Orta enerjili protonlar ile uyarılan 116, 118, 124sn çekirdekleri için çift diferansiyel nötron emisyon tesir kesitlerinin hesaplanması
Theoretical calculations of double differential neutron emission cross-sections for 116, 118, 124sn nuclei induced by protons at intermediate energy
Yazar: MEHMET ERMAN YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. HÜSEYİN ALİ YALIM
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Nükleer reaksiyonlar = Nuclear reactions ; Tesir kesiti = Cross section

Özet:
Monte Carlo, analitik olarak çözümü mümkün olmayan, belirsiz parametreler içeren, karmaşık yapılı sistemlerin ve kuantatif problemlerin sayısal örneklemelerini mümkün kılan ve çözümünü sağlayan çok kullanışlı bir metottur. Özellikle nükleer ve parçacık fiziği uygulamalarında ve medikal fizik alanında, maliyetin yüksek olduğu deneylerin tasarlanması ve çözümlenmesinde, detektör tasarımlarında ve daha pek çok konuda fizikçilerin vazgeçilmez çözümleme aracı olmuştur. Monte Carlo tekniklerinin kullanılması, uygulamalarının yanı sıra araştırılan parçacığın belirli bir enerji değerinde hangi açılarda saçılabileceğinin veya belirli bir açıda hangi çıkış enerjilerinde reaksiyon vereceğinin belirlenmesi için önemlidir.Diferansiyel ve toplam saçılma tesir kesitleri, atom ve atom altı fiziğinin deneysel çalışmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Saçılma tesir kesiti, bir parçacığın diğer bir parçacığın kuvvet alanı ile yaptığı çarpışmayı saçılma açısıyla ilişkilendirmek için kullanılır. Diferansiyel tesir kesitinin türetilmesinde kullanılan denklemler, laboratuarlarda ölçülebilir ve ölçülemez miktarlar arasındaki ilişkiyi kurmak için kullanılabilir. Proton, nötron, elektron gibi parçacıklar ile atomik ve atom altı nesneler bombardıman edilerek bu nesnelerin yapısı hakkında pek çok bilgi edinilebilir. Saçılma problemlerinde kullanılan yöntemler, verilen bir potansiyel alan içindeki parçacığın bağlı enerji durumları dışında, gelen parçacığın enerjisinin önceden verilmesi esasına dayanır.Son zamanlarda ağır çekirdeklerde Çift Diferansiyel Tesir Kesiti ( DDX ) uygulamaları hızlanmış ve önem kazanmıştır. Ağır iyonlarla kanser tedavisi için başvuran hastaların sayısı arttıkça, üretilen radyasyon sonucu gelişen ikincil kanser riski ciddi bir sorun haline gelmiştir. Burada sorun, ağır iyon tedavisi sırasında reaksiyonda üretilen radyasyonun tedavi hacmi dışındaki organlara da ekstra doz verilmesidir. Ağır-iyon kanser tedavisinde ikinci kanser riskini değerlendirmek için, ağır-iyon etkileşimlerinden nötron üretim çift diferansiyel tesir kesitlerinin araştırılması gereklidir (Satoh et al., 2011).Bu çalışma; 10.19 MeV, 10.20 MeV, 10.72 MeV, 10.74 MeV, 11.14 MeV, 11.16 MeV ve 14 MeV uyarma enerjili protonlar ile 116, 118, 124Sn çekirdekleri için (p,n) reaksiyonuna ait 15°, 20°, 30°, 45°, 60°, 75°, 95°, 105°, 120°, 135°, 140° açılarında yapılan çift diferansiyel tesir kesitlerinin teorik hesaplamalarını içerir. Hesaplanan tesir kesitleri ile deneysel tesir kesitleri karşılaştırılmış ve birbirleriyle uyumlu oldukları görülmüştür.

Abstract:
Monte Carlo is a useful method that is not being able to solve analytically, involves uncertain parameters, enables to solve complex systems and quantitative problems and provides their numerical samples. Especially in the field of nuclear and particle physics and medical physics applications, high cost of designing and analyzing experiments, detector designing and in many different areas, it has become an indispensable tool for physicists. Using Monte Carlo techniques, besides its applications, is important to determine the investigated particle at a certain energy level in which angles or at an angle and in which level of energy it is going to react.Differential and total scattering cross sections are widely used in experimental studies of atoms and subatomic physics. Scattering cross section is used to relate the scattering angle which is formed by the collision of a particle with a force field of a particle in the other. The equations which are used to derive differential cross section can be used in the laboratories to establish the relationship between the measurable and immeasurable quantities. A lot of information about the structure of the particles which are proton, neutron and electron, and atomic and subatomic particles can be obtained by the bombardment. The methods used in scattering problems are based on the particle`s energy which is previously given, except in cases of energy conditions of a given particle in the potential area.Recently, heavy nuclei double differential cross sections (DDX) applications gained importance. As the number of patients admitted for treatment of cancer with heavy ions, the risk of secondary cancer produced and developed by radiation has become a serious problem. The problem here is that during the heavy ion treatment, radiation produced by the reaction is given in high doses as well as to the other organs which are out of the treatment. In order to assess the risk of second cancers in heavy-ion cancer therapy, it is essential to evaluate the neutron-production double differential cross sections from heavy-ion interactions. (Satoh et al., 2011).This study includes the theoretical calculations of the double differential cross sections in the angles of 15°, 20°, 30°, 45°, 60°, 75°, 95°, 105°, 120°, 135°, 140° which are all belong to the excitation energy protons 10.19 MeV, 10.20 MeV, 10.72 MeV, 10.74 MeV, 11.14 MeV, 11.16 MeV and 14 MeV and 116, 118, 124Sn nuclei (p,n) reaction. The calculated cross sections and the experimental cross sections were compared and showned to be compatible with each other.