Dự thảo tóm tắt Luận án Tiến sĩ Vật lý: Nghiên cứu cấu trúc của một số hạt nhân phóng xạ giàu nơtron trên thiết bị tạo chùm đồng vị phóng xạ tại RIKEN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
_______________________

Vi Hồ Phong

NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC CỦA MỘT
SỐ HẠT NHÂN PHÓNG XẠ GIÀU
NƠTRON TRÊN THIẾT BỊ TẠO CHÙM
ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ TẠI RIKEN

Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử
Mã số: 9440130.04

(DỰ THẢO) TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ

Hà Nội – 2019


Cơng trình được hồn thành tại:
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội

Người hướng dẫn khoa học: GS. TS. Lê Hồng Khiêm
TS. Shunji Nishimura

Phản biện: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..............................
Phản biện: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..............................
Phản biện: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..............................

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án
tiến sĩ họp tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN
vào hồi

giờ

ngày

tháng

năm 20...

Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Quốc gia Việt Nam
- Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội


Mở đầu
Hạt nhân nguyên tử là một hệ lượng tử nhiều hạt gồm hai
loại fermion: proton và nơtron. Tương tác giữa chúng trong một
trường trung bình dẫn đến khái niệm về cấu trúc vỏ hạt nhân,
cùng với đó là các số riêng biệt (gọi là số magic): 2, 8, 20, 28,
50, 82, 126 ... Mẫu vỏ hạt nhân, một trong những nền tảng của
Vật lý hạt nhân, đã rất thành cơng trong việc giải thích các hiện
tượng magic hạt nhân gần đường bền. Tuy nhiên, một câu hỏi
gần đây được đặt ra về vấn đề liệu hiện tượng magic này còn
đúng cho các hạt nhân trong vùng xa đường bền (còn gọi là các
hạt nhân lạ). Thời gian bán rã β và xác suất phát nơtron trễ từ
phân rã β là một trong những đại lượng có thể được dùng để

khảo sát hiện tượng này.
Trong bảng các đồng vị hạt nhân, vùng giao nhau giữa số
magic hạt nhân nơtron và proton xa đường bền có thể đưa ra
những điểm chuẩn cho mẫu vỏ hạt nhân. Vùng hạt nhân này
cũng liên quan tới các nghiên cứu về quá trình bắt nơtron trong
thiên văn học. Riêng vùng hạt nhân nằm phía “đơng bắc” của
hạt nhân hai lần magic 132 Sn, cụ thể là các hạt nhân với số hiệu
nguyên tử Z ≤ 50 và số nơtron N ≥ 82, là một chủ đề hấp dẫn
đối với các nghiên cứu về cấu trúc hạt nhân cũng như thiên văn
học hạt nhân. Nghiên cứu về các trạng thái giả bền (các trạng
thái isomer) trong vùng hạt nhân này có thể cung cấp các thơng
tin quan trọng về các lớp vỏ hạt nhân và tương tác giữa các
nucleon.
Nghiên cứu về các thuộc tính phân rã (phân rã β và γ) của
các hạt nhân giàu nơtron đang được đẩy mạnh cùng với việc vận
hành và xây dựng các thế hệ cơ sở tạo chùm đồng vị phóng xạ mới
được xây dựng trên thế giới. Cơ sở RIBF (Radioactive isotope
beam facility) tại viện nghiên cứu RIKEN ở Nhật Bản là cơ sở
in-flight thế hệ mới tạo được các chùm hạt nhân giàu nơtron với
suất lượng cao.
Dựa vào các cơ sở trên, chúng tôi đã chọn nội dung đề tài:
Nghiên cứu cấu trúc của một số hạt nhân phóng xạ
giàu nơtron trên thiết bị tạo chùm đồng vị phóng xạ
1


tại RIKEN. Các công việc của luận án là một phần của dự án
“Beta-delayed neutrons at RIKEN” (BRIKEN), một dự án hợp
tác quốc tế tiến hành nghiên cứu thực nghiệm về các thuộc tính
của q trình phát nơtron trễ từ phân rã β (các đại lượng T1/2 và

Pxn ) của các hạt nhân giàu nơtron được tạo ra bởi cơ sở RIBF.
Mục đích của luận án: Các mục đích chính của nghiên cứu
thực nghiệm trong khuôn khổ nội dung của luận án là:
• Tiến hành đo các thuộc tính phân rã β bao gồm thời gian
bán rã và xác suất phát nơtron trễ của các đồng vị Sn, In,
Cd và Ag nằm ở vùng hạt nhân “đông bắc” của hạt nhân
hai lần magic 132 Sn. (trong Hình 1).

Hình 1: Vùng hạt nhân giàu nơtron phía “đơng bắc” của hạt nhân
132

Sn, hình vng nhỏ thể hiện một đồng vị. Thang màu đại diện cho
số lượng các hạt nhân không bền tạo ra trong thí nghiệm này. Vùng
bên trong hộp vng màu xanh đại diện cho các hạt nhân liên quan
đến quá trình bắt nơtron nhanh (r-process) trong thiên văn hạt nhân.
Vùng các đồng vị được quan tâm trong luận án này nằm trong hộp
vng màu đỏ

• Tiến hành thực nghiệm phân tích phổ các trạng thái đồng
phân để tìm kiếm các dịch chuyển từ các trạng thái đồng
phân của các đồng vị Ag và In nằm trong vùng đông bắc của
hạt nhân hai lần magic 132 Sn với cấu hình hạt lỗ nơtronproton.

2


• Thảo luận về bằng chứng của cấu trúc vỏ hạt nhân dựa vào
khuynh hướng của các đại lượng xác suất phát nơtron trễ
từ phân rã β đo được.
• Diễn giải các kết quả thực nghiệm về phổ trạng thái đồng

