếm thấp số đếm phông cao nhiều lần nên việc xác nhận tồn đỉnh trở nên khó khăn Tuy vậy, với đỉnh 414 keV công bố năm 2014 [19] với dấu hiệu xuất đỉnh vị trí 420 keV kênh phản ứng, tồn dịch chuyển gamma vùng xác nhận Ngồi ra, xuất đồng thời nhiều kênh phản ứng khác dấu hiệu quan trọng sử dụng để xác nhận tồn đỉnh 3.3 Phổ gamma hạt nhân 65Cr [62] 3.3.1 Các kênh phản ứng tạo đồng vị 65Cr phổ gamma tương ứng Tương tự 63Cr, số lượng 65Cr ghi nhận ZeroDegree hạn chế so với hạt nhân Mn, Fe Vì vậy, để xác định phản ứng có phổ gamma 55 đủ rõ ràng với khả nhận diện phân tích đỉnh, việc xác định kênh phản ứng tạo hạt nhân khảo sát sơ phổ tương ứng cần thiết Hình 3.21 trình bày kết nhận diện kênh phản ứng tạo hạt nhân 65Cr ghi nhận số liệu dự án SEASTAR Hình 3.21 Kết nhận diện phản ứng tách nucleon cho hạt sản phẩm 65Cr Các hạt nhân tham gia phản ứng nhận diện BigRIPS, hạt nhân sản phẩm ghi nhận ZeroDegree Phổ gamma 65Cr thu từ kênh phản ứng tổng hợp trình bày hình 3.22 – 3.25 Hình 3.22 Phổ gamma 65Cr thu từ phản ứng 65Cr(p,p) 65Cr 56 Hình 3.23 Phổ gamma 65Cr thu từ phản ứng 66Mn(p,2p) 65Cr Hình 3.24 Phổ gamma 65Cr thu từ phản ứng 67Mn(p,2pn) 65Cr Hình 3.25 Phổ gamma 65Cr thu từ phản ứng 68Fe(p,3pn) 65Cr 57 Với kết tổng hợp phổ gamma hạt nhân 65Cr thu qua kênh phản ứng vừa trình bày, đưa số nhận xét sau: - Với kênh phản ứng 65Cr(p,p) 65Cr, phổ thu có số đếm thống kê thấp, cấu trúc rời rạc nên khơng khó để quan sát dấu hiệu xuất đỉnh (không phù hợp với độ rộng hàm đáp ứng DALI2) Vì vậy, việc nhận diện đỉnh dịch chuyển gamma từ phổ không khả thi; - Phổ thu qua kênh phản ứng 66+YMn(p,2pYn)65Cr (Y = 0, 1) có cấu trúc tương đồng với số đếm thống kê thấp liên tục, dấu hiệu xuất đỉnh dịch chuyển quan sát khoảng lượng 400, 500 700 keV; - Kênh phản ứng 68Fe(p,3pn) 65Cr cho phổ gamma có số đếm thấp với dấu xuất số đỉnh dịch chuyển chồng chập dải rộng từ 400 – 700 keV Từ đánh giá ban đầu này, trình phân tích tập trung thực với phổ hạt nhân 65 Cr sản phẩm kênh phản ứng 66+Y Mn(p,2pYn)65Cr (Y = 0, 1) Trong nội dung phần 3.3.2, kết phân tích phổ trình bày thảo luận 3.3.2 Phổ gamma 65Cr qua phản ứng 66+YMn(p,2pYn)65Cr (Y = 0, 1) A Phổ gamma hạt nhân 65Cr qua kênh 66Mn(p,2p)65Cr Mặc dù phổ gamma hạt nhân 66 65 Cr thu qua kênh phản ứng Mn(p,2p)65Cr có số đếm thống kê thấp lại cho thấy dấu hiệu xuất tương đối rõ đỉnh dịch chuyển vị trí 413, 520 692 keV (xem hình 3.26) Để xác nhận tồn dịch chuyển dự kiến này, hàm đáp ứng dịch chuyển gamma có lượng 413, 520 692 keV 65Cr mô sử dụng trình làm khớp phổ Kết trình sử dụng hàm đáp ứng để làm khớp phổ lượng gamma hạt nhân 66 65 Cr qua kênh Mn(p,2p)65Cr trình bày hình 3.26 bảng 3.6 58 Hình 3.26 Kết làm khớp phổ gamma 65Cr thu từ phản ứng 66Mn(p,2p)65Cr Bảng 3.6 Thông số đỉnh dịch chuyển gamma phát từ hạt nhân 65Cr theo kênh phản ứng 66Mn(p,2p)65Cr Vị trí (keV) FWHM (keV) Diện tích đỉnh (S) Diện tích phông (P) S/P 413 70.65 32.35 ± 13.18 70.72 ± 8.41 0.46 ± 0.22 520 75.36 81.53 ± 13.36 48.46 ± 6.96 1.68 ± 0.23 692 91.85 68.16 ± 12.06 38.59 ± 6.21 1.77 ± 0.26 Quá trình làm khớp phổ gamma thực nghiệm cho thấy đóng góp đáng kể đỉnh 413, 520 692 keV với độ rộng đỉnh phù hợp với độ rộng hàm đáp ứng Bên cạnh đó, tỉ số S/P đỉnh tốt nhiều so với đỉnh xác định q trình phân tích phổ gamma hạt nhân 63Cr Đặc biệt, đỉnh 520 692 keV gần thỏa mãn điều kiện xác nhận cách độc lập chấp nhận sai số