Phần A. Mở Đầu

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1. Đối tượng nghiên cứu

- Thế màn chắn trong môi trường plasma đậm đặc.

- Hệ số khuếch đại của phản ứng áp suất hạt nhân.

3.2. Phạm vi nghiên cứu

Môi trường plasma đậm đặc trong một số thiên thể như sao Lùn trắng, sao Neutron,...

4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu

4.1. Ý nghĩa khoa học

- Đề tài đề xuất biểu thức giải tích thế màn chắn cho môi trường plasma đậm đặc.

- Xây dựng công thức cho hệ số khuếch đại của hiệu suất phản ứng áp suất hạt nhân.

4.2. Ý nghĩa thực tiễn

Đề tài này có thể làm tài liệu tham khảo cho sinh viên chuyên ngành vật lý có học các môn Vật

Lý Thống Kê hay Phản Ứng Hạt Nhân, để có cơ hội đào sâu những kiến thức liên quan đến tương tác

hệ nhiều hạt, ứng dụng của phân bố thống kê chính tắc, hiệu suất của phản ứng tổng hợp hạt nhân. Khi

thực hiện đề tài tôi có cơ hội tham khảo một số phần mềm tin học, học cách xử lí dữ liệu, và phương

pháp nghiên cứu khoa học.

5. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp lý thuyết:

- Nghiên cứu lý thuyết về thế màn chắn và định lí Widom để xây dựng biểu thức của thế màn chắn.

- Bằng cách sử dụng phần mềm tin học Maple 13 xử lí dữ liệu của mô phỏng Monte Carlo.

6. Cấu trúc luận văn

Luận văn được trình bày theo thứ tự sau:

Chương 1. Tổng quan về phản ứng áp suất hạt nhân. Mô hình khảo sát : Dành cho việc

nhắc lại các kiến thức cơ sở vế cấu trúc hạt nhân và phản ứng tổng hợp hạt nhân, trong đó có giới thiệu

về phản ứng áp suất hạt nhân. Tiếp theo ta xét mô hình plasma một thành phần (OCP_One Component

Plasma) và các đại lượng có liên quan như thế màn chắn, hàm phân bố xuyên tâm, hiệu suất phản ứng

áp suất hạt nhân.



Chương 2. Thế màn chắn trong môi trường plasma đậm đặc : Trình bày các kết quả gần

đây của thế màn chắn cũng như biểu thức của thế màn chắn đề nghị bởi tác giả luận văn.

Chương 3. Hệ số khuếch đại của phản ứng áp suất hạt nhân : Khảo sát các biểu thức của hệ

số khuếch đại đề nghị bởi các công trình quốc tế gần đây nhất và đề nghị các công thức mới cho hệ số

này cho các mô hình OCP cổ điển cũng như lượng tử.

Nội dung của phần cuối cùng dành cho kết luận chung của luận văn.



Phần B. Nội Dung Luận Văn

Chương 1. Tổng quan về phản ứng áp suất hạt nhân.



Mô hình khảo sát



1.1. Cấu trúc hạt nhân

Thí nghiệm tán xạ α trên nguyên tử của Rutherfor đã chứng tỏ sự tồn tại của hạt nhân. Nguyên

tử gồm hạt nhân ở bên trong và các electron chuyển động bên ngoài. Ở mức độ gần đúng nào đó hạt

nhân được xem như là chất điểm, khối lượng rất lớn gần như chiếm toàn bộ khối lượng nguyên tử và

chứa toàn bộ điện tích dương của nguyên tử.



m hn =m nt − Zm e ≈ m nt

Hạt nhân được cấu tạo từ các nucleon. Có hai loại nucleon:

 Proton, kí hiệu p, có khối lượng m p = 1,67262.10 −27 kg , mang điện tích +e.

 Neutron, kí hiệu n, có khối lượng m n = 1,67493.10 −27 kg , không mang điện.

Kí hiệu hạt nhân A X , trong đó A là số khối, Z là số proton, N=A-Z là số neutron.

Z

Lực liên kết giữa các nucleon gọi là lực hạt nhân (là lực tương tác mạnh), có bán kính tác dụng

vào khoảng 1fermi= 10-15m, và không phụ thuộc vào điện tích của các nucleon. Muốn tách nucleon ra

P



P



khỏi hạt nhân, cần phải tốn năng lượng để thắng lực hạt nhân.

Các phép đo chính xác đã chứng tỏ rằng khối lượng m của hạt nhân



A

Z



X bao giờ cũng nhỏ hơn



tổng khối lượng của các nucleon tạo thành hạt nhân đó một lượng ∆m , gọi là độ hụt khối hạt nhân.



∆m [Zm p + (A − Z)m n ] − m .

=



(1.1)



Theo định luật bảo toàn năng lượng và hệ thức Einstein ta có năng lượng liên kết:



E lk = ∆m.c2 .



(1.2)



Năng lượng liên kết của các hạt nhân là năng lượng cần thiết để tách hạt nhân thành các nucleon

riêng biệt, nó đặc trưng cho sự bền vững của hạt nhân. Để so sánh độ bền vững của hạt nhân, người ta

đưa ra khái niệm năng lượng liên kết riêng: ε =

vững.



E lk

, năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền

A



Elk/A (MeV/nucleon)



Hình 1.1 Đồ thị sự phụ thuộc của năng lượng liên kết riêng theo số khối

A của hạt nhân.

1.2. Phản ứng tổng hợp hạt nhân

Phản ứng tổng hợp hạt nhân là quá trình hai hạt nhân nhẹ được tổng hợp để tạo thành một nhân

mới nặng hơn, đồng thời nó giải phóng một năng lượng.



X1 + X2 → X3 + X 4 hoặc X1 (x 2 ,x 4 )X3 .



(1.3)



Quá trình này bị cản trở bởi lực đẩy Coulomb, vì nó có tác dụng ngăn cản hai hạt tiến đến đủ

gần để lọt vào vùng tác dụng của lực hút hạt nhân và “tổng hợp” với nhau, độ cao của hàng rào thế

Coulomb phụ thuộc vào điện tích và bán kính của hai hạt nhân tương tác. Dựa vào đồ thị sự phụ thuộc

của năng lượng liên kết riêng theo số khối A của hạt nhân ta thấy, năng lượng liên kết trung bình trên

một nucleon tăng theo số khối A trong miền A bé, nên khi tổng hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành một hạt

nhân nặng hơn thì một năng lượng A ( ε − ε ) được giải phóng, trong đó A là số khối tổng cộng của các

hạt nhân được tổng hợp, ε là năng lượng liên kết trung bình trên một nucleon đối với các hạt nhân

trước phản ứng, còn ε là năng lượng liên kết trung bình trên một nucleon đối với các hạt nhân sau

phản ứng.

Điều kiện xảy ra phản ứng tổng hợp hạt nhân:

Các hạt nhân phải có động năng đủ lớn để chúng vượt hàng rào thế Coulomb và tiến lại gần

nhau với khoảng cách nhỏ hơn 3.10 −15 m . Khi đó lực hạt nhân sẽ có tác dụng và phản ứng xảy ra.