phân và phân rã β thông qua việc so sánh với các mơ hình
hạt nhân hiện có.
• Thảo luận về ảnh hưởng của các kết quả thực nghiệm về
xác suất phát nơtron trễ từ phân rã β trong quá trình bắt
nơtron nhanh (r-process) trong thiên văn hạt nhân.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: Luận án tập trung vào
nghiên cứu thực nghiệm về phân rã β và phổ trạng thái đồng
phân (isomeric spectroscopy) của các hạt nhân giàu nơtron nằm
trong vùng hạt nhân đông bắc của hạt nhân hai lần magic 132 Sn.
Chùm tia có giàu nơtron cường độ lớn được tạo ra ở cơ sở
tạo chùm đồng vị phóng xạ RIBF được sử dụng trong nghiên
cứu này. Một hệ detector có hiệu suất cao bao gồm một hệ dừng
chùm tia chủ động bao quanh bởi hệ các ống đếm đo nơtron được
sử dụng để nghiên cứu các thuộc tính phân rã β và phổ trạng
thái đồng phân của các hạt nhân được quan tâm.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: Vùng hạt
nhân xung quanh hạt nhân hai lần magic 132 Sn là một chủ đề
thực nghiệm hấp dẫn vì việc khảo sát các trạng thái kích thích
thấp cũng như các thuộc tính phân rã β trong vùng hạt nhân
này có thể cung cấp các thơng tin quan trọng cho việc phát triển
bức tranh về mẫu vỏ hạt nhân ở vùng giàu nơtron có khối lượng
trung bình tương ứng với lớp vỏ đóng proton Z=50 và nơtron
N=82 cũng như các hiệu ứng liên quan đến tương tác protonnơtron. Tuy nhiên về mặt thực nghiệm, vùng hạt nhân này khá
khó để tiếp cận do suất lượng tạo thành tương đối thấp. Vì vậy
các kết quả thực nghiệm về phân rã β và dịch chuyển γ từ các
trạng thái đồng phân trong vùng hạt nhân này sẽ đóng ghóp một
phần để mở rộng những hiểu biết về các thuộc tính của hạt nhân
trong vùng này. Các kết quả thực nghiệm này cũng đóng ghóp
3

những thông tin quan trọng cho việc phát triển các mẫu cấu trúc
hạt nhân đối với các hạt nhân giàu nơtron. Thêm vào đó, chúng
cũng là các dữ liệu đầu vào trong tính tốn q trình hình thành
ngun tố bằng cơ chế bắt nhanh nơtron (r-process) trong các
sao.
Một số kỹ thuật thực nghiệm có trong luận án có thể được sử
dung trong một số ứng dụng thực tiễn, ví dụ như: (1) Việc xác
định xác suất phát nơtron trễ từ phân rã β với độ chính xác cao
có thể giúp cải thiện cơ sở dữ liệu hạt nhân cho các ứng dụng về
lò phản ứng: (2) Phát triển hệ detector nơtron sử dụng ống đếm
3 He cho các ứng dụng trong an tồn hạt nhân và chống phổ biến
vũ khí hạt nhân; (3) Sử dụng công cụ mô phỏng GEANT4 cho
các ứng dụng trong y học hạt nhân, an toàn bức xạ,...
Bố cục luận án: Nội dung của luận án (trừ phần mở đầu
và kết luận) được chia thành 4 chương như sau:
Chương 1: Giới thiệu về sự phát triển của các nghiên cứu trên
các chùm đồng vị phóng xạ tại các cơ sở tạo chùm đồng vị phóng
xạ trên thế giới và các lý thuyết liên quan đến phân rã β và các
trạng thái đồng phân.
Chương 2: Mô tả các thiết bị thực nghiệm và bố trí thí nghiệm.
Chương 3: Trình bày về các kỹ thuật phân tích số liệu áp dụng
cho số liệu trên mỗi hệ detector, tập trung chủ yếu vào hệ detector
cấy ion AIDA. Trình bày các quy trình xử lý số liệu tiếp theo
trên các sự kiện tương ứng để thực hiện phép đo tương quan giữa
các sự kiện cấy ion - sự kiện γ, sự kiện cấy ion - sự kiện β, sự
kiện cấy ion - sự kiện β - sự kiện nơtron.
Chapter 4: Trình bày và thảo luận về các kết quả chính của
luận án về phân rã γ từ các trạng thái đồng phân và phân rã β
của các hạt nhân trong khuôn khổ nghiên cứu.

Chương 1: Tổng quan
Hiện nay, các nghiên cứu trên các đồng vị phóng xạ là một
lĩnh vực tiên phong trong Vật lý hạt nhân hiện đại. Có thể kể đến
hai phương pháp thường được sử dụng để tạo ra các chùm đồng
4


vị phóng xạ này: Phương pháp phân mảnh, phân hạch in-flight và
phương pháp phân tách đồng vị online (ISOL). Trong đó, phương
pháp in-flight đã được sử dụng để tạo ra các hạt nhân không bền
trong khuôn khổ luận án, do ưu điểm của phương pháp trong
việc tạo ra nhiều loại hạt nhân có thời gian sống ngắn sử dụng
hệ phổ kế từ thay vì q trình hố học như trong phương pháp
ISOL.
Trong chương này, các cơ sở lý thuyết về cấu trúc vỏ hạt nhân
được tóm tắt. Bắt đầu từ mơ hình đơn hạt độc lập, mơ hình được
sử dụng để mơ tả các trạng thái kích thích của hạt nhân với một
hoặc vài hạt/lỗ liên kết với lõi đóng hai lần magic. Tiếp theo,
bức tranh cấu trúc vỏ hạt nhân xa đường bền được mô tả dưới
ảnh hưởng của tương tác thặng dư. Cơ sở của tương tác tặng
dư giữa các quỹ đạo không tương đương (non-equivalent orbits)
đã được sử dụng để giải thích quy luật parabol trong cấu hình
nhiều hạt. Dựa vào cơ sở lý thuyết trên, các nghiên cứu thực
nghiệm trước đó trong vùng hạt nhân đơng bắc của hạt nhân hai
lần magic 132 Sn đã được tác gỉa phân tích và đánh giá, trong đó
nhấn mạnh về các thơng tin thực nghiệm cịn thiếu về các trạng
thái kích thích thấp trong vùng hạt nhân này. Việc đo các phân
ra (dịch chuyển) γ từ các mức năng lượng hạt nhân cho phép
nghiên cứu về vấn đề này. Trong chương này, các cơ sở lý thuyết

về phân rã γ cũng được nêu, bao gồm các ước lượng Weisskopt
sử dụng để dự đoán độ đa cực của dịch chuyển γ, cùng với đó là
định nghĩa về trạng thái đồng phân và dịch chuyển γ từ trạng
thái đồng phân.
Nghiên cứu về các thuộc tính phân rã β, trong đó có xác suất
phát nơtron trễ từ phân rã β (Pxn , x là số nơtron trễ phát ra)
và thời gian bán rã β có thể cung cấp những thơng tin quan
trọng về cấu trúc hạt nhân và thiên văn học hạt nhân. Trong
chương này, tác giả đã xem xét các lý thuyết về phân rã β, như
phân loại các phân rã β: Dịch chuyển Gamow-Teller, Fermi và
các dịch chuyển cấm, cùng với đó là định nghĩa lý thuyết của
xác suất phát nơtron trễ từ phân rã β và các thành phần quan
trọng trong tính tốn lý thuyết cho đại lượng này. Ảnh hưởng

5


của dữ liệu xác suất phát nơtron trễ từ phân rã β cho các hạt
nhân giàu nơtron trong các tính tốn thiên văn học hạt nhân liên
quan đến q trình bắt nhanh nơtron đã được thảo luận. Cuối
chương, tác giả thảo luận về một số phương pháp thực nghiệm
để đo đại lượng Pxn bao gồm các phép đo gián tiếp và các phép
đo trực tiếp sử dụng detector đo nơtron.