lớn Tuy vậy, đỉnh dịch chuyển dự kiến vị trí 413 keV lại chưa thỏa mãn điều kiện để xác nhận có S/P nhỏ 59 B Phổ gamma hạt nhân 65Cr qua kênh 67Mn(p,2pn)65Cr Phổ gamma hạt nhân 65Cr thu từ kênh phản ứng 67Mn(p,2pn)65Cr xử lý, làm khớp thông qua việc sử dụng hàm đáp ứng tương ứng với chuyển dời gamma giả định lượng 392, 489 714 keV Kết trình sử dụng hàm đáp ứng để làm khớp phổ gamma thực nghiệm trình bày trênhình 3.27 bảng 3.7 Hình 3.27 Kết làm khớp phổ gamma 65Cr thu từ kênh phản ứng 67Mn(p,2pn)65Cr Bảng 3.7 Thông số đỉnh dịch chuyển gamma phát từ hạt nhân 65Cr theo kênh phản ứng 67Mn(p,2pn)65Cr Vị trí (keV) FWHM (keV) Diện tích đỉnh (S) Diện tích phơng (P) S/P 392 68.30 73.36 ± 19.78 158.82 ± 12.60 0.46 ± 0.14 489 70.66 121.10 ± 20.91 158.07 ± 12.57 0.77 ± 0.14 714 94.20 77.24 ± 20.52 171.93 ± 13.11 0.45 ± 0.14 Với kết tổng hợp hình 3.27 bảng 3.7, trình làm khớp phổ gamma hạt nhân 65Cr thu từ kênh phản ứng 67Mn(p,2pn)65Cr có số đếm thấp cho thấy dấu hiệu xuất đỉnh dịch chuyển lượng 392, 489 714 keV Bên cạnh đó, 60 chưa thể xác nhận thông qua tỉ số S/P đỉnh dịch chuyển dự kiến có độ rộng phù hợp với độ rộng hàm đáp ứng có đóng góp đáng kể vào phổ gamma ghi nhận Nhìn chung, trình làm tổng hợp làm khớp phổ gamma hạt nhân 63, 65Cr thu qua số kênh phản ứng cho thấy dấu hiệu số đỉnh dịch chuyển vùng lượng 400, 500 700 keV Tuy vây, phổ có số đếm thấp, thăng giáng thống kê lớn độ phân giải DALI2 chưa đủ tốt nên vị trí khả tồn hầu hết đỉnh chưa chưa thể xác nhận Do đó, bước phân tích tiếp sau đánh giá trùng phùng, đề xuất sơ đồ mức xác định cường độ dịch chuyển chưa thể thực Mặc dù hạn chế kết trình bày luận văn gần kết nghiên cứu phổ gamma hạt nhân 63, 65 Cr 61 KẾT LUẬN Các hạt nhân giàu nơtron 63, 65Cr nằm gần vùng đảo ngược N = 40 lớp vỏ nơtron, kết nghiên cứu phổ gamma hạt nhân mặt sở quan trọng để xây dựng sơ đồ mức làm rõ thông tin mặt cấu trúc chúng, mặt khác nguồn bổ sung nguồn liệu tham khảo cấu trúc hạt nhân giàu nơtron quanh vùng đảo ngược N = 40 Trong nội dung luận văn, toán nghiên cứu cấu trúc hạt nhân ý nghĩa việc phân tích phổ lượng gamma giới thiệu Ngoài ra, tổng quan dự án SEASTAR kết q trình phân tích số liệu thực nghiệm hạt nhân 63, 65Cr – hạt nhân giàu nơtron ghi nhận thí nghiệm dự án SEASTAR tổng hợp Các kết thu bao gồm: Kết nhận diện hạt nhân 63, 65 Cr BigRIPS ZeroDegree việc xác định kênh phản ứng tạo đồng vị ZeroDegree Dựa phương pháp nhận diện hạt Bρ – ΔE – ToF kết hợp với hiệu chỉnh cần thiết, hạt nhân 63, 65 Cr ZeroDegree nhận diện với độ phân giải tốt, tách biệt tương đối rõ ràng với hạt nhân lân cận Kết trình kiểm chứngcác chương trình phân tích, mơ gói ANAROOT thực thơng qua q trình xây dựng phân tích phổ lượng gamma hạt nhân 66 Cr Sự phù hợp kết phân tích phổ hạt nhân 66Cr với kết công bố năm 2015 khẳng định tính xác chương trình Phổ lượng gamma hạt nhân giàu nơtron63, 65Cr qua số kênh phản ứng Đặc biệt, kênh phản ứng 64+XMn(p,2pXn)63Cr (X= ÷ 3) 66+YMn(p,2pYn)65Cr (Y = 0, 1) kênh phản ứng chủ yếu tạo đồng vị 63,65Cr với phổ gamma có cấu trúc tương đối rõ ràng Kết trình nhận diện đỉnh dịch chuyển làm khớp phổ gamma hạt nhân 63 Cr cho thấy khả tồn dịch chuyển gamma lượng 420, 580 720 keV Sự xuất đồng thời kênh phản ứng khác dấu hiệu quan trọng để 62 đánh giá khả tồn đỉnh nêu Đặc biệt, đỉnh dịch chuyển khoảng 420 keV xác nhận kết ghi nhận đỉnh 414 keV công bố trước Với