Magszintézis neutronbefogással

Hasonló dokumentumok
XLVI. Irinyi János Középiskolai Kémiaverseny február 6. * Iskolai forduló I.a, I.b és III. kategória

Atomreaktorok üzemtana. Az üzemelő és leállított reaktor, mint sugárforrás

RÖNTGEN-FLUORESZCENCIA ANALÍZIS

Prompt-gamma aktivációs analitika. Révay Zsolt

Detektorfejlesztés a késő neutron kibocsájtás jelenségének szisztematikus vizsgálatához. Kiss Gábor MTA Atomki és RIKEN Nishina Center

ODE SOLVER-ek használata a MATLAB-ban

Folyadékszcintillációs spektroszkópia jegyz könyv

Izotópkutató Intézet, MTA


Sindely Dániel Sindely László: Atommag modellek és szimmetriáik 325

Elemanalitika hidegneutronokkal

Modern Fizika Labor. Fizika BSc. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: 9. mérés: Röntgen-fluoreszcencia analízis április 22.

Nukleáris vizsgálati módszerek az IKI-ben

Nagy érzékenyégű módszerek hosszú felezési idejű nehéz radioizotópok analitikájában. Vajda N., Molnár Zs., Bokori E., Groska J., Mácsik Zs., Széles É.

Annak a function-nak a neve, amiben letároltuk az egyenletünket.

8. AZ ATOMMAG FIZIKÁJA

Compton-effektus. Zsigmond Anna. jegyzıkönyv. Fizika BSc III.

Egyetemi doktori (PhD) értekezés tézisei PhD Dissertation Theses. A vasnál nehezebb elemek keletkezése csillagokban

Kémiai fizikai alapok I. Vízminőség, vízvédelem tavasz

Az atom felépítése Alapfogalmak

2. (b) Hővezetési problémák. Utolsó módosítás: február25. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Nagy András. Feladatok a logaritmus témaköréhez 11. osztály 2010.

Egyváltozós függvények 1.

Izotóp geológia: Elemek izotópjainak használata geológiai folyamatok értelmezéséhez.

2. rész. 3. A páros rendszámú elemek A páros elemek általános jellemzői A páros rendszámú modellek külső formája

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

GAZDASÁGMATEMATIKA KÖZÉPHALADÓ SZINTEN

Maghasadás (fisszió)

ÁR kulcsrakész ÁR lapraszerelt

Sugárzások és anyag kölcsönhatása

MATE-INFO UBB verseny, március 25. MATEMATIKA írásbeli vizsga

15/2001. (VI. 6.) KöM rendelet. az atomenergia alkalmazása során a levegbe és vízbe történ radioaktív kibocsátásokról és azok ellenrzésérl

Feladatok a logaritmus témaköréhez 11. osztály, középszint

4. Laplace transzformáció és alkalmazása

2 (j) f(x) dx = 1 arcsin(3x 2) + C. (d) A x + Bx + C 5x (2x 2 + 7) + Hx + I. 2 2x F x + G. x

Magspektroszkópiai gyakorlatok

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Megoldások

Nagyságrendek. Kiegészítő anyag az Algoritmuselmélet tárgyhoz. Friedl Katalin BME SZIT február 1.

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (3) a NAH / nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

A függvényekről tanultak összefoglalása /9. évfolyam/

PRÓBAÉRETTSÉGI MATEMATIKA május-június EMELT SZINT JAVÍTÁSI ÚTMUTATÓ. Vizsgafejlesztő Központ

Kisérettségi feladatsorok matematikából

Egyenletek, egyenlőtlenségek XIII.

NUKLEÁRIS LÉTESÍTMÉNYEK LÉGNEMŰ 14C KIBOCSÁTÁSÁNAK MÉRÉSE EGYSZERŰSÍTETT LSC MÓDSZERREL

I. feladatsor. 9x x x 2 6x x 9x. 12x 9x2 3. 9x 2 + x. x(x + 3) 50 (d) f(x) = 8x + 4 x(x 2 25)

Mag- és neutronfizika 9. elıadás

Az Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny tanévi második fordulójának feladatmegoldásai. x 2 sin x cos (2x) < 1 x.

