اثرات دمایی هسته مرکب برروی واکنش های همجوشی یون-سنگین

با استفاده از مدل¬سازی اثرات ناشی از نیروی مغز دافعه در برهم¬کنش¬های نوکلئون-نوکلئون از طریق مدل اصلاح شده¬ی واپیچش-دوگانه، به بررسی نقش اثرات معادله حالت ماده¬ی هسته¬ای در طول فرآیند همجوشی کامل دو هسته¬ی برهم¬کنشی پرداخته¬ایم. با توجه به مفهوم دمای هسته¬ی مرکب، مطالعات انجام گرفته در این تحقیق را به دو بخش اثرات اصلاحی ماده¬ی هسته¬ای سرد (0 = t) و گرم (0 ? t) تقسیم¬بندی نموده¬ایم. تحقیقات ما در بخش اول براساس معادله حالت پیش¬بینی شده توسط مدل توماس-فرمی صورت گرفته و اختصاص به سیستم¬های همجوشی نسبتاً سبک 16o+27al,28si دارد. نتایج حاصله در این بخش نشان می¬دهد که علی¬رغم کاهش حجم ناحیه¬ی همپوشانی در اینگونه از سیستم¬ها، نسبت به واکنش-های همجوشی یون-سنگین، اثرات اصلاحی ماده¬ی هسته¬ای سرد تأثیر بسزایی در بهبود نتایج سطح مقطع همجوشی بویژه در حد انرژی¬های بالای سد کولنی دارد. در بخش دوم از مطالعات این رساله سعی نموده¬ایم تا با بهره¬گرفتن از معادله¬ی حالت حاصله از مدل وابسته به چگالی سیلر-بلنچارد به تحلیل اثرات اصلاحی ماده¬ی هسته¬ای گرم در واکنش¬های همجوشی نظیر 40ar+40ca، 28si+40ca، 35cl+48ti و 40ar+74ge بپردازیم. اصلی-ترین مشخصه¬ی این قبیل واکنش¬ها رسیدن به حد دمایی mev 2 ?t در ناحیه¬ی همپوشانی کامل هسته¬های برهم¬کنشی می¬باشد که موجب می¬شود تا انرژی سیستم در آن ناحیه از حد انرژی فرمی نیز بالاتر رفته و دیگر استفاده از معادله حالت¬هایی نظیر آنچه که از مدل توماس-فرمی به تنهایی استخراج می¬شود نمی¬تواند انتخاب مناسبی برای توصیف ویژگی¬های ماده¬ی هسته¬ای در ناحیه¬ی همپوشانی باشد. تحت چنین شرایطی نتایج حاصله آشکار می¬سازد که اثرات چگالی و دمای هسته¬ی مرکب موجب افزایش ارتفاع سد پتانسیل و همچنین کاهش عمق آن در مدل اصلاح شده¬ی واپیچش-دوگانه می¬شود. از دیگر نتایج جالب توجه مطالعه¬ی حاضر می¬توان به ظهور وابستگی خطی قدرت پتانسیل مغز دافعه به انرژی e* (یا دمای t) هسته¬ی مرکب اشاره کرد که با مطالعه¬ای سیستماتیک قادر خواهیم بود چنین وابستگی را از طریق یک تابع وابسته به انرژی در پتانسیل¬ نوکلئون-نوکلئون فرمول¬بندی نماییم. بعلاوه مقایسه¬ی مقادیر تئوری و آزمایشگاهی سطح مقطع همجوشی برای واکنش¬های مورد بررسی در این بخش اثبات می¬کند که اثرات اصلاحی ماده¬ی هسته¬ای گرم موجب بهبود توافق میان داده¬های مذکور می¬شود. لازم به ذکر است که نقش اثرات دمایی هسته¬ی مرکب برروی هر دو کانال ورودی و خروجی واکنش¬های همجوشی را همچنین از طریق دیدگاه پتانسیل مجاورت، که رویکردی است مبتنی بر برهم¬کنش¬های سطحی میان دو هسته¬ی برخورد¬کننده، مورد ارزیابی قرار داده¬ایم. در راستای دستیابی به اهداف این بخش، از معادله حالت مبتنی بر مدل توماس-فرمی که برای ماده¬ی هسته¬ای نامتقارن در شرایط دمایی محدود تعمیم داده شده است بهره¬گرفته¬ایم تا از طریق آن به مطالعه¬ی وابستگی دمایی پارامتر ضخامت سطح b در نسخه¬ی اصلی فرمالیزم پتانسیل مجاورت بپردازیم. نتایج بدست آمده برای 28 واکنش همجوشی نشان می¬دهد هنگامی که معادله¬ی حالت با اثرات اشباع چگالی ماده¬ی هسته¬ای گرم همراه شود، نحوه¬ی وابستگی پارامتر مذکور به دمای t هسته¬ی مرکب از مرتبه¬ی دوم به اول تقلیل می¬یابد. بعلاوه بکارگیری فرم اصلاح شده¬ی پارامتر b(t) در مورد واکنش¬های همجوشی مختلف آشکار می¬سازد که مدل پتانسیل مجاورت با این فرم جدید قادر است توصیف قابل قبولی را برای مقادیر تئوری ویژگی¬های سد کولنی و همچنین سطح مقطع همجوشی ارائه دهد. یکی دیگر از اهداف مورد نظر در این پروژه آنالیز رفتار داده¬های آزمایشگاهی توابع برانگیختگی همجوشی برحسب انرژی (بویژه در حد انرژی¬های خیلی پایین¬تر از سد همجوشی) از طریق نسخه¬ی اصلی پتانسیل مجاورت و در مورد سیستم¬های برخورد¬کننده¬ی 28si+100mo، 58ni+54fe و 64ni+64ni می¬باشد. نتایج حاصله آشکار می¬سازد هنگامی که مدل مذکور را بواسطه¬ی اثرات دمایی هسته¬ی مرکب و همچنین اثرات ضریب انرژی سطحی ? اصلاح نماییم، قادر خواهیم بود تا داده¬های آزمایشگاهی کمیت¬هایی نظیر سطح مقطع همجوشی، فاکتور اخترفیزیکی s(e) و مشتق لگاریتمی l(e) را برای سیستم¬های همجوشی یاد شده با دقت قابل قبولی بازتولید کنیم.