Научная статья на тему 'Процесс деления возбуждённых ядер: распределение эмитируемых лёгких частиц по уносимым ими угловым моментам'

Процесс деления возбуждённых ядер: распределение эмитируемых лёгких частиц по уносимым ими угловым моментам Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
140
24
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Область наук
Ключевые слова
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕЛЕНИЯ ЯДЕР / УГЛОВОЙ МОМЕНТ / NUCLEAR FISSION MODELING / ANGULAR MOMENTUM

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Литневский Андрей Леонидович

Рассчитаны и построены распределения легких частиц, эмитируемых возбужденными ядрами, по уносимым ими угловым моментам. Проанализированы факторы, влияющие на основные параметры распределений среднее значение и дисперсию.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по математике , автор научной работы — Литневский Андрей Леонидович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Excited nuclei fission process: the distribution of emitted light particles by removed angular momentum

The distributions of light particles emitted by fissioning excited nuclei by removed angular momentum are obtained. The factors influences on the average values and dispersions of the distributions are analyzed.

Текст научной работы на тему «Процесс деления возбуждённых ядер: распределение эмитируемых лёгких частиц по уносимым ими угловым моментам»

УДК 539.173(04)

А. Л. ЛИТНЕВСКИИ

Омский государственный технический университет

процесс деления возбужденных ядер: распределение эмитируемых легких частиц по уносимым ими угловым моментам_

Рассчитаны и построены распределения легких частиц, эмитируемых возбужденными ядрами, по уносимым ими угловым моментам. Проанализированы факторы, влияющие на основные параметры распределений — среднее значение и дисперсию.

Ключевые слова: моделирование деления ядер, угловой момент.

Угловые моменты, уносимые предразрывными частицами, являются важными параметрами моделей деления ядер [1—3]. При моделировании процесса деления в большинстве моделей предполагается, что каждая испущенная частица уносит целое (в единицах Ь) фиксированное значение момента импульса при условии, что угловой момент ядра до эмиссии не равен нулю. Следуя указаниям работы [4], значения уносимых угловых моментов обычно полагают следующими: ДЬп = ДЬр = ДЬ? = 1 для нейтрона, протона и гамма-кванта и ДО] = ЫО. =2 для дейтрона и альфа-частиды соответственна. В природе момент, уносимый частинцый, явооет-ся случайной величиной, причем вероятности тоги или иного значения для разных частиц сущ еств ен-но различаются. Разумеется, для того чтобы кор° ек-тно использовать при моделировании —иксирован-ные моменты, необходимо усреднить эти случайные значения. Очевидно, что полученные средние значения не будут целыми. Кроме того, овтоствтнно предположить, что они могут заейеетг, помимо =идт эмитируемой частицы, от энергии возбужде—ио и от углового момента ядра, испуелающвтп утетицу. Принимая во внимание устанеаеетное неме в хоог проведённых ранее исследований сущоствоновт влияние значений уносимых отментот ту °езул=-таты моделирования, можно утвержаатз, ето даже небольшое отклонение средних значений уносимых моментов от указанных выше цп=ып значено3 может заметно изменить результаты отделв=твтнйя. В связи с этим возникает задача проверки о)иво-мерности использования цедых фикыиртваннопх значений уносимых частицами угловых моментов.

Первый этап решения обозначенной кадочи ао-стоит в расчёте распределений, ивнуелотмых частиц по уносимым ими угловым молпнтам и анализе факторов, оказывающие тмшние не их основные параметры — среднее значение о дтс-геросю Именно этому и посвящена настоящая рыСюта.

Для вычисления распредедений Рыла ретрдра-тана программа, рассчитывающая ширины распада составного ядра с испусканитм етстиц итон-ого вида по каналам с разными угловыми моментами остаточного ядра. Обработка еетул=ввтовраРоты этой программы позволяет полуиите нет=ходи=в1е распределения.

Рассмотрим теоретическую основу проведённого расчёта. Пусть ядро обладает полной энергией возбуждения Еы и угловым моментом Ь. Ширина канала распада составного ядра, имеющего такие начальные характеристики, посредством эмиссии частицы типа V, уносящей момент ДН = Н — Нда вычисляет^:, т содзеттствие с ориСыижением Хаите-ра — ФешРсха [0,6-:

ГиЫ (Оуе С а а

ИСур+1

апр(и- с)

Оуы + З, о+з..

