B GIÁO DC VÀ ÀO TO B KHOA HC VÀ CÔNG NGH
VIN NNG LNG NGUYÊN T VIT NAM
------

------
Nguyễn Ngọc Duy
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
CẦN THIẾT CHO THIÊN VĂN HỌC
Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử và hạt nhân.
Mã số: 62 44 05 01
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ
Hà Ni – 2013
Công trình c hoàn thành ti:
- i hc Tng hp Tokyo, Nht Bn.
- Vin Nng lng Nguyên t Vit Nam.
Ngi hng dn khoa hc:
PGS. TS. Lê Hng Khiêm
PGS. TS. Vơng Hu Tn
Phn bin 1:.................................................................
Phn bin 2:.................................................................
Phn bin 3:.................................................................
Lun án s c bo v trc Hi ng chm lun án
cp Vin hp ti: ………………………………. ……
vào hi ........., ngày …...... tháng ............ nm ……...
Có th tìm hiu lun án ti:
- Th vin Quc gia Vit Nam.
- Vin Nng lng nguyên t Vit Nam.
1
M u
Vt lý ht nhân óng vai trò quan trng trong s ci bin th gii. Vic
nghiên cu vt lý ht nhân mang li nhiu ng dng trong nhiu lnh vc,
chng hn như công nghip, nông nghip, y hc,…Hơn na, vt lý ht nhân
còn là chic chìa khoá  nghiên cu v tr bao la.
Nhng mô hình ca s hình thành và phát trin sao ã d oán v s
tn ti ca các quá trình ht nhân ang din ra trong v tr. Kho sát nhng
phn ng ht nhân cn thit cho thiên vn hc có ý ngha rt quan trng
không ch trong lnh vc thiên vn mà còn c i vi lnh vc cu trúc ht
nhân. Ngoài ra, nhng ht nhân không bn trong môi trưng sao ưc cho
là s giúp chúng ta có nhng kin thc mi hơn v cu trúc ht nhân.
Vi nhng thit b hin i dành cho nghiên cu ht nhân hin nay,
chúng ta hoàn toàn có th tin hành vic kho sát các phn ng xy ra trong
v tr ti các phòng thí nghim trên m t t. !ây là m"t iu kin thun li
cho s khám phá sâu hơn na v cu trúc ht nhân các ht không bn và
nghiên cu m"t cách hiu qu nhng phn ng ht nhân trong nhng chu#i
phn ng ca các quá trình t$ng hp nguyên t trên các sao. Trong ó, m"t
s phn ng có vai trò ht sc quan trng trong tin trình phát trin ca sao,
cng như liên quan mt thit n nhng s bt thưng trong quan sát thiên
vn. Chúng tôi c bit quan tâm n phn ng
22
Mg(
,p)
25
Al vì nó có ý
ngha quan trng trong vic nghiên cu cu trúc ht giàu proton
26
Si trong
vùng nng lưng trên ngư%ng alpha (E
thr
= 9.164 MeV). D liu ht nhân
trong vùng nng lưng này dưng như còn b& trng, trong khi i vi ht
nhân gương ca nó,
26
Mg, mt " mc trong vùng nng lương tương ng
tương i cao. Ngoài ra, phn ng này cng là m"t trong nhng mi kt ni
quan trng trong quá trình rp-process ti v trí ht nhân
22
Mg trong quá trình
t$ng hp nguyên t trong v tr. Sut phn ng ca phn ng này góp phn
gii thích s bt thưng trong vic dò tìm tia gamma nng lưng 1.275
MeV và vn  Ne-E hin nay. Bên cnh ó, th “ch” ca
22
Mg cng ưc
làm sáng t& da trên nhng kt qu nghiên cu v phn ng này và phn
ng
22
Mg(p,)
23
Al.
2
Có hai phương pháp cơ bn  kho sát sut phn ng: phương pháp
s' dng thông s các mc lưng t' ca ht nhân, có nng lưng tương ng
vi vùng nhit " cn kho sát trong môi trưng các sao và phương pháp
tính trc tip sut phn ng t( tit din phn ng ca phn ng ó. Chúng
tôi ã tin hành thit k o c  thu các mc nng lưng ca ht không
bn
26
Si và tính toán sut phn ng ca
22
Mg(
,p)
25
Al thông qua các mc
c"ng hư)ng ca
26
Si trong thc nghim tán x ht không bn
22
Mg lên bia
khí alpha. Trong khuôn kh$ lun án này, chúng tôi trình bày nhng kt qu
thu ưc t(
22
Mg(
,
)
22
Mg cho ht nhân compound
26
Si và tính sut phn
ng ca
22
Mg(
,p)
25
Al.
Trên th gii ch có hai nghiên cu v ht nhân
26
Si trên ngư%ng alpha.