Chương 2: Cấu hình thí nghiệm

Các hạt nhân giàu nơtron xung quanh vùng hạt nhân có số nơtron
N=82 đã được tạo ra tại cơ sở tạo chùm đồng vị phóng xạ RIBF
tại RIKEN. Cơ sở này bao gồm 5 máy gia tốc cyclotron và 1
máy gia tốc thẳng LINAC. Ngoài ra, rất nhiều các thiết bị thử

nghiệm sử dụng chùm hạt sơ cấp được gia tốc được đặt ở các
đường dẫn (beam-line) khác nhau. Trong nghiên cứu này, chùm
hạt 238 U được gia tốc bởi 5 tầng máy gia tốc.
Hình
Hình
2.1.2 mơ tả bố trí thí nghiệm của đề tài luận án, bắt đầu từ
lối vào của tầng gia tốc cuối cùng (máy gia tốc Cyclotron với nam
châm siêu dẫn SRC). Chùm tia sơ cấp sau khi đi ra khỏi SRC được
dẫn đến một bia dày làm bằng Beryllium, một vật liệu có số hiệu
nguyên tử nhỏ và tiết diện tạo ra các mảnh vỡ giàu nơtron lớn
thông qua cơ chế phản ứng cọ sát-phân hạch (abrasion-fission).
Các mảnh sản phẩm, với độ t góc và mơmen lớn do việc sử dụng
bia dày, đã đi vào hệ phổ kế Big RIKEN Projectile Fragment
Separator (BigRIPS). Với thiết kế có độ chấp nhận (acceptance)
lớn, trên hệ phổ kế BigRIPS một lượng lớn các ion thứ cấp sinh
ra từ bia đã được thu nhận và được vận chuyển thông qua bộ
phân tách hai tầng (tandem). Việc xác định các mảnh sản phẩm
được tiến hành trong tầng thứ hai của hệ phổ kế BigRIPS, nằm
sau tiêu cực hội tụ F3 của nam châm tứ cực, sử dụng các detector
dọc theo đường đi của chùm tia (beamline detector) như detector
nhấp nháy plastic, ống đếm thác lũ dạng bản song song (Parallel
Plate Avalanche Counter -PPAC) và buồng ion hoá (ionization
chamber-IC).
Chùm hạt nhân gồm nhiều loại khác nhau (cocktail beam) đã
6


được vận chuyển đến hệ thí nghiệm đo phân rã β đặt tại điểm
hội tụ cuối F11. Tại đây, hệ detector cấy ion AIDA (Advanced
Implantation Detector Array) và dừng chùm tia - ghi đo (active

stopper) gồm 6 detector Silicon phân dải hai mặt được đặt tại vị
trí chính giữa để dừng hoàn toàn các ion và ghi đo phân rã β từ
các ion được cấy vào. Quá trình sau khi cấy ion và sau phân rã
β phát rã bức xạ γ và nơtron và được đo bằng các detector bán
dẫn Ge siêu tinh khiết (HpGE) dạng bốn lá và các ống đếm đo
nơtron được bố trí xung quanh. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ở điểm
hội tụ F11 được cho ở Hình 2.2.
3.
Trong chương này, các mơ tả chi tiết về từng detector trong thí
nghiệm được đưa ra. Tác giả đã đề xuất một thiết kế cho detector
đo nơtron BRIKEN sử dụng công cụ mô phỏng GEANT4. Công
cụ này cũng được sử dụng để ước lượng hiệu suất ghi nơtron cho
cấu hình cuối cùng của detector đo nơtron BRIKEN.

Hình
Hình2.1:
2: Sơ đồ tổng thể bố trí thí nghiệm

Chương 3: Phân tích số liệu
Trong chương này, các phương pháp phân tích áp dụng cho
số liệu thực nghiệm được đưa ra. Các số liệu đo từ 3 hệ ghi nhận
số liệu (DAQ): BigRIPS, AIDA và BRIKEN đã được phân tích

7


Hình
Hình2.2:
3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm tại điểm hội tụ F11 (Hình cung cấp
bởi TS.Iris Dillmann, thành viên nhóm thí nghiệm)

(sort) riêng trước khi được ghộp chung lại dựa trên các thông tin
về thời gian.
Nhận diện hạt
Thực nghiệm trong khn khổ luận án có mục đích chính
là đo các phân rã β và và phân rã γ từ trạng thái đồng phân
của một dải rộng các hạt nhân xung quanh vùng có khối lượng
A = 130. Do đó, hệ phổ kế BigRIPS được điều chỉnh ở chế độ
chấp nhận lớn (large acceptance mode) để có thể chấp nhận nhiều
loại ion (hạt nhân) khác nhau xung quanh vùng có khối lượng
A = 130, tương ứng với dải giá trị độ cứng từ Bρ lớn. Trước
khi cấy chùm tia gồm nhiều loại hạt nhân này vào trong hệ thí
nghiệm BRIKEN ở điểm hội tụ F11, việc phân tích nhận diện
hạt theo từng sự kiện (event-by-event) là cần thiết cho các phép
phân tích tiếp theo. Việc nhận diện hạt (PID) tương ứng với việc
cung cấp các thông tin về số hiệu nguyên tử Z và tỉ số khối lượng
trên điện tích A/Q của mảnh sản phẩm (fragments) sử dụng kỹ
thuật được gọi là ∆E − Bρ − T OF . Cụ thể việc nhận diện hạt
bao gồm các bước đo vận tốc sử dụng thông tin về thời gian bay
(time-of-flight), xác định số hiệu nguyên tử sử dụng buồng ion
hoá và xác định tỉ số A/Q dựa vào việc tính tốn giá trị Bρ.
Các phép chuẩn (calibration) thực hiện trên detector
AIDA, BRIKEN và Clover
Với hệ detector được phân chia thành nhiều vùng (segment)