{=ии(и -о- ЬУ '-'УЫ с I ы)

В -тем пырижннии а — нпымдрпстпитый множитель, р(Е, Ь) — иооинпсть оне=етических уроднеИ яут- с полито энтрилен цизСуждонияЕ и уоловым жпмыотдм Ь,В — оие-ооп свято частицы тиса V в ядре (V = п, -о Т(. о — кинеттчтекая эне-ыгия ис-чущвнпвИ осстицы, й, — епил исоущвпноН ппети-Ц1Д, — урлввой мтмонг тсоаточиого -I1z(pc^, — орбитальный мсмеез иыгпыщымной частицы относ и -етотно рентрп овсс тио-гомы «итсти!-] — пстсточна с ептт»,В- — спин кынавв, опт — нотфуицаеиты прохождения. Плотность уровней задается выражением Буиз о Моетрыпьоонз - ]—С.

рИдЬ-ОхРС^ -а

ал.

(и-Дт-С

■ ехр (а7о)Дч-пс'Ы]С,

(2)

где а

параметр плотности одночастичных уров-

ыой, — ооордовельнвш момент инарции ядри, ТО — вращательнво тнергия идав. Послттчие дно величины рассчитываются по следующим формула]- сооаввтсозеопс:

а п

лдп ^япн , 5

= = О (О +31.

Ы ои ■

(3 а, Ь)

где радиусядра т = г0А1/3, тд =1,22фм, т — мас-саядра.Итак,мы видим, чтоэнергиявозбуждения

-7-6-5-4-3-2-1 0 12 3 4 5 6 7 С

-7-6-5-4-3-2-1 0 1 2 3 4 5 6 7 Д!

Рис. 1. Распределения испускаемых нейтронов по уносимым ими угловым моментам, полученные при разных начальных энергиях возбуждения и угловых моментах составного ядра

ддра н[ его начальныйугеоной момини вхндат а формулу дня плоткости гдуеоыний, следыгуунльнт, ед иы значений должен зависеть вид распределения эмитируемых ухотиц па уносимым ими усховыо моментам. Наиболее простым способом коэффициенты прохождения можно рассчитать, используя при-Кпижение рсзмсго хилея ядра:

Т1,, = ПРи ¡V > 1сг

Т, = 1, при ¡V < ¡сг '

(4)

где ¡г — максимальный возможный орбитальный момент частицы с заданной энергией относительно центра масс системы «частица — остаточное ядро»,при котором может произойти реакция слияния частицы с остаточным ядром. Отметим, что эту величину мы вычисляем, используя обратную реакцию, а затем применяем найденное значение для прямой реакции — эмиссии частицы. Величина I вычисляется в рамках подхода, предложенного в работе [8]. Этот подход позволяет получить результаты, согласующиеся со следствиями оптической модели ядра.

3 2 1

л> 0

О-в -2 -3 -4

—□— -Нейтрон

—o- -Пр/тон

—Д- Альфа-частица

-Дейгр/н

20

40

L

60

80

Рис.2. Зависимости среднего момента, уносимого частицами, отначального углового моментаядра

6 =

+ r +

h Sv

Ро \1/ 2

v y 1 - - v

h

где bj = 3,4 фм*МэВ1/2, гш — радиус остаточно-го ядра, rv = rRivш — радиус испускаемой частицы, = m0AvA]0/A — приведённая масса испускаемой частсцы (r остаяочного ядра (тд — мосса нукяо-1га, А ^А^Ц — мсясооыс дисоа исдусидемой иаоая-цы, остаточного и начального ядер соответственно). Выцоиц аулоноаеуооо бсцтера у радсчиоывается по формуио

(Z - Zv )Zv Kv

(6)

где = 1,6 фм. Коэффициент 02 зависит от вида испускаемой частицы и составляет 1,32 МэВ'фм няя олэфа-частицы, 1,22 МэВ'фм для дейтрона и Т, 1Т ]Т1э]Э • фм ром протона.

