Název projektu
Struktura jaderných izomérních stavů a měření dob života vybraných radioizotopů
Kód
SP2018/84
Řešitel
Školitel řešitele projektu
Doc. Dr. RNDr. Petr Alexa
Období řešení projektu
01. 01. 2018 - 31. 12. 2018
Předmět výzkumu
Předmět výzkumu projektu je rozdělen do dvou základních směrů.
Prvním směrem je popis struktury izomérních stavů v sudo-sudých jádrech v oblasti vzácných zemin pomocí modelu kvazičástice-fonon s fenomenologickou multipól-multipólovou interakcí. K výpočtům bude využit nově zakoupený výkonný počítač s monitorem a software Origin pro grafické zpracování získaných výsledků.
Bude studováno zejména rozpadové schéma izomérních stavů v 154Nd a 156Nd, které bylo naměřeno na spolupracujícím pracovišti Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie v Grenoblu (skupina Dr. Simpsona) a porovnáno s izomérními stavy v izotopech samária. K tomuto účelu bude vytvořen nový program ve Fortranu pro výpočet pravděpodobností elektromagnetických přechodů v sudo-sudých deformovaných jádrech.
Dále bude výzkum zaměřen na studium deformací atomových jader a nízkoležících vibračních stavů pomocí Hartree-Fock-Bogoljubovova přístupu a aproximace náhodných fází s využitím Skyrme funkcionálu ve spolupráci s Ústavem částicové a jaderné fyziky MFF UK (prof. Kvasil) a Univerzitou Erlangen (Prof. Reinhard). Výpočty se zaměří především na izotopy ceru a budou porovnány s experimentálním daty z měření v GANILU (Francie) analyzovanými na TU Darmstadt (skupina prof. Pietrally).
Druhým směrem budou nová přesnější měření poločasů přeměny vybraných radionuklidů a izomérů, zejména těch, které jsou důležité pro kalibraci zdrojů rychlých neutronů. Zvláště důležitá jsou přesnější měření poločasu přeměny 62Cu, kde existuje velký rozptyl naměřených hodnot (9.6 min - 10.5 min). Izotop 62Cu bude připraven ozařováním přírodní mědi rychlými neutrony reakcí (n,2n) v Laboratoři neutronové aktivační analýzy a spektrometrie gama záření Katedry fyziky. Ke stanovení poločasu přeměny budou využity scintilační a polovodičový spektrometr gama záření.
Členové řešitelského týmu
Mgr. Radim Uhlář, Ph.D.
Ing. Pavlína Haroková
Ing. Ondřej Harkut
Mojgan Abolghasem
Doc. Dr. RNDr. Petr Alexa
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)
Hlavním cílem je zapojení tří studentů oboru Aplikovaná fyzika do výše uvedené výzkumné problematiky. Mojgan Abolghasem (1. ročník Ph.D. Aplikovaná fyzika) se bude zabývat modelováním struktury atomových jader, Ondřej Harkut (1. ročník Ph.D. Aplikovaná fyzika) a Pavlína Haroková (2. ročník Mgr. Aplikovaná fyzika) budou měřit poločasy přeměn vybraných radioizotopů.
Plánované výstupy:
1. Publikace v časopise s impakt faktorem věnovaná struktuře izomérních stavů v sudo-sudých jádrech v oblasti vzácných zemin pomocí modelu kvazičástice-fonon.
2. Vytvoření nového programu ve Fortranu pro výpočet pravděpodobností elektromagnetických přechodů v deformovaných sudo-sudých jádrech.
3. Publikace v časopise s impakt faktorem s novými měřeními poločasů přeměny vybraných radionuklidů (zejména 62Cu).
4. Prezentace výsledků výpočtů struktury sudo-sudých jader pomocí Hartree-Fock-Bogoljubovova přístupu a aproximace náhodných fází s využitím Skyrme funkcionálu na mezinárodní konferenci Extremes of the Nuclear Landscape v Zakopaném v srpnu 2018.
5. Získané výsledky budou součástí dizertačních prací studentů Mojgan Abolghasem a Ondřeje Harkuta.
6. Prezentace výsledků v rámci seminářů Katedry fyziky a konference VŠB-TUO.
Zdůvodnění finančních prostředků:
Stipendia (celkem 70 506 Kč): stipendia studentů pracujících na projektu
Mzdy (celkem 13 400 Kč): mzda externího doktoranda pracujícího na projektu (Ondřej Harkut - 13 400 Kč včetně odvodů)
Materiálové náklady (celkem 81 000 Kč): materiály a chemikálie pro přípravu terčíků, etalony gama záření, konstrukční materiály, stínění, kancelářské potřeby, tonery
Drobný hmotný a nehmotný majetek (celkem 78 370 Kč): výkonný počítač, monitor, software (Origin, MCNP6.2)
Služby (celkem 25 000 Kč): služba osobní dozimetrie, servis vzduchotechniky v laboratoři, publikační náklady
Cestovní náhrady (celkem 34 000 Kč): konference Extremes of the Nuclear Landscape v Zakopaném (Polsko), cestovné na spolupracující pracoviště v Praze (MFF UK a ÚTEF ČVUT)
Doplňkové (režijní) náklady (celkem 35 252 Kč)
Konference (celkem 15 tis. Kč) - náklady na organizaci studentské vědecké konference s prezentací dosažených výsledků.