Yarı-deneysel (α,n) reaksiyon tesir kesiti formüllerinin önerilmesi ve nükleer data değerlendirmesi

Abstract

Bu çalışmada, inelastik saçılma ve Coulomb etkisi içeren yarı-deneysel (α,n) reaksiyon tesir kesiti formülleri önerilmiştir. Önerilen formüllerden ve nükleer model hesaplamalarından elde edilen sonuçlar kullanılarak 50 MeV'e kadar gelme enerjili alfalarla oluşturulan bazı medikal radyoizotop üretim reaksiyonlarının uyarılma fonksiyonları incelenmiştir. Önerilen yarı-deneysel (α,n) tesir kesiti formül sonuçlarının mevcut değerlendirilmiş ve deneysel datalarla ve model hesaplama sonuçlarıyla yakın maksimumlar verdiği görülmüştür. Ayrıca nükleer data değerlendirmesi yapılarak 3 GeV'e kadar olan proton ve nötronlarla ışınlanan doğal titanyumun (Ti) gaz üretim tesir kesiti dataları üretilmiştir. Gaz üretim tesir kesiti datalarının değerlendirilmesi için mevcut deneysel, sistematik datalar ve model hesaplamaları kullanılmıştır. Değerlendirme, KIT/INR'de geliştirilen BEKED kod paketindeki istatistiksel metotlar ve Fortran programlama dili kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yeni değerlendirilen datalar incelendiğinde yapı malzemesi olarak doğal titanyumun tercih edildiği durumda yüksek enerjilerde en fazla nükleer hasara proton üretiminin neden olabileceği görülmüştür. ENDF formatına dönüştürülen değerlendirilmiş datalar IAEA tarafından resmi web sitesinde data dosyası olarak yayınlanmıştır.

In this study, newly semi-empirical (α,n) cross-section formulas including non-elastic scatter and Coulomb effects were suggested. By using the results obtained from the suggested formulas and nuclear models, excitation functions of production reactions of some medical radioisotope induced by alpha particles were analyzed at incident energies up to 50 MeV. It is seen that the results obtained from the suggested semi-empirical (α,n) cross-section formula give approximate maximums by the existing evaluated and experimental data and model calculation results. Additionally, gas production cross-section data were evaluated for natural titanium (Ti) irradiated with protons and neutrons at energies up to 3 GeV. The existing experimental and systematic data, and model calculations were used for the evaluation. The evaluation was carried out using statistical methods implemented in the BEKED code package developed at KIT/INR and Fortran programming language. When the newly evaluated data are examined, it is seen that proton production may cause the most nuclear damage at high energies when natural titanium is preferred as a structural material. The newly evaluated data in ENDF format were published as a data file in the official web site by IAEA.