Полнуюширину распада ядра посредством эмис-стн чаттяцы аанноэо виднможте полуоять, паосояла мировав выражение(1) повсемвозможным Ьш. Отношение ширины канала распада с заданным Ьш а яолнсд шэрине нпрэсалтет вертятдасть данного значения Ьш и,следовательно,вероятность соответ-cтаyющссезнaчeния AЬv:

п-1

n(ALv) = rt (L-ALV)•

ZrL (L. )

(7)

Рассмотрим теперь результаты расчётов распределений. Расчёты проводились на примере ядра 190Р1. На рис. 1 представлены распределения испускаемых нейтронов (именно этот тип частиц преобладает в процессе эмиссии) по уносимым ими угловым моментам. В левом столбце показаны распределения, рассчитанные для разных угловых моментов ядра (Ь = 0, 20, 40, 60, 80) и одинаковой полной энергии возбуждения Е = 120 МэВ, в правом — для разных энергий (Е = 50, 100, 150, 200, 250 МэВ) при Ь = 30. В правом верхнем углу каждой диаграммы приведено среднее значение момента, уносимого нейтроном при данных Ь и Еы. Мы видим, что в левом столбце с повышением момента распределение смещается вправо, в сторону больших ДЬп. При фиксированном значении начального момента ядра с повышением энергии возбуждения распределение «расплывается» (максимум становится менее выраженным) и несколько смещается в сторону меньших ДЪп. Таким образом, высказан-

ное ранее предположение о факторах, влияющих на распределение, полностью подтвердилось. Следует отметить, при 0 < L < 20 испущенный нейтрон в среднем чаще увеличивает момент ядра, чем уменьшает его. При L = 0 эмитированный нейтрон может только повысить угловой момент ядра.

Из рис. 1 следует, что с заметной вероятностью нейтрон может унести или добавить момент от 0 до7.Вработе [9] на примере реакции слияния 16O + 208Pb ^ 224Th было показано, что для широкого диапазона лабораторных энергий ядра-снаряда образовавшееся составное ядро с наибольшей вероятностью будет иметь угловой момент от 20 до 50. Распределение при таких начальных моментах ядра смещено в сторону положительных значений углового момента ALn, уносимого нейтроном. Таким об-разом,сбольшей вероятностью нейтрон уменьшает угловой момент ядра. Однако среднее значение момента, уносимого нейтроном, оказалось значительно меньше 1 для диапазона начальных угловых моментов ядра L < 60. При более высоких моментах ядра нейтрон с большей вероятностью уносит боль-шийугловой момент (среднее значение несколько превышает 1).

Какуже отмечалось, кроме нейтронов возбуждённые ядра могут испускать протоны, дейтроны, альфа-частицы и гамма-кванты. Распределения для заряженных частиц также были получены, однако в рамках представляемой работы мы их не приводим, посколькуих вид и изменение в зависимости от L и E схожи с таковыми для нейтронов. Для иллю-страциирезультатов приведем зависимости среднего значения момента <AL >, уносимого частицами каждого вида, от начального углового момента составного ядра (рис. 2). Из рис. 2 видно, что средний момент, уносимый протоном, достигнет 1 при L = 90; средний момент, уносимый дейтроном, достигнет 2 при L = 100; средний момент, уносимый альфа-частицей, достигает 2 при L = 67.

Отметим, что обычно диапазон моделирования поугловому моменту не выходит за L = 70, таким образом, все используемые целые значения являются завышенными.

Входе дальнейших исследований разработанная программа расчёта распределений будет добавлена в виде процедуры в код, реализующий модифицированную версию комбинированной динамическо-статистической модели деления ядер [1, 2]. Это позволит исследовать влияние учёта стохастичности уносимых угловых моментов на результаты моделирования и их согласие с экспериментальными данными.

Библиографический список

1. Gontchar, I. A C-code for combining a Langevin fission dynamics of hot nuclei with a statistical model including evaporation of light particles and giant dipole y-quanta / Gontchar I., Litnevsky L. A., Frobrich P. // Computer Physics Communications. — 1997. — 107. — P. 223.

2. Гончар, И. И. Теоретическое исследование зависимости среднего времени деления возбужденных атомных ядер от углового момента / И. И. Гончар, Н. А. Пономаренко, В. В. Туркин, Л. А. Литневский // Ядерная физика. — 2004. — Т. 67. — С. 2101.

3. Многомерный стохастический подход к динамике деления возбуждённых ядер / Г. Д. Адеев [и др.] // Физика элементарных частиц и атомного ядра. — 2005. — Т. 36. — С. 731.