8


và tiền khuếch đại có hai giải năng lượng như AIDA, việc chuẩn
năng lượng phải được tiến hành cho cả hai năng lượng cao và

năng lượng thấp trên một số lượng lớn các dải (strips) tương ứng
với tổng cộng 1536 kênh ghi nhận. Đối với dải năng lượng cao,
phương pháp "chuẩn nội tự động"đã được áp dụng trên dữ liệu
ghi nhân được với chùm hạt trong thí nghiệm. Phương pháp này
dựa vào sự phù hợp về năng lượng giữa các dải bán dẫn loại p
và mặt bán dẫn loại n. Đối với dải năng lượng thấp, các lần đo
sử dụng máy phát xung đã được sử dụng để chuẩn hoá giá trị
ADC offset, từ đó cung cấp ước lượng tương đối tốt cho các hệ
số chuẩn năng lượng.
Để loại bỏ các sự kiện nhiễu trên detector AIDA, sau khi xem
xét các đặc điểm của nhiễu, tác giả đã sử dụng giá trị ngưỡng
được cài đặt bằng phần mềm ở giá trị 100 keV. Điều kiện phân
tích này, sau khi được kết hợp với điều kiện veto các hạt nhẹ đi
cùng chùm tia tới, đã ghóp phần giảm các nhiễu (phơng) không
mong muốn ảnh cưởng đến việc xác định các sự kiện phân rã
thực.
Detector đo nơtron BRIKEN được chuẩn năng lượng sử dụng
dữ liệu từ nguồn chuẩn 252 Cf và dữ liệu từ chùm hạt tới. Tác giả
đã thu được bộ các tham số chuẩn năng lượng sử dụng đỉnh hấp
thụ toàn phần trên ống đếm ở năng lượng 765 keV.
Đối với detector bán dẫn Ge tinh khiết dạng bốn lá, các phép
đo chuẩn (năng lượng, hiệu suất ghi) đã được tiến hành trước và
sau thí nghiệm sử dụng một số nguồn chuẩn với các năng lượng
γ đã biết. Cụ thể bao gồm nguồn 60 Co (1173 keV và 1332 keV),
133 Ba (53 keV, 80 keV, 276 keV, 303 keV 356 keV và 384 keV) và
152 Eu (121 keV, 224 keV và 344 keV). Phép chuẩn năng lượng đã
được tiến hành sử dụng hàm tuyến tính của năng lượng với số
kênh ADC để thu được một bộ các hệ số chuẩn năng lượng (gain
và offset). Để xác định giá trị hiệu suất ghi tuyệt đối (chuẩn hiệu
suất ghi), các nguồn chuẩn 133 Ba và 152 Eu đã được sử dụng. Để

ước lượng hiệu ứng suy giảm cường độ tia γ trong vật liệu của
detector AIDA, phép mô phỏng GEANT4 sử dụng cấu hình thực
đã được tiến hành. Thêm vào đó, để tái xây dựng toàn bộ năng

9


lượng hấp thụ của sự kiện tán xạ Compton ở năng lượng cao, tác
giả đã sử dụng thuật toán cộng năng lượng (addback) tương ứng
của các tín hiệu ghi nhận từ các tinh thể gần nhau của detector
trong một khoảng thời gian 1 µs. Đường chuẩn hiệu suất ghi sau
khi áp dụng thuật toán addback đã được so sánh với đường chuẩn
ban đầu và được biểu thị trong Hình
Hình3.14.
4. Ngồi ra, tác giả cũng
xét đến hiệu ứng sai thời gian (time-walk effect) phụ thuộc năng
lượng của các tia γ được ghi nhận bởi detector. Đồ thị biểu diễn
năng lượng và thời gian tương ứng của tín hiệu ghi nhận được
bởi detector đã được sử dụng để hiệu chỉnh hiệu ứng này.

Hình
Hình3.14:
4: Đường chuẩn hiệu suất ghi tổng cộng của detector bán dẫn
Ge tinh khiết sau khi áp dụng thuật toán addback (đường màu tím)
và trước khi áp dụng thuật tốn addback (đường màu đỏ).

Trong chương này, tác giả cũng mô tả phương pháp phân tích
để tái xây dựng sự kiện phân rã β và cấy ion trong detector AIDA.
Các sự kiện được phân loại thành các cụm (cluster) của các hit
năng lượng cao và năng lượng thấp trên các dải của detector

silicon phân dải hai mặt (DSSD) dựa vào thông tin về vị trí và
thời gian.
Xử lý số liệu
Ở phần này, tác giả trình bày quy trình ghộp các số liệu từ
3 hệ ghi nhân số liệu (DAQ) độc lập sử dụng thông tin về thời
gian. Trong bước này, các thông tin riêng biệt về một loại sự kiện
đo được bởi 3 hệ ghi nhận số liệu đã được kết hợp cho bước phân
tích tiếp theo.
10


Quy trình phân tích tương quan giữa sự kiện cấy ion
- β và nơtron
Trong bước phân tích này, các sự kiện cấy ion trong detector
AIDA đã được xác định với số hiệu nguyên tử Z và tỉ số khối
lượng trên điện tích A/Q (Hình
(Hình3.25).
5). Từ dữ liệu đã được ghộp,
phép trùng phùng kép giữa sự kiện cấy-sự kiện của tia γ và trùng
phùng trễ của sự kiện cấy-sự kiện của phân rã β đã được tiến
hành offline. Phép trùng phùng trên được thực hiện kết hợp với
điều kiện tương quan về không gian để gán sự kiện phân rã β với
sự kiện cấy ion tương ứng. Sử dụng các điều kiện trùng phùng
này, các đường cong phân rã cuối cùng đã được xây dựng cho
từng đồng vị được nhận diện trong với các điều kiện gate tương
ứng với các sự kiện nơtron ghi nhận được bởi detector BRIKEN.
Có thể coi điều kiện trên tương ứng với phép trùng phùng 3 sự
kiện cấy ion - phân rã β và nơtron. Thêm vào đó, tác giả đã sử
dụng điều kiện phản trùng phùng của các tín hiệu nơtron và các
tín hiệu ghi nhận được của detector nhấp nháy plastic ở phía

trước detector BRIKEN để làm giảm một lượng lớn phông nền
nơtron liên quan đến chùm tia tới.