Nghiên cu th nht là phân rã beta t( ht nhân
26
P và nghiên cu th hai là
phn ng
28
Si(p,t)
26
Si. Tuy nhiên, các mc nng lưng trong nhng nghiên
cu này không xa ngư%ng alpha, và do ó, không tho mãn ưc vùng nhit
" cao (T > 1 GK) trong môi trưng Supernova và X-ray Burst. Cho n
trưc lun án này, chưa có m"t công trình nào o c trc tip tương tác
22
Mg+
.
Mc tiêu ca lun án
- V vt lý ht nhân: Xác nh các mc nng lưng mi ca
26
Si trên
ngư%ng alpha bao gm các trng thái lưng t' spins và ch*n l+. T( nhng
thông tin này, cu trúc nhóm ca ht giàu proton
26
Si s ưc kho sát.
- V vt lý thiên vn: Da vào các trng thái kích thích ca
26
Si t( tán x
22
Mg+,, xác nh sut phn ng ca
22
Mg(,p)
25
Al, cùng vi phn ng
22
Mg(p,
)
23
Al và phân rã beta ca
22
Mg  kho sát “im ch”
22
Mg. T(
ó, ánh giá nguyên nhân ca nhng s bt thưng trong quan sát thiên vn
v tia gamma 1.275 MeV và vn  Ne-E hin nay. Th(a s S-factor cn
cho vic xác nh sut phn ng không c"ng hư)ng cng ưc tính toán.
- Sn xut chùm ht không bn
22
Mg: Sn xut chùm ht không bn
22
Mg có " sch cao, cưng " ln và nng lưng tho mãn vùng trên
ngư%ng alpha ca
26
Si và trong vùng nhit " T = 0.5 - 3 GK.
- K thut detector: Ci tin active-gas-target detector  o c ng
thi ht n ng ca chùm ht ti và các ht nh- bay ra sau phn ng. !ây là
3
tính cht rt quan trng và cn thit i các loi detector ghi o phn ng
theo phương pháp "ng hc ngưc vi k thut bia dày.
Kt qu mi ca lun án
V m t vt lý, lun án ã ghi nhn ưc sáu mc nng lưng trên
ngư%ng alpha ca
26
Si. Trong ó, có ba mc thp trùng khp vi hai nghiên
cu trưc ó và ba mc mi ln u tiên ưc ghi nhn. Trng thái spin và
ch*n-l+ ca sáu mc này ã ưc xác nh trong lun án này b.ng vic làm
khp theo phương pháp R-matrix, da trên hàm kích thích tit din c"ng
hư)ng ca phn ng
22
Mg(
,
)
22
Mg, nhng công trình trưc ây chưa xác
nh ưc trng thái lưng t' cho các mc này.
!i vi thiên vn hc, sut phn ng c"ng hư)ng ca
22
Mg(
,p)
25
Al
trong vùng nhit " sao T
9
= 0.5 - 2.5 GK ưc xác nh t( trng thái c"ng
hư)ng trong
22
Mg(
,
)
22
Mg. Bên cnh ó, hàm th(a s thiên vn S-factor
ph thu"c vào nng lưng cng ưc xác nh. Th(a s này quan trng
trong vic ngoi suy sut phn ng không c"ng hư)ng ca
22
Mg(
,p)
25
Al.
V m t k thut thc nghim, detector khí loi mi dùng o c các
phn ng thiên vn ã ưc thit k và ưa vào s' dng. Ngoài ra, chùm ht
không bn
22
Mg tho mãn iu kin cưng " cao cho vic o c tán x
lên alpha ưc to thành công. Trong ó, s ht
22
Mg ưc to ra không t
l tuyn tính vi cưng " chùm ht ti ca phn ng to
22
Mg.
ng dng ca kt qu nghiên cu
Kt qu trong nghiên cu này có th ưc s' dng kho sát cu trúc
nhóm trong ht nhân
26
Si trên ngư%ng alpha 9.164 MeV và góp phn gii
thích m"t s hin tưng bt thưng trong quan sát thiên vn, chng hn như
tia gamma 1.275 MeV; th ch ca
22
Mg;… Nhng kt qu thu ưc trong
nghiên cu này óng góp vào sơ  các mc nng lưng chưa t(ng ưc
ghi nhn ca
26
Si. Ngoài ra, các mc này góp phn ánh giá trng thái kích
thích ca ht nhân gương ca nó,
26
Mg vì trng thái spin và ch*n-l+ ca các
mc kích thích ca ht nhân gương này v/n còn thiu rt nhiu. Bên cnh
ó, sut phn ng ca phn ng
22
Mg(
,p)
25
Al có th ưc dùng  so sánh
s cnh tranh ca quá trình b0t proton và phân rã beta ca
22
Mg. Ngoài ra,