Введение к работе
Актуальность проблемы. Фотоядерные эксперименты, имеющие
целью измерение энергетической зависимости сечения реакции под
действием /-квантов, в области энергий Дипольного гигантского
гезонанса (ДГР) являются одним из важнейших источников
информации для проверки наших представлений о свойствах ядерной
материи. Настоящая работа посвящена анализу ситуации,
сложившейся на сегодняшний день в области исследования сечений фотоядерпых реакций при энергиях возбуждения ДГР (Е/<50 МэВ), и разработке единого подхода к анализу результатов экспериментов различного типа. Ситуация характеризуется тем, что данные измерений, считающиеся прямыми, отличаются от обработанных данных косвенных (интегральных) измерений, различаются между собой данные косвенных измерений одного и того же тина, но обработанные разными способами. В ряде случаев различаются и данные прямых измерений, выполненных в разных лабораториях или в разное время. Расхождения для отдельных ядер столь велики, что неопределенность в совокупности данных отбрасывает исследователя на уровень неопределенности в первых работах по ДГР, проведенных в 50-о годы.
Интуитивно ясны возможные причины расхождений. Данные различаются, по меньшей мере потому что различаются аппаратные функции (спектры фотонов), с которыми эти данные получены. Проблема обсуждается едва ли не в каждой экспериментальной работе, однако, па весьма качественном (оценочном) уровне, не позволяющем продвинуться по пути уменьшения неопределенности. Различие форм фотонных спектров - это лишь один из источников расхождений, хотя и наиболее трудно устранимый. Заметный вклад в появление систематических расхождений вносят и погрешности в энергетической калибровке экспериментальных установок и в определении эффективности регистрации продуктов фотоядерпой реакции.
Совершенно очевидно, что для прояснения сложившейся ситуации необходимо по меньшой мере привести данные разных работ к одному и тому же представлению, т.е. чтобы данные интерпретировались с одной и той же аппаратной функцией. Формулировка этой задачи близка формулировке задачи приведения результата, измеренного с некоторой аппаратной функцией, к виду,
который он имел бы, будучи измеренным с другой, наперед заданной, аппаратной функцией. В свою очередь эта задача вместе с задачей повышения разрешения в случае их решения для каждого конкретного эксперимента, могут служить мощным средством усовершенствования экспериментальных методов и при этом иметь большой самостоятельный научный интерес, выходящий за рамки проблемы систематических расхождений фотоядерных данных.
Целью работы является: Создание метода оценки фотоядерных данных в условиях существенных систематических расхождений и проведение такой оценки для некоторых ядер, а также решение задачи приведения результата косвенного фотоядерного эксперимента к максимально возможному энергетическому разрешению.
В диссертации решались следующие основные задачи:
-
Создание банка данных по сечениям фотонейтронпой реакции, достаточного для систематического анализа расхождений в данных.
-
Исследование распределений основных типов систематических погрешностей.
3. Определение возможных источников систематических
погрешностей в экспериментальных методах и используемых
математических процедурах анализа данных.
4- Разработка метода приведения результатов фотоядерных
экспериментов различного типа к одинаковым аппаратным функциям,
а также решение задачи повышения энергетического разрешения, на
основе метода редукции без априорной информации.
5- Разработка метода оценивания систематических зависящих
от энергии погрешностей калибровки и нормировки отдельных
экспериментов па основе сопоставления всех результатов по
данному сечению и знания распределений систематических
погрешностей с использованием метода редукции с априорной
информацией.
6. Получение оцененных сечений на ядрах, для которых существует наибольшее число измеропий различного типа.
Новизна работы. Для приведения данных косвенных фотоядерных экспериментов к максимально возможному энергетическому разрешению реализован метод, основанный на применении теории измерительно - вычислительных систем сверхвысокого разрешения. Метод позволяет получать наилучшую среднеквадратичную оценку
энергетической зависимости сечения. При этом результат интерпретитуется, как сечение, изморенное с известным, наиболее монохроматическим спектром фотонов. Возможно привлечение априорной информации о сечении и оценка надежности математической модели измерений. Метод свободен от основных недостатков, присущих традиционным методам анализа: аппаратная функция, с которой получается результат, не производит "ложной структуры" в сечении; для решения задачи не требуется привлечение недостаточно обоснованной дополнительной информации.
Впервые создан метод совместной оценки данных эксперментов различного типа по сечениям фотоядерных реакций, учитывающий информацию о систематических погрешностях в калибровке и нормировке данных и формы фотонных спектров.
Проведена оценка сечения полной фотонейтронной реакции на ядрах ,60,28Si, ,4,Рг и 208?Ь.
Научная и практическая ценность работы. Оцененные сечения фотонейтропной реакции на ядрах160,285i, 141Рг и 208РЬ и их ковариационные матрицы содержат в себе большую часть накопленной на сегодняшний день экспериментальной информации об этих сечениях; они представляют собой данные, свободные от систематических расхождений, обусловленных различием в аппаратных функциях. Оцененные данные уточняют современные представления об энергиях и амплитудах структурных особенностей в ДТР на этих ядрах. Сечения и их ковариационные матрицы получены в виде, пригодном для включения в современную систему оцененных адерных данных МАГАТЭ.
Созданные методы совместной оценки носят достаточно общий характер и применимы также для оценки сечений фотоядерных реакций в других областях энергий, для одновременной оценки сечений нескольких каналов реакций
Апробация работы. Основные результаты дисертации докладывались на 38 (1988 г.), 40 (1990 г.), 41 (1991 г.) и 42 (1992 г.) Совещаниях по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра,
Международной конференции по ядерным данным для науки и технологии (Япония, 1988 г.),
Международной Гордоновской научной конференции по фотоядерным реакциям (1990 г.).
7 (1988)и 8(1991) Международном семинаре по электромагнитным взаимодействиям при низких и средних энергиях (Москва), Международном симпозиуме по методологии оценки ядерных данных (США, Брукхэвен, 1992 г.),
опубликованы в шестнадцати научных работах, из них четыре научные статьи и три препринта НИИЯФ МГУ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Объем диссертации составляет 180 страниц текста, включает 60 рисунков 6 таблиц и список литературы из 130 наименований.
