Bazı hafif egzotik çekirdeklerin reaksiyon gözlenebilirlerinin yarı-klasik yaklaşımla hesaplanması
Predictions of the reaction observables for some light exotic nuclei with semi-classical approach
Yazar: BORA CANBULA
Danışman: DOÇ. DR. HALİL BABACAN
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Nükleer Fizik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Nükleer deformasyon = Nuclear deformation ; Nükleer fizik = Nuclear physics ; Nükleer reaksiyonlar = Nuclear reactions ; Nükleer yapı = Nuclear structure ; İnelastik saçılma = Inelastic scattering

Özet:
Bu tez çalışmasında hafif egzotik çekirdeklerin mermi olarak dahil olduğu saçılmalara ait nükleer reaksiyon gözlenebilirlerinin yarı-klasik yaklaşım yardımıyla hesaplanması amaçlanmıştır. Reaksiyon gözlenebilirleri, elastik, sanki-elastik ve inelastik tesir kesitlerinin hesaplanmasında optik model ve çiftlenmiş kanallar metodu kullanılmıştır. Çiftlenmiş kanallar metodunda kullanılması gereken deformasyon parametrelerinin tayin edilebileceği bir nükleer yapı modeli olarak nükleer seviye yoğunluğu kullanılmıştır. Nükleer seviye yoğunluğunun böyle zorlu bir problemde güvenle kullanılabilmesi için gerekli analizler yapılıp eksiklikleri tespit edilmiştir. Nükleer seviye yoğunluğunun en temel eksikliği olan kollektif etkilerin doğru şekilde nasıl dahil edilebileceği problemidir. Bu amaçla seviye yoğunluğu parametresinin uyarılma enerjisine bağımlılığı kollektif etkileri de içerecek şekilde Laplace-benzeri bir ifade ile yeniden tanımlanmıştır. Ayrıca bu formül aracılığıyla çekirdeğin uyarılmış seviyelerinin dağılımı ile deformasyon parametresi arasında da yeni bir ilişki kurulmuştur. Ortaya koyulan yeni formülasyon ile nükleer seviye yoğunluğu parametresi içindeki belirleyici rolü artan tek parçacık potansiyeli terimleri için geniş bir analiz yapılmış ve hangi potansiyel tanımının hangi kütle bölgesinde başarılı olduğu belirlenmiştir. Bunlara ilaveten, bu formül, çekirdeğin istatistiksel yapı özellikleriyle reaksiyon gözlenebilirleri arasında da yeni bir bağlantı kurmaya imkan tanımış, böylece bu yeni formülasyon kullanılarak elde edilen deformasyon parametreleri çiftlenmiş kanallar hesabında kullanılabilir hale gelmiştir. Hafif egzotik çekirdekler arasında en çok ilgi çekenlerden 6He ve 8He çekirdeklerinin 12C, 4He ve 9Be hedef çekirdekleri ile gerçekleştirdiği elastik, inelastik ve sanki-elastik tesir kesitleri teorik olarak hesaplanmış ve mevcut deneysel değerlerle karşılaştırma yapılmıştır. Yapılan hesaplamalar deneysel çalışmalar ile uyumlu sonuçlar vermiş böylece ortaya konulan yeni seviye yoğunluğu formülasyonunun nükleer reaksiyon problemlerinde güvenle kullanılabilecek bir araç haline getirildiği gösterilmiştir. Son olarak 6He ve 8He çekirdekleri ile ilgili sürdürülebilecek çalışmalar için yol gösterici olabilecek çıkarımlar yapılmıştır.

Abstract:
In this thesis study, it is aimed to calculate nuclear reaction observables of scatterings in which light exotic nuclei involve as a projectile, with semi-classical approximation. The reaction observables, elastic, quasi-elastic and inelastic cross sections, are calculated by using optical model and coupled channels method. Nuclear level density is used to determine the deformation parameters values needed in coupled channels method. To use nuclear level density in such a challenging problem, all required analysis are done and its shortcomings are stated. How to include collective effects in nuclear level density, which is the main shortcoming, is solved by redefining the excitation energy dependence of the nuclear level density including collective effects with a Laplace-like formula. By means of this formula, a new connection is also established between the distribution of the excited levels of nucleus and its deformation parameter. With this new proposed formula, the increased role of the single particle potential terms in the nuclear level density parameter is investigated and it is also analyzed that, which single particle potential combination is better for which mass region. In addition to these, it allows to establish a new connection between the statistical structire properties of nuclei and the nuclear reaction observables, thus the deformation parameter values obtained from this formula can be used in coupled channels method. Elastic, inelastic and quasi-elastic cross sections of reactions that 6He and 8He, which are popular light exotic nuclei, scattered from 12C, 4He, and 9Be, are predicted and compared with the existing experimental data. Predictions agree well with the experimental data, and therefore newly proposed nuclear level density formulation can be considered as a reliable tool, which can be used in nuclear reaction problems. Finally, for the future studies about 6He and 8He, some perspectives are given.