trường hợp 65Cr, thông qua phổ gamma ghi nhận kênh phản ứng 66 Mn(p,2p)65Cr, đỉnh dịch chuyển gamma lượng 413, 520 692 keV ghi nhận khả tồn dịch chuyển lượng 392, 489 714 keV đề xuất dựa kết phân tích phổ kênh 67Mn(p,2pn)65Cr Các đỉnh 520 692 keV xác nhận sơ thỏa mãn điều kiện độ rộng tỉ số S/P (chấp nhận sai số lớn) Đây gần kết nghiên cứu phổ gamma hạt nhân Do gặp phải số hạn chế mặt số liệu thực nghiệm: hạt nhân 65 63, Cr có thời gian sống ngắn, số lượng tạo chưa đủ lớn độ phân giải detector nhấp nháy, kết ghi nhận phân tích phổ hạt nhân dừng lại việc nhận diện đỉnh dịch chuyển Qua số kênh phản ứng với số đếm thống kê tốt, số đỉnh dịch chuyển bước đầu nhận diện hầu hết có số đếm thống kê chưa đủ tốt để xác nhận Trong hướng phát triển tiếp theo, số kỹ thuật phân tích dành riêng cho phổ có số đếm thấp nghiên cứu áp dụng để đưa kết có độ tin cậy cao nhằm chứng minh tồn đỉnh dịch chuyển phổ Bên cạnh đó, điều kiện cho phép, thí nghiệm tập trung vào việc ghi nhận phổ gamma hạt nhân 63, 65 Cr với độ phân giải tốt đề xuất, thực Từ đó, bước phân tích xác định độ rộng cường độ đỉnh, đánh giá trùng phùng … triển khai nhằm đề xuất sơ đồ mức kích thích, góp phần làm rõ thông tin cấu trúc hạt nhân giàu nơtron quanh vùng đảo ngược N = 40 đóng góp kết vào kho liệu hạt nhân 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ngô Quang Huy (2003), “Vật Lý Hạt Nhân”, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [2] C F von Weizsacker (1935), Z Phys 96, 431 [3] H A Bethe, R F Bacher (1936), Review of Modern Physics 8, 82 [4] R F Casten (1990), “Nuclear structure from a simple perspective”, Oxford University Press, New York and Oxford [5] Kris L G Heyde (1994), “The nuclear shell modell”, Study edition, Springer – Verlag, London [6] Aage Bohr and Ben R Mottelson (1998), “Nuclear structure”, Volume I, World Scientific, London [7] J Lilley (2002), “Nuclear Physics, Principles and Application”, John Wiley & Sons Ltd, New York [8] Aage Bohr and Ben R Mottelson (1998), “Nuclear structure”, Volume II, World Scientific, London [9] M Goeppert Mayer (1949), “On closed shells in nuclei II”, Physical Review 75, 1969 [10] O Haxel, J H D Jensen, and H E Suess (1949), “On the ‘magic numbers’ in nuclear structure” Physical Review 75, 1766 [11] National Nuclear Data Center, https://www.nndc.bnl.gov/ [12] T Kubo (2003), “In-flight RI beam separator BigRIPS at RIKEN and elsewhere in Japan”, Nuclear Instruments and Methods in Physics B 204, pp 97-113 [13] Alex C Mueller et al (1991), “Production of and studies with secondary radioactive ion beams at LISE”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B 56, pp 559-563 [14] D.J Morrissey et al (2003), “Commissioning the A1900 Projectile Fragment Separator”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B 204, pp 90-96 [15] H Geissel et al (1992), “The GSI projectile fragment separator (FRS): a versatile magnetic system for relativistic heavy ions”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B 70, pp 286-297 64 [16] I Tanihata (1996), “Neutron halo nuclei” Journal Physics G 22, 157, and references therein [17] L X Chung et al (2015), “Elastic proton scattering at intermediate energies as a probe of the 6,8He nuclear matter densities”, Physical Review C 92, 034608 [18] O Sorlin et al (2008), “Nuclear magic numbers: new features far from stability”, Progress