4. Hinde, D. J. Fission and Evaporation Competition / D. J. Hinde et al. // Nuclear Physics. — 1982. — A382. — P. 128.

5. Hauser, W. The Inelastic Scattering of Neutrons / Hauser W., Feshbach H. // Physics Review. — 1952. — 87. — P. 366.

6. Fr^rich, P. Lectures on the Theory of Nuclear Reactions / P. Fr^rich and R. Lipperheide // Oxford University Press. — 1995.

7. Stokstad, R. The Use of Statistical Models in Heavy-Ion Reaction Studies / R. Stokstad // In: Treatise on Heavy Ion Science, New York Plenum Press. — 1985. — 3. — P. 82.

8. Blann, M., Computer Codes ALERT I and ALERT II / Blann M. and Komoto T.T. // LLNL. — 1984. — CA 94550.

9. Гончар, И. И. Ланжевеновская флуктуационно-дисси-пативная динамика деления возбуждённых атомных ядер

УДК 519.863

/ И. И. Гончар // Физика элементарных частиц и атомного ядра. — 1995. — Т. 26. — С. 922.

ЛИТНЕВСКИЙ Андрей Леонидович, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий». Адрес для переписки: a_lit@list.ru

Статья поступила в редакцию 30.06.2014 г. © А. Л. Литневский

У. Н. КУЛЬБИДА О. Н. КАНЕВА А. В. ЗЫКИНА

Омский государственный технический университет

оптимизационный подход в медиапланировании

Статья посвящена разработке оптимизационных методов определения целевой аудитории в рекламе проблемы позиционирования. В экспертной системе реализован алгоритм расчета стоимости рекламной кампании, основанный на использовании оптимизационной задачи целочисленного программирования. Ключевые слова: медиапланирование, позиционирование, целевая аудитория, бюджет рекламной кампании, оптимизационная задача. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проект № 14-07-00326.

Введение. Медиапланирование является ключевым элементом современной рекламной деятельности, поскольку стоимость пространства и времени — самая важная часть бюджета рекламодателя. Основной задачей медиапланирования является донесение рекламного сообщения до максимального числа потенциальных покупателей с минимальными затратами, в течение заданного времени, определенное число раз для достижения целей рекламной кампании. В процессе медиапланирования условно выделяются четыре основных этапа.

Этап 1. Анализ рекламно-маркетинговой ситуации.

На этом этапе изучается целевая аудитория, которой предназначено обращение. Выясняются конкурентная ситуация на рынке, степень его насыщенности, рекламная деятельность конкурентови их активность. Выявляются особенности рекламируемого товара и его позиционирование. Определяется примерный размер бюджета. Анализируется креативная стратегия рекламной кампании.

Этап 2. Принятие решения об охвате аудитории и частоте контактов.

Понятия охвата и частоты относят к базовым понятиям медиапланирования. Для рекламодателя важно, какую часть целевой аудитории достигнет послание и сколько рекламных контактов среклам-ным обращением будет у каждого представителя целевой аудитории. В связи с этим, передрем как приступить к выбору носителей и разработре схемы размещения рекламы, принимают решение о необходимом охвате аудитории и частоте (числереюом-ных контактов).

Этап 3. Сравнительный анализ и выбор носителей рекламных обращений.

На этом этапе главная задача медиапланера — выбрать наиболее рентабельные средства распространения рекламы, дающие наибольший эффект при минимуме затрат.

Этап 4. Разработка оптимальных схем размещения рекламных материалов.

Необходимо разработать такую схему размещения рекламных материалов, при которой в рамках заданного бюджета достигаются максимально возможные охваты целевой аудитории с наиболее оптимальными частотами. Причем необходимо решить, что в данном конкретном случае важнее — большая частота или больший охват.

Раснек ксновеых тикловых показауелей. Ключевым поразателем, используемош в медегаплани-ровании, является показатель минимальной эффек-тиыесй еастоеы (МеЧ). Этее пзекыкаель отображает количество контактов потребителей с рекламой, наиболее оптимальных для влияния на целевую аудиторию, и измеряется в абсолютных единицах [1]:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

МЭЧ = 1 + ВСР х (ЦА + ОМ + ХР + ЛВ).

Здесь 1 — начальный уровень МЭЧ в один ре-кламныйконтакт, ВСР — корректирующий фактор «внимание к средству рекламы»; ЦА — корректирующий фактор «целевая аудитория»; ОМ — корректирующий фактор «осведомленность о марке»; ХР — корректирующий фактор «характер рекламы»; ЛВ — корректирующий фактор«личное влияние».

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.