Chương 4: Kết quả và thảo luận
Phổ γ từ trạng thái đồng phân
Trong phần này, tác giả đã trình bày các kết quả từ quan sát
phân rã từ trạng thái đồng phân của đồng vị 134 In và các đồng
vị khác trong vùng hạt nhân quan tâm.
Ở bước đầu tiên, cấu hình hệ đo phổ phân rã từ trạng thái
đồng phân đã được kiểm chứng sử dụng trạng thái đồng phân
10+ đã biết từ đồng vị 128 Cd. Tất cả các tia γ từ trạng thái đồng
phân này đã được nhận diện dựa vào phổ năng lượng của các
tia γ ghi nhận được ngay sau sự kiện cấy ion 128 Cd vào detector
AIDA. Bằng cách khớp dữ liệu phân bố về thời gian với gate ở
năng lượng tia γ 538 keV, tác giả đã xác định giá trị thời gian
bán rã tương ứng của trạng thái đồng phân này bằng 3.6(4) µs.
Kết quả thời gian bán rã này tương thích tốt với kết quả đã được
11


Hình
Hình3.25:
5: Đồ thị mơ tả số hiệu ngun tử Z và tỉ số khối lượng trên
điện tích tương ứng A/Q (c) và tham chiếu tương ứng lên trục A/Q
đối với các đồng vị Sn (a) trong đó vùng tham chiếu nằm trong đường
màu đỏ của phần hình (c). Phần hình (b) thể hiện đò thị phân bố tổng
cộng, tham chiếu trên trục của số hiệu nguyên tử cho tất cả các đồng
vị cùng với hàm khớp dạng Gaus được thể hiện bằng đường màu đỏ.

12

cơng bố trước đó.
Sử dụng quy trình phân tích tương tự như với đồng vị 128 Cd,
các tia γ phát ra từ trạng thái đồng phân tương quan thời gian
với sự kiện cấy ion của các đồng vị 132 In, 134 In và 130 Ag đã
được kiểm tra. Tia γ đơn năng với năng lượng 56.7(1) keV đã
được quan sát rõ ràng đối với đồng vị 134 In, trong khi đó tác
giả khơng tìm thấy bằng chứng về trạng thái đồng phân tương
tự ở đồng vị 132 In và 130 Ag. Sử dụng phân bố thời gian của tia
γ năng lượng 56.7(1) keV, tác giả đã xác định thời gian bán rã
tương ứng bằng 3.5(4) µs (Hình
(Hình4.2).
6). Xác suất dịch chuyển điện
tương ứng được xác định bằng B(E2; 56.7keV ) = 0.53(6)W.u..

Hình
Hình4.2:
6: Phần hình bên trái (a): Phân bố năng lượng và thời gian của
các sự kiện tia γ ghi nhận được cho các đồng vị 132 In, 134 In và 130 Ag.
Phần hình bên phải (b): Các phổ năng lượng tương ứng của các đồ thị
phân bố ở phần hình (a). Hình phụ bên phải của phần hình chính giữa
thể hiện đường khớp hợp lý thang log (log-likelihood) để xác định thời
gian sống của trạng thái đồng phân của đồng vị 134 In.

Từ việc so sánh với ước lượng Weisskopf với độ đa cực/loại
dịch chuyển khác nhau được liệt kê ở Bảng
Bảng 4.1
1 và giả thiết phân
rã trực tiếp của trạng thái đồng phân về trạng thái cơ bản, dịch

chuyển loại E2 được nhận định là độ đa cực/loại dịch chuyển khả
dĩ nhất. Dịch chuyển loại M2 cũng là dịch chuyển khả dĩ nhưng
13


yêu cầu thay đổi về chẵn lẻ của trạng thái, do đó có thể được loại
trừ căn cứ vào việc so sánh với các năng lượng đơn hạt ở vùng
hạt nhân này. Các năng lượng đơn hạt này đều lớn hơn năng
lượng của dịch chuyển γ quan sát được (56.7 keV).
Bảng4.1:
1: Ước lượng Weisskopf tương ứng của thời gian bán rã (T1/2 )
Bảng
với các loại dịch chuyển/độ đa cực khác nhau của phân rã từ trạng
thái đồng phân của 134 In. Giá trị tương thích nhất với thời gian bán rã
thực nghiệm 3.5(4) µs tương ứng với trường hợp loại dịch chuyển E2.

Dịch chuyển
Eλ; M λ

hạt nhân
T1/2 (µs)

nguyên tử trung ho
T1/2 (às)

B(E; M )
W.u

E1
M1

E2
M2
E3
M3

1.4 ì 106
1.2 ì 104
23.7
2.0 ì 103
6.0 × 108
5.2 × 1010

7.6 × 10−7
3.4 × 10−5
1.9
43.7
2.1 × 106
8.3 × 107

2.2 × 10−7
9.6 × 10−6
0.53
12.5
6.1 × 105
2.4 × 107

Để thêm tính thuyết phục về giả thuyết loại dịch chuyển E2
đối với phân rã từ trạng thái đồng phân này, tác giả đã so sánh
các kết quả thu được với các tính tốn mẫu vỏ dựa trên mơ hình
lõi trơ 132 Sn cùng với không gian mẫu (model space) bao gồm 4

quỹ đạo proton và 6 quỹ đạo nơtron. Chi tiết về các tương tác
proton-proton, nơtron-nơtron và nơtron-proton cũng được mơ tả
trong tính tốn mẫu vỏ này. Tính tốn mẫu vỏ đưa ra dự đoán
trạng thái yrast 5- nằm ở dưới trạng thái 6- dẫn đến trạng thái
5- phân rã về trạng thái 7- thông qua dịch chuyển E2 với giá trị
B(E2) nhỏ, từ đó trạng thái 5- là trạng thái đồng phân. Thêm vào
đó, giá trị tính tốn từ mẫu vỏ: B(E2; 5− → 7− ) = 26.6 e2 f m4
(8.1W.u) tương ứng với thời gian bán rã 2.85 µs là phù hợp tốt
với giá trị thực nghiệm: 3.5(4) µs.
Tính tốn mẫu vỏ trên cũng dự đốn trạng thái đồng phân 5của 132 In và 130 Ag. Tuy nhiên, thực nghiệm đã khơng tìm thấy
bằng chứng về phân rã của trạng thái đồng phân của 132 In, mặc
14


dù hạt nhân 132 In được cấy với cường độ lớn hơn so với 134 In.
Điều này gợi ý rằng thứ tự của trạng thái 5- và 6- có thể bị đảo
ngược, từ đó phản ánh sai số lớn trong tính tốn mẫu vỏ dự đốn
trạng thái đồng phân của các hạt nhân lẻ-lẻ này do việc thiếu
các dữ liệu thực nghiệm liên quan tới tương tác proton-nơtron
trong vùng hạt nhân này.
Trong khuôn khổ luận án, tác giả đã xác định tỉ số suất lượng
đồng phân từ các dịch chuyển phát tia γ quan sát được từ hạt
nhân 128 Cd và 134 In. Các kết quả được cho ở Bảng
Bảng 4.2.
2. Kết quả
thu được phù hợp tương đối tốt với các kết quả thực nghiệm
trước đó. Dữ liệu tỉ số suất lượng đồng phân mới đo được có thể
được sử dụng như một chuẩn để lên kế hoạch cho các nghiên cứu
thực nghiệm tiếp theo về phân rã từ trạng thái đồng phân này
tại cơ sở tạo chùm đồng vị phóng xạ bằng phương pháp phân

hạch in-flight.
Bảng4.2:
2: Bảng tổng hợp các tỉ số suất lượng đồng phân được xác định
Bảng
trong khuôn khổ luận án. Rexp. là tỉ số suất lượng đo được, và Rlit. là
tỉ số suất lượng từ tài liệu tham khảo [Taprogge2015]
Đồng vị,
Spin

