Введение к работе
Актуальность проблемы обусловлена потребностью предсказывать с новышепной достоверностью сечения нуклон-ядерного взаимодействия, что яаяявтся одним из важнейших аспектов прикладной ядерной физики при определении осношшх физических характеристик проектируемых ядерно-энергетических объектов. Ужесточившиеся требования к экологической безопасности реакторов в настоящее время по-новому поставили вопрос о гарантированной точности оценешшх ндериых данных, что не может бить решено без должного теоретического моделирования ядерних процессов, чему посвящена настоящая работа.
Особенно велико практическое значение теоретических оценок нейтронных данных в яшфгвтической области от первого неупругого порога до нескольких МэН. Эта область характерна тем, что в полные упругие и неупругие сечения дают сравнимые- вклады прямой и компаунд механизмы. Сечения сложным образом зависят от анергии, что связано как с открытием новых каналов, так и с интерференцией различных механизмов рассеяния. Поэтому изучение таких механизмов остается одной из актуальных задач физики атомного ядра. Ее решение дает возможность изучать новые свойства ядерных процессов и структуру ядер.
Цель работы заключается в разработке модели рассеяния нейтронов, в которой на уровне амплитуды учитывается взаимное влияние прямого и компаунд механизмов. На основе гамильтониана модели оболочек с единой позиции описываются значения зло-ментов средней матрицы раеее.шин, вторых моментов этой матрицы, и устанавливается их связь с параметрами оболочечного гамильтониана л остаточного взаимодействия.
Изучение методов учета инсоконозбуадешшх состояний остаточ-юго ядра, диагоналиэацшт средней матрицы рассеяния, вычисления сиаффпцнпнтон усиления в упругом канале - задачи вспомогательные іри peuctum основного nuujxxza.
Достоверность полученных в диссертации результатов іюдтві'-рздзктсн их совпадением с аналогичными результатами, готовмо полученм с нзмощыи других методов во многих предельных :луЧ'ЭЯ.ч, когда такое срагпгшие становится возможпым.
Использование i-овременных физических моделей и математических методов, и их реализация в виде пакета прикладных программ позволили получить также согласие теоретических расчетов с многочисленными экспериментальными функциями возбуждения и угловыми распределениями рассеянных нейтронов. Многие результаты, положения и выводы других авторов, работающих в этой области теории ядерных реакций, согласуются с полученными в диссертационной работе.
Научная новизна работы отражена в результатах, включенных в положения, выносимые на защиту:
-
Получено новое представление для элементов матрицы рассеяния в оболочечной модели, которое позволило разделить статистически независимые матричные элементы остаточного взаимодействия. Это представление позволило найти новые интегро-трансцендентные уравнения, которые,описывают зависимость средней S-матрицы от распределения резонансных параметров. Вывод основан на унитарном и симметричном представлении S-матрицы и на модели, в которой гамильтониан гауссовского ортогонального ансамбля связан с некоторым числом открытых каналов. Полученные уравнения имеют простую структуру, что делает их удобными в численных исследованиях, в которых было показано, как параметры остаточного взаимодействия влияют на разрушение эквидистантного спектра модельного оболочеч-ного гамильтониана и на значения средней S-матрицы.
-
В рамках метода случайных матриц проанализированы выражения для флуктуационных сечении и получены новые замкнутые системы матричных уравнений для их вычисления. Результаты хорошо описывают расчеты по методу .Монте-Карло, а сами уравнения были использованы в конкретных расчетах. Проанализирован новый метод нахождения коэффициента усиления в упругом канале. Полученные с его помощью значения этих коэффициентов и флуктуационных сечений хороню описывают приведенные в литературе данные.
-
С помощью методов линейной алгебры обоснован метод диаго-нализации матрицы проницаемости и средней S-матрнцы (преобразование Знгольбрехта-Вайденмюллера). Этот метод справедлив ври любом распределении собственных значений матрицы проницаемости и имеет то дополнительное преимущество, что приводит к вещественным собственным значения средней матрицы рассеяния в новых эффективных
каналах. Определены критерии применимости приближения независимых каналов. Предложен и изучен новый метод учета внсоковозбужденных состояний остаточного ядра, который согласуется с условием унитарности.
-
Рассмотрен новый метод расчета плотности уровней атомных ядер, который учитывает влияние коллективных состояний на термодинамические состояния нагретых ядер. Описано увеличение плотности уровней сферических ядер но сравнению с моделью независимых частиц, которое связано с учетом фононной ветви возбуждения вибрационных состояний.
-
На основа разработанных в работе методов вычисления флук-туационных процессов и метода сильной связи каналов проведен анализ функций возбуждения и угловых распределений упругого и неупругого рассеяния нейтронов с возбуждением уровней основной ротационной полосы на некоторых деформированных ядрах. Показано, что разработанный в работе формализм может описывать совокупность экспериментальных дашшх исчерпывающим образом без подгонки параметров иотенциала и плотности уровней.
Практическая ценность работы состоит в использовании разработанных методов в комплексах компьютерных программ, которые эксплуатируются в настоящее время в Киевском университете им. Т. Шевченко и ИЛИ АН Украины для оценки ядерных данных, для изучения динамики образования и распада возбужденных состояний сложных квантовых систем. Некоторые результаты диссертации включены в курен лекций, которые читаются в Киевском университете им. Т. Шевченко.
Аппробация работы и публикации. Основное содержание диссертации изложено в работах, выполненных на протяжении 19»1 1993 г.г. по тематическим планам кафедры ядерной физики Киевского университета им. Т. Шевченко. Работы докладывались на Всееогопых (Междунартдпнх) совещаниях по ядерной спектроскопии и структуре атомного лдра (1983-1993), Псссокшых (Мевдународных) конфертнциях но нейтронной физике (19U3, 1987), Научной сессии Отделения ядерной физики ЛИ СССР (1990), Международной 1шнфг:[»!1(ции "Ядерный данные в пауке и технологии" (ФРГ, 1991), Международной конференции по коллективной динамике (Дубна, 199;'). Международной конференции но ядерной физике (ФРС, 199?) и
опубликованы в физических и математических периодических журналах и трудах конференций. Список основных авторских публикаций приведен в конце автореферата.
Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка цитируемой литературы из 175 названий. Полный текст диссертации в объеме 261 машинописных страниц включает в себя 11' таблиц и 77 рисунков.