Nukleáris adatok felhasználása A nukleáris adatok mérésének módszerei és nehézségei

Radioaktív bomlási sor szimulációja

Radioizotópok az üzemanyagban

fizikai szemle 2010/2

PROMPT- ÉS KÉSŐ-GAMMA NEUTRONAKTIVÁCIÓS ANALÍZIS A GEOKÉMIÁBAN I. rész

c.) Mely valós számokra teljesül a következő egyenlőtlenség? 3

Magfizika tesztek. 1. Melyik részecske nem tartozik a nukleonok közé? a) elektron b) proton c) neutron d) egyik sem

Aktiválódás-számítások a Paksi Atomerőmű leszerelési tervéhez

Modern Fizika Labor Fizika BSC

9. A felhagyás környezeti következményei (Az atomerőmű leszerelése)

2. Reprezentáció-függvények, Erdős-Fuchs tétel

Radioaktivitás. 9.2 fejezet

1. Példa. A gamma függvény és a Fubini-tétel.

1. feladatsor: Vektorterek, lineáris kombináció, mátrixok, determináns (megoldás)

MATEMATIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Az elektronpályák feltöltődési sorrendje

Hidrogénfúziós reakciók csillagokban

DIFFERENCIÁLEGYENLETEK. BSc. Matematika II. BGRMA2HNND, BGRMA2HNNC

Szervetlen kémiai laboratóriumi gyakorlat, oktatói lista 2015/2016, II. félév

Nagyteljesítményű elemanalitikai, nyomelemanalitikai módszerek

NE FELEJTSÉTEK EL BEÍRNI AZ EREDMÉNYEKET A KIJELÖLT HELYEKRE! A feladatok megoldásához szükséges kerekített értékek a következők:

RADIOKÉMIAI MÉRÉS. Laboratóriumi neutronforrásban aktivált-anyagok felezési idejének mérése. = felezési idő. ahol: A = a minta aktivitása.

Abszolútértékes egyenlôtlenségek

Bútordíszítô elemek és dekorációs anyagok

6. Függvények. Legyen függvény és nem üreshalmaz. A függvényt az f K-ra való kiterjesztésének

A Föld pályája a Nap körül. A világ országai. A Föld megvilágítása. A sinus és cosinus függvények. A Föld megvilágítása I. A Föld megvilágítása II.

1.1. Feladatok. x 0 pontban! b) f(x) = 2x + 5, x 0 = 2. d) f(x) = 1 3x+4 = 1. e) f(x) = x 1. f) x 2 4x + 4 sin(x 2), x 0 = 2. általános pontban!

3. előadás Reaktorfizika szakmérnököknek TARTALOMJEGYZÉK. Az a bomlás:

A (nano-)tudomány néhány alapkérdése

NEHÉZ ELEMEK KELETKEZÉSE CSILLAGOKBAN FORMATION OF HEAVY ELEMENTS IN STARS

Hamilton rendszerek, Lyapunov függvények és Stabilitás. Hamilton rendszerek valós dinamikai rendszerek, konzerva3v mechanikai rendszerek

MAGYAR RÉZPIACI KÖZPONT Budapest, Pf. 62 Telefon , Fax

Az α értékének változtatásakor tanulmányozzuk az y-x görbe alakját. 2 ahol K=10

Az Országos Képzési Jegyzékről és az Országos Képzési Jegyzék módosításának eljárásrendjéről szóló 133/2010. (IV. 22.) Korm.