Loại dịch chuyển
E λ
M

T1/2
µs

Eγ
(keV)

(%)

Rexp.
(%)

Rlit.
(%)

128 Cd,

E1

E2
M1

3.6 ± 0.4
3.5 ± 0.4
3.5 ± 0.4

538
56.7
56.7

3.3 ± 0.3
7.2 ± 0.4
7.2 ± 0.4

8.0 ± 1.5
46 ± 6
13 ± 3

6.8 ± 0.4

10+
5134 In, 4134 In,

γ

Xác suất phát nơtron từ phân rã β cho các hạt nhân
giàu nơtron thuộc vùng hạt nhân đông bắc hạt nhân
đông bắc của 132 Sn
Trong phần này, tác giả đã đưa ra hai kỹ thuật phân tích cho

bước cuối cùng để xác định đồng thời giá trị Pxn và thời gian
sống.
Trong kỹ thuật đầu tiên, phương pháp mô phỏng MonteCarlo đã được sử dụng để thu được dữ liệu về cấy ion-phân rã β
và nơtron mô phỏng lại điều kiện thực nghiệm đo xác suất phát
nơtron trễ từ phân rã β ở cơ sở tạo chùm đồng vị bằng phương
15


pháp in-flight. Tác giả đã phát triển quy trình khớp hàm nhiều
thành phần để thu được một cách đồng thời giá trị thời gian bán
rã β và xác suất phát nơtron trễ từ phân rã β. Quy trình này
đã được kiểm tra sử dụng các dữ liệu mô phỏng. Tác giả đã sử
dụng một ví dụ về hạt nhân phát hai nơtron trễ từ phân rã β
134 In để tạo rã số liệu mô phỏng với giả thuyết thời gian bán rã
T1/2 =140 ms và hai giả thuyết về xác suất phát nơtron trễ từ
phân rã β (Pxn ) của hạt nhân mẹ lần lượt là: (1) P1n = 50% and
P2n = 50%, (2) P1n = 50% and P2n = 25%. Giá trị uớc lượng tốt
nhất (best estimate) sau thực hiện quy trình khớp hàm cho ra
kết quả đối với trường hợp thứ nhất là: T1/2 =140.2(3) ms, P1n
= 50.1(2)%, P2n = 50.05(16) % và đối với trường hợp thứ hai là:
T1/2 =140.1(3) ms, P1n = 49.9(2)%, P2n = 25.07(12) %. Sự phù
hợp tốt của các hàm khớp với các đường cong phân rã với gate là
số hạt nơtron (neutron multiplicity) và khơng có gate là số hạt
nơtron cho thấy khả năng sử dụng phương pháp phân tích này
để đưa ra ước lượng tốt nhất cho giá trị T1/2 và Pxn . Ngoài ra,
phương pháp khớp hợp lý (likelihood) trên các dữ liệu khơng có
bin cũng đã được kiểm tra sử dụng bộ số liệu mô phỏng. Phương
pháp này sau đó đã được áp dụng cho các số liệu thực nghiệm
để trích xuất giá trị T1/2 và Pxn .
Trong kỹ thuật thứ hai, khảo suát thực nghiệm về độ nhạy

của phân bố sự kiện ghi nhận nơtron được trong không gian
(phân bố hit) với năng lượng của nơtron trễ từ phân rã β của các
đồng vị giàu nơtron trong vùng hạt nhân quan tâm đã được tiến
hành. Tác giả đã tiến hành xây dựng cấu hình thực nghiệm bằng
mơ phỏng GEAN4 và thu được phân bố hit từ các nơtron đơn
năng với mục đích so sánh. Kết quả ban đầu cho thấy sự khác
biệt rõ ràng về phân bố hit từ các nơtron trễ của các đồng vị
khác nhau và từ các nơtron đơn năng có năng lượng khác nhau.
Tác giả đã tìm thấy bằng chứng về tương quan giữa các tham
số của phân bố hit với cửa số Qβn mà liên quan tương ứng giới
hạn cho phép của phổ năng lượng nơtron. Ngoài ra, kết quả cũng
gợi ý rằng năng lượng trung bình của nơtron có thể được đánh
giá bằng cách so sánh phân bố hit chuẩn từ các nơtron đơn năng
16


thu được bằng mô phỏng GEANT4. Các kết quả này sau đó đã
được sử dụng để thu được giá trị thực nghiệm về hiệu suất ghi
của detector nơtron. Giá trị hiệu suất ghi thu được bằng phương
pháp này có sự phù hợp tốt với kết quả tính tốn sử dụng các
phổ tia γ trễ phát ra từ phân rã β.
Hình
7 đưa ra một ví dụ về dữ liệu đường cong phân rã thực
Hình
4.15
nghiệm đã khớp của hạt nhân 135 In. Sử dụng quy trình khớp hàm
như vậy, tác giả đã xác định thời gian bán rã và xác suất phát
nơtron trễ từ phân rã β của các đồng vị giàu nơtron Ag, Cd, In và
Sn. Kết quả thời gian bán rã thu được về mặt tổng thể phù hợp
tốt với các giá trị đã được cơng bố trước đó (Hình

(Hình4.16).
8). Khuynh
hướng của các giá trị Pxn được mô tả trong Hình
Hình4.17.
9. Kết quả cho
thấy sự tăng đột ngột của các giá trị Pxn từ số nơtron N=83 tới
số nơtron N=84 và có thể được giải thích bằng sự tương quan
giữa giá trị Pxn với giá trị Qβ và năng lượng tách nơtron Sn .

