ИСТИНА

Проект посвящен решению проблемы получения достоверных данных о фотоядерных (фотонейтронных) реакциях с образованием различного количества продуктов - реакциях (g,n), (g,2n) и (g,3n), при исследовании которых основной трудностью является определение того, какой именно реакции принадлежит регистрируемый нейтрон в области энергий налетающих фотонов, в которой оказываются возможными несколько таких реакций. Эти данные востребованы для решения многих фундаментальных проблем электромагнитных взаимодействий ядер, а также широко используются в различных областях науки и техники. В последнее время такие данные применяются в исследованиях на встречных пучках релятивистских ядер для решения проблем с мониторированием светимости ускорителей таких ядер (используется явление электромагнитной диссоциации сталкивающихся ядер, основным механизмом которой является возбуждение и последующий распад состояний гигантского дипольного резонанса (ГДР) в сталкивающихся ядрах). Проблема достоверности обсуждаемых данных обусловлена наличием существенных (до 60%) систематических расхождений величин сечений фотоядерных реакций, определенных в разных экспериментах, в основном выполненных с использованием метода разделения фотонейтронов по множественности. Эти расхождения приводят к очевидно неоднозначным оценкам роли различных физических процессов, что делает весьма актуальными исследования причин расхождений экспериментальных данных и разработку методов их объяснения и учета (преодоления). Участниками проекта предложены простые, объективные и абсолютные критерии физической достоверности обсуждаемых данных, а также – метод оценки данных, свободный от недостатков использованных ранее экспериментальных методов определения сечений парциальных фотоядерных реакций. С использованием предложенных критериев для ряда ядер (изотопы циркония 90Zr, олова (112,114,116,117,118,119,120,122,124Sn), тербия 159Tb, тантала 181Ta, золота (197Au)) было установлено, что практически все рассмотренные данные являются физически недостоверными. Это проявляется в превышении физически обоснованных пределов абсолютных критериев, а также - в наличии в сечениях реакций областей физически недостоверных отрицательных значений. Предлагаемый проект посвящен: - системному анализу достоверности (и/или недостоверности) экспериментальных данных о сечениях парциальных фотонейтронных реакций с применением новых предложенных участниками проекта объективных абсолютных критериев; - получению (оценке) с применением нового предложенного участниками проекта экспериментально-теоретического метода, свободного от недостатков и погрешностей экспериментальных методов разделения фотонейтронов по множественности, новых достоверных данных о сечениях парциальных реакций(g,n), (g,2n), (g,3n) для большого числа средних и тяжелых ядер; - изучению физических следствий расхождений между известными «недостоверными» экспериментальными и новыми оцененными «достоверными» данными; - созданию Атласа достоверных сечений парциальных фотонейтронных реакций и соответствующей электронной базы данных на Web-сайте Центра данных фотоядерных экспериментов НИИЯФ МГУ (http://cdfe.sinp.msu.ru/).

Объявленные на 2013 год задачи в целом выполнены: С помощью созданной в рамках работ по нескольким предыдущим грантам РФФИ базы данных по ядерным реакциям (http://cdfe.sinp.msu.ru/exfor/index.php) проведены детальные исследования доступной информации по сечениям парциальных фотонейтронных реакций для многих ядер (65Cu, 80Se, 90,91,94Zr, 100Mo, 138Ba, 140Ce, 186W, 188,189,190,192Os, 207,208Pb). Обнаружено большое количество ядер, достоверность экспериментальных сечений реакции (g,n) для которых вызывает сомнения вследствие присутствия значительных областей энергий гамма-квантов, в которых сечения имеют физически запрещенные отрицательные значения. Установлено, что во многих случаях экспериментальные данные по сечениям реакций (g,n), (g,2n) и (g,3n) на таких ядрах не удовлетворяют предложенным ранее критериям достоверности, поскольку имеются заметные превышения значениями функций Fi = SIG(g,in)/SIG[(g,n) + 2(g,2n) + 3(g,3n) +…] предельных значений… – 1.00, 0.50 и 0.33…, соответственно для i= 1, 2, 3,… . Для ядер 90,91,94Zr, 112,124Sn, 186,188,189,190,192Os, 208Pb в рамках нового экспериментально-теоретического подхода к оценке сечений парциальных реакций, базирующегося на комбинированной предравновесной экситонной модели фотоядерных реакций, использующей плотности ядерных уровней, рассчитанные в модели Ферми-газа, получены новые данные, удовлетворяющие критериям достоверности. На основании сравнения оцененных и экспериментальных данных для изотопов 186,188,189,190,192Os выполнен детальный анализ причин ошибок в разделении фотонейтронов по множественности в конкретных экспериментах. Показано, что данные, не соответствующие критериям достоверности, получены в результате необоснованного перемещения значительной