in Particle and Nuclear Physics 61, Issue 2, pp 602-673 [19] D Steppenbeck et al (2013), “Evidence for a new nuclear ‘magic number’ from the level structure of 54Ca”, Nature 502, 207 [20] G Hagen et al (2012), “Evolution of Shell Structure in Neutron-Rich Calcium Isotopes”, Physical Review Letter 109, 032502 [21] B Bastin et al (2007), “Collapse of the N=28 Shell Closure in 42Si”, Physical Review Letters 99, 022503 [22] Florida State University (2007), "Physicist takes a trip to nuclear 'Island of Inversion'." Science Daily [23] J Ljungvall et al (2010), “Onset of collectivity in neutron-rich Fe isotopes: Toward a new island of inversion?”, Physical Review C 81: 061301 [24] W Rother et al (2011), “Enhanced quadrupole collectivity at N=40: The case of neutron-rich Fe isotopes”, Physical Review Letters 106:022502 [25] H L Crawford et al (2013), “Quadrupole collectivity in neutron-rich Fe and Cr isotopes”, Physical Review Letters, 110: 242701 [26] S M Lenzi et al., (2010), “Island of inversion around 64Cr”, Physical Review C, 82, 054301 [27] Pieter Doornenbal and Alexandre Obertelli (2013), “Proposal for Nuclear Physics Experiment at RI Beam Factory”, RIBF NP-PAC-13 [28] M Weber et al (1992), “New neutron-rich isotopes in the scandium-to-nickel region, produced by fragmentation of a 500 MeV/u 86Kr beam”, Z Phys A 343, pp 67 [29] M Bernas et al (1997), “Discovery and cross-section measurement of 58 new fission products in projectile-fission of 750·A MeV 238U”, Physics Letter B 415, pp 111 [30] S Suchyta et al (2014), “β decay of 61,63V and low-energy level schemes of 61,63Cr”, Physical Review C, 8: 034317 [31] C Santamaria et al (2015), “Extension of the N = 40 Island of Inversion 65 towards N = 50: Spectroscopy of 66Cr, 70, 72Fe” Physical Review Letters., 115:192501 [32] X.Y Liu et al (2018), “Spectroscopy of 65,67Mn: Strong coupling in the N = 40 ‘island of inversion’.”, Physics Letter B, 784:392 [33] C M Shand et al (2017), “Shell evolution beyond Z = 28 and N = 50: Spectroscopy of 81, 82, 83, 84Zn”, Physics Letter B, 773:492 [34] R Taniuchi et al (2019), “78Ni revealed as a doubly magic stronghold against nuclear deformation”, Nature 569:53 [35] H N Liu et al (2019), “How Robust is the N = 34 Subshell Closure? First Spectroscopy of 52Ar.” Physical Review Letters, 12:072502 [36] R P Feynman (1963), “The Feynman lectures on physics”, Volume 2, Addison-Wesley [37] G C Lowenthal, P L Airey (2001), “Practical Applications of Radioactivity and Nuclear Radiation”, Cambridge University Press [38] Glenn F Knoll (2010), “Radiation Detection and Measurement”, John Wiley and Sons, New York [39] W Leo (1994), “Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments”, Springer- Verlag, London [40] Phạm Đình Khang (2015), “Phương pháp cộng biên độ xung trùng phùng ứng dụng”, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội [41] Nguyễn Xuân Hải (2011), “Đầu dò bán dẫn ứng dụng”, Trung tâm đào tạo Hạt nhân - Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam, Hà Nội [42] Canbera Industries Inc., (2006) “Genie 2000 Operations Manual” [43] Ametek Ortec, (2017), “Gamma Vision Manual” [44] T Kubo et al (2012), “BigRIPS separator and ZeroDegree spectrometer at RIKEN RI Beam Factory”, Progress of Theoretical and Experimental Physics, 03C003 [45] N Fukuda et al (2013), “Identification and Separation