8. feladatsor. Kisérettségi feladatsorok matematikából. 8. feladatsor. I. rész

6 x 2,8 mm AGYAS LÁNCKEREKEK 04B - 1 DIN ISO/R 606. Osztás 6,0 Bels szélesség 2,8 Görg átmér 4,0

A budapesti aeroszol PM10 frakciójának kémiai jellemzése

KOORDINÁTA-GEOMETRIA

Termoelektromos hűtőelemek vizsgálata

1.ábra A kadmium felhasználási területei

Régebbi Matek B1 és A1 zh-k. deriválás alapjaival kapcsolatos feladatai. n )

Függvények július 13. f(x) = 1 x+x 2 f() = 1 ()+() 2 f(f(x)) = 1 (1 x+x 2 )+(1 x+x 2 ) 2 Rendezés után kapjuk, hogy:

Felvételi, 2017 július -Alapképzés, fizika vizsga-

1. Monotonitas, konvexitas

FÜGGVÉNYEK TULAJDONSÁGAI, JELLEMZÉSI SZEMPONTJAI

Határozatlan integrál, primitív függvény

Hő- és füstelvezetés, elmélet-gyakorlat

Hódmezővásárhelyi Városi Matematikaverseny április 14. A osztályosok feladatainak javítókulcsa

Kalkulus I. gyakorlat Fizika BSc I/1.

Függvények vizsgálata

Halmazok. Gyakorló feladatsor a 9-es évfolyamdolgozathoz

Szélsőérték feladatok megoldása

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Átírás:

Magszintézis neutronbefogással Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös Magyar Fizikus Vándorgyűlés Debrecen, 2013. augusztus 21-24.

Tartalom 1. A magok táblája 2. Elemgyakoriság 3. Neutrontermelés 4. Az s-folyamat 5. s-folyamat, r-folyamat 6. Az s-folyamat vége 7. A modell 8. A valóságos folyamat 9. A modell korlátozása 10. Különböző futások 11. Az r/s arány 12. Izotópeloszlások 13. MACS 14. Összegzés Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 2 Magszintézis neutronbefogással

1. A magok táblája [Chart of Nuclides (NuDat2) National Nuclear Data Center www.nndc.bnl.gov/nudat2, Brookhaven National Laboratory] Mely magok, hol, milyen körülmények között keletkeznek? Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 3 Magszintézis neutronbefogással

2. Elemgyakoriság [Lodders Solar system abundances of the elements. in A. Goswami, B. E. Reddy (Editors), An Introduction in Principles and Perspectives in Cosmochemistry, Springer 2010] H 74%, He 24%, a többi 2% összesen Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 4 Magszintézis neutronbefogással

3 Neutrontermelés A két fő neutrontermelő folyamat: és Az első folyamat nagy tömegű, héliumégető csillagoknál, illetve AGB csillagok TPállapotánál van jelen, míg a második folyamat AGB csillagoknál a TP-t követő felkeveredés, a TDU után áll rendelkezésre. Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 5 Magszintézis neutronbefogással

4.1 Az s-folyamat Neutronbefogás Neutronbefogás + Bétabomlás Gamow 1948, B 2 FH = Burbidge, Burbidge, Fowler és Hoyle 1957 Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 6 Magszintézis neutronbefogással

4.2 Az s-folyamat egyenlete ahol Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 7 Magszintézis neutronbefogással

5.1 Versengés, élettartam A T felezési idejű nem stabil mag átlagos élettartama: Két neutronbefogás között eltelt idő: Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 8 Magszintézis neutronbefogással

5.2 s-folyamat r-folyamat jellemző adatok fejlődés a béta stabilitás völgyében fejlődés messze a völgytől Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 9 Magszintézis neutronbefogással

5.3 s-folyamat r-folyamat Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 10 Magszintézis neutronbefogással

5.4 Klasszikus megközelítés: s-mag, r-mag Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 11 Magszintézis neutronbefogással

5.5 r-magok és s-magok Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 12 Magszintézis neutronbefogással

6. Az s-folyamat vége? Klasszikusan itt! Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 13 Magszintézis neutronbefogással