Hình
Hình4.15:
7: Đường cong phân rã đã khớp của

135

In. Thời gian bán rã
thu được là T1/2 = 104.1 ± 3.5 ms, với giá trị P1n =84.2 ± 2.4 % và
P2n =10.07 ± 1.05 %. Các đồ thị thặng dư (residual) tương ứng được
cho ở phần dưới của mỗi đường cong phân rã đã được khớp.

Các kết quả trên đã được so sánh với các dữ liệu từ 5 tính
tốn mơ hình lý thuyết đại diện (Hình
(Hình4.19).
10). Trong các tính tốn
lý thuyết này, tính tốn từ mơ hình vi mô - vĩ mô QRPA-HF
17


Hình
Hình4.16:

8: Giá trị thời gian bán rã thu được so sánh với các giá trị thực
nghiệm trước đây từ tài liệu tham khảo [Lorusso2015]

Hình4.17:
9: Khuynh hướng của các giá trị P1n , P2n và Pn = P1n + P2n
Hình
như một hàm của số nơtron đối với các đồng vị Ag, Sn, Cd và In. Các
giá trị Pn thu được đã được so sánh với các giá trị thực nghiệm trước
đó từ cơ sở dữ liệu NNDC.

18


[Moller2019] và mơ hình hiện tượng luận hàm mật độ hiệu dụng
EDM [Mienik2014] cho thấy sự phù hợp tốt hơn với các kết quả
thực nghiệm, đặt biệt đối với các đồng vị In. Trong khi đó, khơng
có mẫu nào trong số này dự đoán tốt các kết quả thực nghiệm
cho các đồng vị Cd và Sn. Hai tính tốn kể trên sử dụng một vài
thành phần của mơ hình thống kê dùng để mơ tả sự phát nơtron
theo trình tự và quá trình cạnh tranh giữa các kênh phát hạt (cụ
thể là cạnh tranh giữa kênh phát một hoặc vài nơtron, cũng như
cạnh tranh giữa kênh phát nơtron và bức xạ γ) trong mơ hình
tổng thể về phát nơtron trễ từ phân rã β. Điều này gợi ý rằng
các mô hình lý thuyết cần phải có thêm các xử lý liên quan đến
q trình phát hạt này. Thêm vào đó, sự phù hợp tốt hơn của
mơ hình lý thuyết trên các đồng vị In so với các đồng vị khác
có thể được giải thích dựa vào việc các cấu trúc kích thích ở các
hạt nhân con từ phân rã của đồng vị Cd và Sn (cụ thể là các
đồng vị In và Sb tương ứng ) là phức tạp hơn so với trường hợp
phân rã của đồng vị In vì cấu hình proton-nơtron của các đồng

vị con này so với cấu hình đơn giản của các đồng vị Sn (đồng vị
con trao phân rã của các đồng vị In nuclei). Từ đó có thể nhấn
mạnh sự cần thiết của việc nghiên cứu các trạng thái kích thích
thấp trong vùng hạt nhân đơng bằng của hạt nhân 132 Sn, tại đó
các hiệu ứng liên quan đến tương tác proton-nơtron còn thiếu.
Để làm rõ sự ảnh hưởng của các kết quả thu được về Pxn lên
các tính tốn của q trình bắt nhanh nơtron trong thiên văn hạt
nhân (r-process), tác giả đã tiến hành tính tốn sử dụng mơ hình
động học mạng lưới các phản ứng (dynamic reaction-network) sử
dụng chương trình mới được phát triển Skynet [Lippuner2017].
Hình4.23
11 thể hiện ảnh hưởng của kết quả thực nghiệm trong
Hình
tính tốn về độ phổ biến các đồng vị theo số khối A. Ở đây tác
giả đẫ so sánh kết quả của hai tính tốn: Tính toán dựa trên cơ
sở dữ liệu hạt nhân Reaclib [Cyburt2010] và cơ sở dữ liệu có cập
nhật các giá trị thực nghiệm về Pxn . Ngoài ra ảnh hưởng của các
kết quả thực nghiệm về Pxn trong phân bố độ phổ biến của các
nguyên tố cũng được khảo sát. Giá trị tỉ lệ độ phổ biến thang loga
[Ba/Te], giá trị thường được sử dụng để biểu thị cho cường độ

19


Hình
Hình4.19:
10: So sánh một cách hệ thống giữa các giá trị thực nghiệm của
P2n (phần hình trên), P1n (phần hình dưới) và 5 tính tốn lý thuyết
khác nhau

của q trình bắt nơtron nhanh, đã được tính tốn bằng −0.436,
trong khi giá trị thu dược sử dụng dữ liệu hạt nhân cũ cho ra kết
quả −0.401.

Kết luận
Để nghiên cứu ảnh hưởng của cấu trúc hạt nhân vào các thuộc
tính phân rã β và các trạng thái đồng phân ở vùng hạt nhân
đông bắc của hạt nhân 132 Sn (N ≤ 82, Z ≥ 50), tác giả đã tiến
hành thực nghiệm sử dụng hệ detector BRIKEN, hệ detector mới
được xây dựng cho các nghiên cứu về phổ phân rã tại cơ sở tạo
chùm đồng vị phóng xạ ở RIKEN (RIBF).
Do mục tiêu của thực nghiệm là nhằm đo các thuộc tính
phân rã β và các trạng thái đồng phân của các hạt nhân giàu
nơtron trong vùng hạt nhân gần xung quanh hạt nhân hai lần
magic 132 Sn, thực nghiệm đã được tiến hành tại cơ sở RIBF của
RIKEN, với lợi thế sử dụng chùm tia sơ cấp 238 U có cường độ lớn.
20


Hình4.23:
11: Phân bố độ phổ biến tương đối thu được từ mơ phỏng q
Hình
trình bắt nơtron nhanh như một hàm của số khối A, được chuẩn hoá
tại 153 Eu. Các điểm hình trịn đen tương ứng với độ phổ biến của các
đồng vị trong hệ mặt trời từ tài liệu tham khảo [Goriely1999]