части нейтронов из одного канала распада ГДР в другой. При этом изъятие этих нейтронов из сечения реакции (g,n) приводило к его заметному уменьшению вплоть до физически запрещенных отрицательных значений, а их добавление к сечению реакции (g,2n) приводило к росту функции F2 вплоть до физически недостоверных значений F2 > 0.50. Влияние различий между экспериментальными и оцененными данными на оценку различных физических эффектов исследовано на основании анализа изоспинового расщепления ГДР ядер 90Zr и 112,124Sn. ______________________________________________________________________________________ Объявленные на 2014 год задачи в целом выполнены. С использованием созданной в рамках работ по нескольким предыдущим грантам РФФИ базы данных по ядерным реакциям (http://cdfe.sinp.msu.ru/exfor/index.php) был продолжен детальный анализ достоверности результатов экспериментов по определению сечений парциальных фотонейтронных реакций с помощью метода разделения образующихся нейтронов по множественности; использовались предложенные ранее объективные критерии достоверности данных - переходные функции множественности нейтронов Fi = SIG(g, in)/SIG[(g, 1n) + 2(g, 2n) + 3(g, 3n) +…], которые по определению не могут превышать предельных значений 1.00, 0.50 и 0.33…, соответственно для i = 1, 2, 3…. Рассмотрены экспериментальные данные по сечениям парциальных реакций (g, 1n) и (g, 2n), а также (если это было возможно) - (g, 3n), полученные для ядер 63,65Cu, 80Se, 91,94Zr, 138Ba, 140Ce, 186W, 207Pb, 209Bi с помощью метода разделения образующихся фотонейтронов по множественности. Показано, что, как и в случаях большого числа ядер, исследованных предварительно (115In, 116Sn, 159Tb, 196Au), а также на этапе 2013 года настоящего проекта (90Zr, 112,124Sn, 186,188,189,190,192Os, 208Pb), для рассмотренных на этапе 2014 года ядер во многих случаях наблюдаются области энергий фотонов, в которых достоверность экспериментальных данных вызывает серьезные сомнения, поскольку они предложенным критериям достоверности данных не удовлетворяют. Это обусловлено проявлением обнаруженной ранее корреляции двух факторов: 1) необоснованно завышенной величиной сечения реакции (g, 2n), приводящей к появлению недостоверных по определению значений функции F2 > 0.50; 2) соответствующей необоснованно заниженной величиной сечения реакции (g, 1n), приводящей к появлению недостоверных отрицательных значений. Для вновь рассмотренных ядер 63,65Cu, 94Zr, 138Ba, 140Ce, 186W, 207Pb, 209Bi новые оцененные сечения парциальных реакций, удовлетворяющие объективным критериям достоверности данных, получены с помощью предложенного ранее экспериментально-теоретического подхода. Это достигнуто путем совместного использования для оценки экспериментальных данных по сечениям реакции выхода нейтронов SIG[(g, 1n) + 2(g, 2n) + 3(g, 3n) +…] и соотношений комбинированной модели фотоядерных реакций, не зависящих от проблем определения множественности нейтронов: SIG-оцен (g, in) = Fтеор -i х SIG-эксп (g, xn). При таком подходе соотношения между сечениями парциальных реакций определяются в рамках комбинированной модели фотоядерных реакций, а их соответствующая сумма равна экспериментальному сечению выхода SIG[(g, 1n) + 2(g, 2n) + 3(g, 3n) +…]. Для ядра 209Bi выполнено детальное сравнение сечений реакций, оцененных в рамках предложенного подхода, с результатами активационного эксперимента, выполненного на пучке тормозного излучения разрезного микротрона НИИЯФ МГУ. Эксперимент такого типа является альтернативным по отношению к эксперименту, основанному на разделении фотонейтронов по множественности, поскольку в нем идентификация конкретной парциальной реакции осуществляется не по вылетающим нейтронам, а по образующемуся конечному ядру. Поскольку в парциальных реакциях с образованием различного количества нейтронов образуются разные конечные ядра, разделение парциальных реакций осуществляется прямо. Показано, что результаты оценки сечений парциальных реакций в рамках нового подхода, основанного на использовании объективных критериев достоверности данных, не согласуются с результатами экспериментов, выполненных с помощью разделения нейтронов по множественности, но согласуется с результатами активационного эксперимента. Такое положение дел полностью согласуется с тем, что было установлено ранее при исследовании фоторасщепления ядра 181Ta. С использованием новых данных, а также полученных на предыдущем этапе проекта результатов оценки сечений парциальных реакций для изотопов 186,188,189,190,192Os выполнены предварительные исследования разнообразных физических следствий наблюдающихся заметных расхождений результатов выполненных оценок с результатами экспериментов с использованием метода разделения нейтронов по множественности. В частности рассмотрено влияние полученных расхождений на оценки различных физических эффектов, в частности имеющих большое значение для астрофизики.