of Radioactive Isotope Beams by the BigRIPS Separator at the RIKEN RI Beam Factory”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B 317, pp 323 - 332 [46] H Kumagai et al (2001), “Delay-line PPAC for high-energy light ions”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A 470, pp 562-570 66 [47] H Kumagai et al (2013), “Development of Parallel Plate Avalanche Counter (PPAC) for BigRIPS fragment separator”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B 317, pp 717–727 [48] K Kimura et al (2005), “High-rate particle identification of high-energy heavy ions using a tilted electrode gas ionization chamber”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A 538, pp 608 - 614 [49] A Obertelli and T Uesaka (2011), “Hydrogen targets for exotic-nuclei studies developed over the past 10 years”, The European Physical Journal A 47, 105 [50] A Obertelli et al (2014), “MINOS: A vertex tracker coupled to a thick liquidhydrogen target for in-beam spectroscopy of exotic nuclei”, The European Physical Journal A 50, [51] A Obertelli (2011), “Proposal for Nuclear Physics Experiment at RI Beam Factory”, (2011), RIBF NP-PAC-10 [52] https://www.lctpc.org/e8/e57671/ [53] S Takeuchi et al (2014), “DALI2: A NaI(Tl) detector array for measurements of γ rays from fast nuclei”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Section A 763, pp 596-603 [54] P Doornenbal (2012), “In-beam gamma-ray spectroscopy at the RIBF”, Progress of Theoretical and Experimental Physics, 03C004 [55] H Baba et al (2010), “New data acquisition system for the RIKEN Radioactive Isotope Beam Factory”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A 616, pp 65 –68 [56] T Isobe (2013), “ANAROOT: new online/offline framework for RIBF data analysis based on ROOT”, RIBF Users meeting 2013 [57] R Brun et al (1997), “ROOT - An object oriented data analysis framework”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A 389, pp 81 – 86 [58] P Dornenbarn, “SHOGUN simulating package based on Geant4 toolkit for DALI2 response function to gamma energies”, unpublished [59] S Agostinelli et al (2003), “GEANT4 - A simulation toolkit”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A 506 250–303 [60] N D Ton et al., (2018), “Particle identification for neutron rich nuclei 63, 65Cr from knockout reactions”, Nuclear Science and Technology, Vol 8, No 4, 2018 (đã chấp nhận đăng) 67 [61] B D Linh, N D Ton et al., (2017), “Particle identification for Z = 25 – 28 exotic nuclei from SEASTAR experimental data”, Nuclear Science and Technology, Vol.7, No 2, pp 08-15 [62] N D Ton et al., (2018), “In – beam gamma ray spectroscopy of 63, 65Cr”, Báo cáo Hội nghị Khoa học Công nghệ hạt nhân cán trẻ ngành Năng lượng nguyên tử lần thứ 68 ... văn cao học ? ?Nghiên cứu phổ lượng gamma phát xạ đường bay hạt nhân giàu nơtron 63, 65 Cr? ?? thực nội dung nghiên cứu nhằm nhận diện tìm hiều thơng tin trúc hạt nhân 6 3Cr, 65 Cr Mặc dù tạo từ sớm... hạt nghiên cứu phổ lượng gamma hạt nhân 63, 6 5Cr tổng hợp, trình bày chương Theo đó, phổ lượng gamma hạt nhân 63, 65 Cr cho thấy dấu vùng lượng 400, 500 700 keV lần đầu quan sát Đây gần kết nghiên. .. nghiên cứu trình bày luận văn ? ?Nghiên cứu phổ lượng gamma phát xạ đường bay hạt nhân giàu nơtron 63, 6 5Cr? ?? hoàn toàn trung thực, thực cá nhân với giúp đỡ, trao đổi thầy hướng dẫn, cộng nhóm nghiên