7.1 A modell Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 14 Magszintézis neutronbefogással

7.2 A szereplő/számításba vett folyamatok EC: elektronbefogás, vagy pozitív bétabomlás α: alfabomlás β-: negatív bétabomlás p: protonkibocsátás 2β-: kettős bétabomlás (negatív) 2EC: kettős bétabomlás (pozitív) β-n: bétabomlás és utána neutron-kibocsátás SF: spontán hasadás valamint ezek együtt elágazásokkal, összesen 19 folyamat. Léteznek hármas elágazások, arányuk nem jelentős. Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 15 Magszintézis neutronbefogással

7.3 Az új (teljes) egyenlet És a többi említett folyamat. Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 16 Magszintézis neutronbefogással

7.4 Az egyenlet megoldása 1. Neutronbefogás:, illetve (t az időalap, tehát jelentése t) Kiindulás: Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 17 Magszintézis neutronbefogással

7.5 Az egyenlet megoldása 2. Bomlások:, illetve Ha 99 százalékosan számolunk (megmaradás, ill. elbomlás): pl. egy másodperc időalapot alkalmazva: a tartományban kell exponenciálisan számolni. Ha T nagyobb:, illetve. Ha T kisebb, akkor elbomlik mind. Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 18 Magszintézis neutronbefogással

7.6 A neutron Felezési idő: 10,4 min (611±1 s) (Átlagos) élettartam: 15 min (881.5±1.5 s) [K. Nakamura et al. (Particle Data Group), JP G 37, 075021 (2010) and 2011 partial update for the 2012 edition (URL: http://pdg.lbl.gov)] Részt vehet-e a neutron az s-folyamatban? Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 19 Magszintézis neutronbefogással

7.7 Bemenő adatok 2696 mag adatai (178 stabil, és 2518 további mag) (r-folyamatnál: 5353 mag) felezési idő, bomlási módok, elágazási arányok, neutronbefogási hatáskeresztmetszetek MACS http://adg.llnl.gov/research/rrsn/semr/30kev/rath00_7.4.30kev_calc Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 20 Magszintézis neutronbefogással

8.1 A valóságos folyamat: a kezdet Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 21 Magszintézis neutronbefogással

8.2 A valóságos folyamat: a vas-60 A állandó hozamot biztosít a bomlásra (keletkezik ) és a neutronbefogásra (keletkezik ). Gamma eredmények: INTEGRAL, ESA Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 22 Magszintézis neutronbefogással

8.3 A valóságos folyamat a teljes kép AGB csillagok, időfüggő neutronsűrűség Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 23 Magszintézis neutronbefogással

8.4 A folyamatok vége? Az átjutás akkor következik be, ha a sáv eléri a magot (T = 33 s). Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 24 Magszintézis neutronbefogással

9.1 Az időalap szerepe, sávszélesség Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 25 Magszintézis neutronbefogással

9.2 Az időalap szerepe: profil Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 26 Magszintézis neutronbefogással

9.3 Az időalap szerepe: a bevont és kizárt magok lépésidő = ta min. felezési idő max. felezési idő 0,001 s 0,00015 s 0,069 s 0,01 s 0,0015 s 0,69 s 0,1 s 0,015 s 6,9 s 1 s 0,15 s 69 s = 1,15 m 10 s 1,5 s 690 s = 11,5 m 100 s = 1,67 m 15 s 6900 s = 1,92 h 1000 s = 16,67 m 150,5 s = 2,51 m 69000 s = 19,2 h Emlékeztető: a neutron felezési ideje: 10 min átlagos élettartama: 15 min Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 27 Magszintézis neutronbefogással

10.1 A klasszikus s-folyamat a modellben Jó nagy időalap ~1 nap, a gyorsan bomló magok kizárása (T < 3,75 h) Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 28 Magszintézis neutronbefogással

10.2 A klasszikus s-folyamat a modellben Bomlás után. Sok r-mag kialakult még így is! r-mag Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 29 Magszintézis neutronbefogással

