Nükleer astrofizikte düşük enerjli çekirdek sentezi ve enerji üretimi reaksiyonları
Low energy nucleosynthesis reactions in nuclear astrophysics and energy production reactions
Yazar: GÖKHAN KOÇAK
Danışman: DOÇ. DR. İSMAİL BOZTOSUN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Bölümü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Big Bang çekirdek sentezi döneminde meydana gelen elementler ile ilgili günümüzdeki en büyük problemlerden biri Li çekirdeği reaksiyon oranı ve bollukları için Standart Big Bang teorisi ile astoronomik gözlemler arasında meydana gelen farklılıklardır. Bu problemi çözmek amacıyla şimdiye kadar bir çok çalışma ve analizler yapılmıştır. Son zamanlarda ise Li problemini çözmek için negatif yüklü çok ağır X- parçacıkları önerilmiştir. Bu tez çalışmasının ilk kısmında, , ve sistemleri Optik Model çerçevesinde analiz edilmiş ve sığ, derin ve mikroskobik potansiyeller yardımıyla toplam tesir kesiti ve S faktör gibi gözlenebilirler elde edilmiştir. Elde edilen bu gözlenebilirler yardımıyla X- parçacığının Li reaksiyon oranları üzerindeki etkisi araştırılmıştır. ve sistemleri için reaksiyon oranlarına yaklaşık 107 mertebesinde bir katkının geldiği gözlenmiştir ve bu katkılar sıcaklığa göre küçük değişimler gösterebilmektedir.Tez çalışmasının ikincisi kısmında ise, Coulomb bariyeri civarı ve altındaki enerjilerde hem kararlı hemde kararsız sistemler için füzyon reaksiyonları üzerinde çalışmalar yapılmıştır. 16O+16O sistemi için double folding potansiyeli kullanılarak toplam tesir kesiti ve S faktör hesaplamaları yapılmış ve deneysel datalarla çok iyi bir uyum elde edilmiştir. Bu potansiyel sistemi sayesinde toplam tesir kesiti, S faktör ve açısal dağılım gözlenebilirleri eşzamanlı olarak çok başarılı bir şekilde açıklanmıştır. Ayrıca, 9Li+70Zn sistemi için meydana gelen deneysel data ile teorik sonuçlar arasındaki farklılık bariyer üzerinde eklenen potansiyel yardımıyla açıklanmıştır.Anahtar Kelimeler: Big Bang çekirdek sentezi; X- parçacığı; optik model; reaksiyon oranı; S faktör; füzyon tesir kesiti.

Abstract:
For Big Bang nucleosynthesis era, one of the big problem is Li reaction rate and abundance anomalie between Standart Big Bang Theory and astronomical observations. In order to solve this problem a number of study has been used up to now. Recently, as a new candidate to solve Li anomalie, the massive negatively charged X- particle suggested. In this thesis, the , and systems have been analyzed within the framework of optical model. The total cross sections, S factors observables obtained by using shallow, deep and microscopic potentials for given systems. With the aid of these observables, the effect of X- particle on the Li reaction rates has been investigated. This effect provides as much as 7 order of magnitude enhancement for the and systems reaction rates and it shows small changes according to temperature.As a second main part of this study, the fusion reactions around and below Coulomb barrier has been studied for stable as well as unstable systems. The total cross sections and S factor for 16O+16O system have obtained in very good agreement with the experimental data by using double folding potential. This potential system has succeed to explain total cross sections, S factor and angular distributions, simultaneously. Also, the fusion cross sections enhancement problem for the 9Li+70Zn system studied by using additional potential technique just on the barrier region.Keywords: Big Bang nucleosynthesis; X- particle; optical model; reaction rate; S factor; fusion cross section.