Nghiên cứu Vật lý hạt nhân với chùm gamma có cường độ cao và có năng lượng có thể thay đổi được tại ELI-NP, Romania.

Chủ nhiệm đề tài TS. Phan Việt Cương
Đơn vị thực hiện Viện Vật lý
Thời gian thực hiện 2017 - 2019
Thuộc chương trình Chương trình phát triển Vật lý năm 2020
Cán bộ tham gia
Tổng kinh phí 600.000.000đ (sáu trăm triệu đồng)
Xếp loại đề tài Khá
Mục tiêu đề tài

Trong khuôn khổ dự án Châu âu ELI-NP, Romania, chúng tôi góp phần nghiên cứu và phát triển kỹ thuật IGISOL để phân tách, lựa chọn mảnh phân hạch cần quan tâm tạo ra từ quá trình quang phân hạch của 238U gây bởi chùm gamma có năng lượng có thể lựa chọn được trong vùng cộng hưởng lưỡng cực khổng lồ, hướng tới nghiên cứu cấu trúc của các đồng vị phóng xạ giàu nơtron nằm xa đường bền tạo thành từ quá trình phân hạch.
Góp phần cụ thể hóa mục tiêu của Chương trình phát triển vật lý đến năm 2020 trong đó có vật lý hạt nhân, cụ thể là:
a. Nâng cao năng lực nghiên cứu trong lĩnh vực vật lý hạt nhân thực nghiệm của Việt Nam. Hình thành được đội ngũ chuyên gia về lĩnh vực Vật lý hạt nhân của Việt Nam có trình độ quốc tế nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy Vật lý hạt nhân trong các cơ sở đào tạo trong nước và phục vụ cho chiến lược phát triển năng lượng hạt nhân vì mục đích hòa bình ở nước ta trong tương lai.
b. Đào tạo nguồn nhân lực trong lĩnh vực Vật lý hạt nhân cơ bản thực nghiệm.
c. Tăng cường quan hệ hợp tác quốc tế trong nghiên cứu khoa học với các trung tâm nghiên cứu hạt nhân tiên tiến trên thế giới.
d. Tạo tiền đề để xây dựng nhóm nghiên cứu của Việt nam tại dự án ELI-NP.
e. Tăng số công bố quốc tế trong lĩnh vực vật lý hạt nhân thực nghiệm.

Kết quả đạt được

- Về khoa học:
Thông qua việc thực hiện đề tài, chúng tôi đã thu được một số kết quả nghiên cứu như sau:
- Xây dựng thành công công thức tham số hoá (đặt tên là công thức GIF238U-Gamma Induced Fission 238U) phục vụ cho việc tính toán chính xác tiết diện tạo các mảnh phân hạch giàu nơtron bằng quang phân hạch của 238U trong vùng năng lượng rộng. Các công thức tham số hoá bao gồm: (1) Tiết diện quang phân hạch toàn phần, (2) suất lượng mảnh phân hạch phụ thuộc số khối (phân bố khối), và (3) phân bố điện tích của các hạt nhân đồng khối. Công thức tính tiết diện quang phân hạch toàn phần mô tả tốt số liệu thực nghiệm ở vùng năng lượng rộng (dưới 30 MeV). Ngoài ra, các khảo sát cũng cho thấy, công thức tham số hoá (2) và (3) mô tả tốt số liệu thực nghiệm về suất lượng tạo thành một đồng vị phóng xạ nào đó bằng quang phân hạch. Vì vậy công thức này có thể được sử dụng để tính toán chính xác tiết diện tạo các đồng vị phóng xạ giàu nơtron bằng quá trình phân hạch của 238U.
- Áp dụng công thức tham số hoá được xây dựng để tính toán suất lượng tạo thành đồng vị phóng xạ giàu nơtron tiệm cận tới r-process tạo ra từ quá trình quang phân hạch tại dự án ELI-NP.
- Phát triển và hoàn thiện chương trình mô phỏng Monte-Carlo trong mô phỏng quá trình quang phân hạch đã được xây dựng trước đó (trong khuôn khổ đề tài NAFOSTED, mã số 103.04-2014.29 của chính nhóm thực hiện đề tài này) để tối ưu hoá thiết kế của buồng khí cho hệ thiết bị IGISOL tại ELI-NP. Đây là hệ thiết bị được sử dụng để tạo ra các chùm đồng vị phóng xạ giàu nơtron nằm xa đường bền có năng lượng thấp thông qua quá trình phân hạch của 238U gây bởi chùm gamma tạo ra do quá trình tương tác của chùm laser công suất cao với chùm electron được gia tốc đến năng lượng 720 MeV. Giải năng lượng của chùm gamma có thể thay đổi được tuỳ thuộc vào bố trí hình học của các ống chuẩn trực do mối tương quan giữa năng lượng và góc tán xạ. Qua quá trình tương tác của chùm đồng vị phóng xạ tạo thành sẽ làm thay đổi trạng thái điện tích (thường trước khi đi ra khỏi buồng khí đồng vị phóng xạ có trạng thái điện tích 1+) và năng lượng của các đồng vị này. Việc đưa công thức tham số hoá nói trên vào Geant4 để mô phỏng quá trình tạo đồng vị phóng xạ giàu nơtron thông qua quá trình quang phân hạch đồng thời so sánh với các model tính toán có sẵn trong Geant4 đang được tiến hành.

Một số hình ảnh của đề tài: 

ELI-NP

Untitled

Những đóng góp mới

- Xây dựng được công thức tham số hoá mới chính xác trong mô tả tiết diện phản ứng quang phân hạch của 238U, phân bố khối và phân bố điện tích của các mảnh phân hạch tạo ra từ phản ứng quang phân hạch của 238U.

Sản phẩm

Các bài báo đã công bố (liệt kê):
1. B. Mei, D. L. Balabanski, P. Constantin, L. T. Anh, P. V. Cuong. Emperical parameterization for production cross sections of neutron-rich nuclei by photofission of 238U at low energies. Phys. Rev C96, 064610 (2017).
2. B. Mei, D. L. Balabanski, P. Constantin, L. T. Anh, P. V. Cuong. Production of neutron-rich nuclei approaching r-process by gamma-induced fission of 238U at ELI-NP. EPJ Web of Conference 178, 04009 (2018).
3. Le Tuan Anh, Phan Viet Cuong, P. Constantine, D. L. Balabanski, Nguyen Hong Ha, Ho Thi Thao. Simulation for optimizing the design of gas cell of IGISOL facility at ELI-NP. Com. in. Phys. Vol.29, No.3 (2019)277-284.

Bản quyền thuộc về Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Địa chỉ: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội. Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Khi phát hành lại thông tin trên Website cần ghi rõ nguồn: "Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam".