Döteronla oluşturulan nükleer reaksiyonlar için ampirik ve yarı-ampirik tesir kesiti formüllerinin araştırılması
Investigations of empirical and semi-empirical cross section formulas for deuteron-induced nuclear reactions
Yazar: MUSTAFA YİĞİT
Danışman: PROF. DR. AYŞE GÜNEŞ TANIR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Nükleer füzyon geleceğin enerji kaynağı olarak büyük bir potansiyele sahiptir. Yüklü parçacıklar tarafından oluşturulan nükleer reaksiyonların tesir kesitleri füzyon reaktör teknolojisinde önemli bir yer tutmaktadır. Bu çalışmada döteronlar tarafından oluşturulan (d,n), (d,2n), (d,p), (d,2p), (d,t) ve (d,a) nükleer reaksiyon mekanizmaları incelenmiştir. Bu bağlamda, 50 MeV'e kadar gelme enerjili döteronlarla oluşturulan bazı nükleer reaksiyonların uyarılma fonksiyonları nükleer modeller kullanılarak analiz edilmiştir. Uyarılma fonksiyonlarının model hesaplamaları ALICE-ASH bilgisayar programı ile yapılmıştır. Tesir kesiti hesaplamalarında denge ve denge öncesi etkiler araştırılmıştır. Denge etkilerini tanımlamak için Weisskopf-Ewing (WE) model, denge-öncesi etkileri tanımlamak için ise Hibrid ve Geometrik Bağımlı Hibrid (GDH) modeller kullanılmıştır. Diğer taraftan, seviye yoğunluk parametresi ve eksiton sayının değişiminin uyarılma fonksiyonun üzerine etkisi araştırılmıştır. Ayrıca (d,n), (d,2n), (d,p) ve (d,a) döteron reaksiyonları için tesir kesiti formülleri önerilmiştir. Hesaplamalardan elde edilen sonuçlar, TALYS tabanlı TENDL-2012 kütüphane verileri ve deneysel verilerle karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak önerilen ampirik ve yarı-ampirik tesir kesiti formülleri, model hesaplamaları ve deneysel sonuçlarla oldukça iyi uyum göstermiştir.

Abstract:
Nuclear fusion has a great potential as the energy source for the future. The cross sections of nuclear reactions produced by charged particles occupy an important place in the fusion reactor technology. In this study, the (d,n), (d,2n), (d,p), (d,2p), (d,t) and (d,a) nuclear reaction mechanisms induced by deuteron particles were investigated. In this context, the excitation functions of some nuclear reactions up to 50 MeV deuteron incident energies were analyzed using nuclear models. The model calculations of the excitation functions were performed using the ALICE-ASH computer program. In these cross section calculations, the equilibrium and pre-equilibrium effects were investigated. The Weisskopf-Ewing (WE) model to describe the equilibrium effects, the Hybrid and Geometric Dependent Hybrid (GDH) models to describe the pre-equlibrium effects were used. On the other hand, the effects on excitation function changing of the level density parameter and the exciton number were investigated. Additionally, cross section formulas for (d,n), (d,2n), (d,p) and (d,a) deuteron reactions were suggested. The results obtained from the calculations were compared with the experimental data and TALYS based TENDL-2012 library data. Finally, the suggested empirical and semi-empirical cross section formulas show good agreement with the model calculations and experimental results.