58Ni (p,xn) reaksiyonu diferansiyel tesir kesitlerin hesaplanması

Abstract

Nükleer reaksiyonlar sonucunda açığa çıkan parçacıkların açısal dağılımının bilinmesi, temel nükleer fizik çalışmalarının yanı sıra, zırhlama ve nükleer reaktör tasarımı gibi konularda da oldukça önemlidir. Reaksiyon sonrası açığa çıkan parçacıkların açısal dağılımları, nükleer reaksiyonun hangi mekanizma ile gerçekleştiğinin belirlenmesini sağlamaktadır. Nikel elementi, çeşitli nükleer tesislerde ve sanayide oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu sebeple Nikel elementinin temel atomik özelliklerinin ve reaksiyon sonucunda açığa çıkan parçacıklarının açısal dağılımlarının bilinmesi gerekmektedir. Bu nedenlerden dolayı, bu çalışmada 58Ni izotopu için (p,xn) reaksiyonu diferansiyel tesir kesitleri hesaplanmışdır. Hesaplamalarda “Monte Carlo” temelli bir simulasyon programı olan “PHITS 2.88” kodu kullanılmıştır. 22 MeV’lik protonlarla bombardıman edilen Nikel elementinden ortaya çıkan nötronların, diferansiyel tesir kesitleri farklı açılarda hesaplanmıştır. Hesaplamalarda katsayı olarak 2×〖10〗^7 proton seçilmiştir. Elde edilen sonuçlar Uluslararası Nükleer Reaksiyon Veri Merkezi (EXFOR)’nden alınan deneysel verilerle karşılaştırılarak yorumlanmıştır. 60, 90, 150o derecelerde elde edilen veriler, genel olarak, deneysel verilerle uyum göstermiştir. Minimum enerji seviyesindeki ihmal edilebilir uyumsuzluk, düşük enerjideki saçılmanın değişkenlik oranın artmasından kaynaklanmaktadır. Bu belirsizlik öykü sayının arttırılması ile azaltılabilir. Verilerin doğruluğunu teyit etmek amacıyla, TALYS tabanlı Türetilmiş Nükleer Data Kütüphanesi (TENDL)’den alınan veriler PHİTS sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. TENDL verileri ve PHITS sonuçları EXFOR’dan alınan deneysel verilerle uyum göstermiştir. Sonuç olarak, PHITS Monte Carlo Metodunu kullanarak hesaplama yapılan simülasyon programı PHİTS’in , tesir kesiti hesaplamalarında kullanılabileceği sonucuna ulaşılmıştır.

Knowing the angular distribution of particles released as a result of nuclear reactions besides basic nuclear physics studies, it is very important in matters such as shielding and nuclear reactor design. Angular distribution of the particles released after the reaction, it enables the determination of the mechanism by which the nuclear reaction takes place. Nickel element is widely used in various nuclear facilities and industry. For this reason, it is necessary to know the basic atomic properties and the angular distributions of the particles released as a result of the reaction. Therefore, in this study, 58Ni for the isotope, (p,xn) differential cross sections of the reaction were calculated. PHITS 2.88 code, which is a Monte Carlo based simulation program, was used in the calculations. Neutrons emerging from Ni element bombarded with 22 MeV protons have been calculated at different angles. As a coefficient in calculations 2×〖10〗^7 proton is chosen. The results obtained were interpreted by comparing with the experimental data obtained from the literature. The data obtained at 60, 90, 150o degrees generally agreed with the experimental data. Negligible mismatch in minimum energy level, It is due to the increase in the rate of variability of scattering at low energy. This can be reduced by increasing the uncertainty coefficient. In order to verify the accuracy of the data, the data obtained from the TALYS-based Derived Nuclear Data Library (TENDL) were compared with the PHITS results. TENDL data and PHITS results are in harmony with experimental data from EXFOR. As a result; PHITS simulation program calculated using the PHITS Monte Carlo Method, It has been concluded that it can be used in cross section calculations.