10.3 Nagy neutronsűrűségű futás kevés kiinduló maggal ( db) nincsenek s-magok r-folyamat nincsenek s-magok Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 30 Magszintézis neutronbefogással

10.4 Nagy neutronsűrűségű futás Sok kiinduló maggal Az s-magok nagy része két kivétellel megjelent. Ezek a és a. 19 3 n n = 5 10 cm Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 31 Magszintézis neutronbefogással

11. Az r/s arány Jó az arány, a Naprendszerbelihez viszonyítva, ha legalább! Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 32 Magszintézis neutronbefogással

12.1 Izotópeloszlások Modellünk ellenőrzésére, a magszintézis körülményeinek feltárására jó lehetőség az izotópeloszlások összevetése a tapasztalati izotópeloszlásokkal. Erre a sokizotópú magok nagyon alkalmasak: a Ni, Zn, Ge, Se, Kr, Zr, Mo, Ru, Pd, Cd, Sn, Te, Xe, Nd, Sm, Gd, Dy, Yb, Pt, Hg, Pb és U. Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 33 Magszintézis neutronbefogással

12.2 Izotópeloszlások: a tellúr Tellúr\A 120 122 123 124 125 126 128 130 Z=52 \ N= 68 70 71 72 73 74 76 78 Solar 0,09 2,55 0,89 4,74 7,07 18,84 31,74 34,08 IP 0 19,16 5,42 28,02 8,60 34,81 2,99 0,00 Tpn14 0 5,36 1,29 5,90 5,65 28,51 37,10 15,20 r 5n19 0 0,00 0,00 0,00 5,87 0,22 22,34 70,57 Illesztett 0 3,66 0,89 4,11 5,76 18,84 31,66 34,10 (Valójában két paraméter! (ha a = 1) 64,5% AGB Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 34 Magszintézis neutronbefogással

12.3 Izotópeloszlások: a tellúr grafikonon Az AGB csillag az elemkeletkezés legfontosabb színtere Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 35 Magszintézis neutronbefogással

13.1 A rendelkezésre álló hatáskeresztmetszetek 0,01 mb felett Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 36 Magszintézis neutronbefogással

13.2 A maximumok helye paritás szerint Alak: Hely: Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 37 Magszintézis neutronbefogással

13.3 A maximumok helye A maximumok bérce a stabilitás völgye felett halad. Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 38 Magszintézis neutronbefogással

13.4 A maximumok értéke Neutronbefogási hatáskeresztmetszet maximum értékek Z max (N)-nél 100000,00000 10000,00000 1000,00000 σ(z max ) 100,00000 10,00000 ZENE ZENO ZONE ZONO f(n) 1,00000 1 10 100 0,10000 0,01000 N Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 39 Magszintézis neutronbefogással

13.5 Hiányzó hatáskeresztmetszetek becslése 1. Az adott N-re megkerestem a, vagyis a maximális érték helyét külön páros és páratlan neutronszám esetére. 2. Az adott páros és páratlan -hoz beállítottam maximumának a helyét. 3. Kétparaméteres illesztéssel beállítottam a függvény szélességét és magasságát. Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 40 Magszintézis neutronbefogással

13.6 A 30 kev-hez tartozó neutronbefogási hatáskeresztmetszetek Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 41 Magszintézis neutronbefogással

14. Összegzés egy ábrán AGB tellúr: sáv és spontán hasadás Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 42 Magszintézis neutronbefogással

Köszönöm a figyelmet! Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 43 Magszintézis neutronbefogással

15. Mekkora neutronsűrűség szükséges a bizmut kikerüléséhez? A szükséges neutronűrűség a kezdeti vas függvényében: Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 44 Magszintézis neutronbefogással

16. Boulder, Colorado Kiss Miklós, Berze Nagy János Gimnázium Gyöngyös 45 Magszintézis neutronbefogással