Các hạt nhân được quan tâm đã được sinh ra từ phản ứng phân
hạch in-flight khi chùm tia sơ cấp 238 U đập vào bia Be và được
phân tách bằng hệ phổ kế BigRIPS. Các xác suất phát nơtron
trễ từ phân rã β và các trạng thái đồng phân đã được xác định

thông qua các kỹ thuật trùng phùng: trùng phùng 3 sự kiện cấy
ion - phân rã β - nơtron và trùng phùng kép giữa sự kiện cấy
ion - phát tia γ. Trùng phùng sự kiện cấy ion - phân rã β được
thực hiện bằng phép đo các sự kiện cấy ion, phân rã riêng biệt
sử dụng hệ detector silicon có độ phân chia lớn (detector AIDA)
đặt tại vị trí chính giữa của điểm hội tụ cuối cùng trên hệ phổ kế
BigRIPS-ZeroDegree. Các nơtron trễ sinh ra từ các sự kiện phân
rã β đã được nhận diện sau đó được đo bằng detector đo nơtron
BRIKEN được đặt xung quanh detector AIDA, từ đó cho phép
tiến hành phép đo trùng phùng ba sự kiện cấy ion - phân rã β
- nơtron. Với việc sử dụng detector đo nơtron BRIKEN với hiệu
suất ghi cao và không thay đổi theo năng lượng, các đường cong
phân rã từ sự kiện cấy ion-phân rã β với gate ở sự kiện nơtron đã
được xây dựng và sau đó đã được sử dụng để xác định đồng thời
giá trị thời gian bán rã và xác suất phát nơtron trễ từ phân rã β.
21


Thêm vào đó, detector bán dẫn Ge siêu tinh khiết đo γ loại bốn
lá đã được sử dụng để đo các tia γ trễ phát ra từ phân rã của
các trạng thái đồng phân của các hạt nhân đã cấy vào detector
AIDA.
Tác giả đã trình bày hai kỹ thuật phân tích mới phát triển:
phương pháp khớp đường cong phân rã để trích xuất đồng thời
thời gian bán rã và xác suất phát nơtron trễ từ phân rã β mà đã
được kiểm tra bằng một bộ số liệu từ mô phỏng Monte-Carlo về
các sự kiện cấy ion-phân rã β và nơtron trễ đo trên hệ detector
BRIKEN; phương pháp mới để ước lượng phổ năng lượng nơtron
từ phân bố không gian của nơtron trong hệ các ống đếm 3 He trong
khối làm chậm. Phương pháp này đã được sử dụng ước lượng giá

trị hiệu suất ghi nơtron đối với các hạt nhân phát nơtron trễ từ
phân rã β có các phổ năng lượng nơtron khác nhau.
Tác giả đã xác định các xác suất phát nơtron trễ từ phân rã
β của 17 đồng vị giàu nơtron của Ag, Cd, In và Sn. Các thời gian
bán rã được xác định đồng thời và có độ phù hợp tốt với các số
liệu đo được từ các cơng bố trước. Ngồi ra, tác giả đã xác định
một trạng thái đồng phân thông qua dịch chuyển γ năng lượng
56.7 keV từ hạt nhân 134 In với thời gian bán rã 3.5(4) µs và tỉ số
suất lượng đồng phân 46(6)%. Trạng thái đồng phân này được
−
3
xác định là trạng thái yrast 5- với cấu hình hạt lỗ π0g9/2
1f7/2
chiếm ưu thê dựa vào các tính tốn mẫu vỏ. Đây là trạng thái
đồng phân của đồng vị giàu nơtron nhất trong vùng hạt nhân
đông bắc của hạt nhân 132 Sn. Việc không quan sát được trạng
thái đồng phân 5- tương tự ở các hạt nhân gần đường bền hơn
132 In gợi ý rằng thứ tự của các trạng thái 5- và 6- trong hai đồng
vị này bị đảo ngược. Ngoài ra, tác giả khơng tìm thấy bằng chứng
về trạng thái đồng phân ở hạt nhân 130 Ag với cấu hình tương
tự. Do chi tiết về các mức năng lượng kích thích thấp đói với 3
đồng vị này phụ thuộc mạnh vào tương tác proton - nơtron và
cấu hình kép (multiplet) đơn giản chiếm ưu thế đối với các trạng
thái này, ba đồng vị này có đóng ghóp quan trọng để xây dựng
Hamiltonian hiệu dụng trong vùng hạt nhân này.
Dựa vào các kết quả thực nghiệm về xác suất phát nơtron từ

22

phân rã β (Pxn ), các hạt nhân 133 Cd, 134 In and 135 In đã được xác
định là các hạt nhân phát 2 nơtron từ phân rã β. Các khuynh
hướng của Pxn cung cấp thông tin gián tiếp về hiệu ứng mạnh
của lớp vỏ đóng số nơtron N=82 và số proton Z=50, do các giá
trị Pxn phụ thuộc mạnh vào của sổ Qβn . Tác giả cũng đưa ra
các so sánh với các tính tốn lý thuyết. Kết quả cho thấy sự phù
hợp tốt của giá trị Pxn đối với các đồng vị In và các tính tốn lý
thuyết mới nhất sử dụng mẫu thống kê về quá trình phát nơtron
trễ. Điều này gợi ý rằng mẫu thống kê tương tự cần phải được
sử dụng trong các tính tốn về q trình phát nơtron từ phân rã
β. Từ đó các kết quả này có thể được sử dụng như các thơng tin
quan trọng trong tính tốn lý thuyết và giúp cải thiện khả năng
dự đốn của các tính tốn này đối với các vùng hạt nhân giàu
nơtron hơn mà các thực nghiệm hiện tại chưa thể tiếp cận được.
Để làm rõ ảnh hưởng của các số liệu Pxn mới đo được đối với
quá trình bắt nhanh nơtron (r-process) trong thiên văn hạt nhân,
tác giả đã tiến hành tính tốn sử dụng mạng lưới các phản ứng
hạt nhân, với giả thiết của quá trình sát nhập hai sao nơtron.
Hiệu ứng rõ ràng về phân bố độ phổ biến các đồng vị theo khối
lượng đã được quan sát, cùng với đó là sự thay đổi nhỏ trong tỉ
lệ độ phổ biến của hai nguyên tố Ba và Te. Điều này cho thấy
mức độ ảnh hưởng của dữ liệu hạt nhân từ thực nghiệm này về
giá trị Pxn trong đóng ghóp vào cơ sở dữ liệu hạt nhân cần thiết
để mô phỏng chính xác hơn q trình r-process.
Tài liệu tham khảo
[Taprogge2015] J.Taprogge, Decay spectroscopy of neutronrich cadmium isotopes Doctoral dissertation, Universidad Autónoma
de Madrid (2015).
[Lorusso2015] G. Lorusso et al., Phys. Rev. Lett. 114.19,192501
(2015).
[Moller2019] P. Moller et al., Atomic Data and Nuclear Data

Tables 125 1-192, (2019).
[Mienik2014] K. Miernik, Phys. Rev. C 90.5, 054306 (2014)
[Lippuner2017] J. Lippuner and Luke F. Roberts, Astrophys.
Jour. Supp. 233.2,18 (2017).

23