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Publicação
Determination of the excitation functions for nuclear reactions induced by helium-3 in lithium
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 14.52 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
Since a few decades, nuclear fusion has been considered a promising alternative power
source, but the technology behind it is still in a preliminary phase of development. Some
technological challenges must still be overcome, namely in the components of the fusion
reactor facing the plasma, where lithium might play an important role, especially as a
tritium breeder, since tritium, an important isotope for nuclear fusion, is a scarce resource.
Eventually, these components containing lithium will need to be characterized.
Therefore, in 2020, the International Atomic Energy Agency (IAEA) created a Coordi-
nated Research Project (CRP) devoted to the “Development and Application of Ion Beam
Techniques for Materials Irradiation and Characterization relevant to Fusion Technology”
(CRP Code F11023).
The determination of the excitation functions for the nuclear reactions induced by 3He
in 6Li, 7Li, 9Be , 10B, 11B , 12C and 13C was set as project priority due to lack of data and
poor agreement among already existing datasets. The present work makes a contribution
to the goals of the CRP by determining the excitation functions for the following nuclear
reactions: 6Li(3He, p0)8Be , 7Li(3He ,pi)9Be (𝑖 = 0, 2, 3, 4) and 7Li(3He ,d0)8Be . The spectra
were acquired using two thin lithium films (one of 6Li and another of 7Li) in the energy
range between 800 keV and 2500 keV (the typical energy range for ion beam analysis
techniques) for scattering angles between 115° and 165° with a 10° step. The results were
compared with data from the literature.
Additionally, in this work, differential cross sections were determined for the elastic
scattering of protons in 6Li, 7Li and 19F in the energy range between 620 keV and 2050 keV
and for a scattering angle of 165°.
Desde há umas décadas atrás, a fusão nuclear tem sido considerada uma promissora fonte de energia alternativa, mas a tecnologia por detrás encontra-se ainda numa fase preliminar de desenvolvimento. Alguns obstáculos tecnológicos ainda têm de ser ultra- passados, nomeadamente os obstáculos associados às componentes do reator de fusão expostas ao plasma, onde o lítio poderá desempenhar um papel importante, especialmente como uma forma de produzir trítio, visto que o trítio, um isótopo importante para a fusão nuclear, é um recurso escasso. Eventualmente, estas componentes que contêm lítio terão de ser caracterizadas. Por essa razão, em 2020, a Agência Internacional de Energia Atómica criou um pro- grama coordenado de investigação dedicado ao desenvolvimento e aplicação de técnicas de feixes de iões para irradiação e caracterização de materiais revelantes para a tecnologia de fusão nuclear (CRP Code F11023). A determinação das funções de excitação de reações nucleares induzidas por 3He em 6Li, 7Li, 9Be , 10B, 11B , 12C and 13C foi definida como uma das prioridades do projeto devido à falta de dados e à discrepância entre resultados de diferentes experiências. Este trabalho faz um contributo para atingir os objetivos do projeto ao se determinar as funções de excitação das seguintes reações nucleares: 6Li(3He, p0)8Be , 7Li(3He ,pi)9Be (𝑖 = 0, 2, 3, 4) and 7Li(3He, d0)8Be . Os espetros foram adquiridos com dois filmes finos de lítio (um de 6Li e outro de 7Li) para um intervalo de energias entre 800 keV e 2500 keV (o intervalo de energias típico das técnicas analíticas de feixes de iões) para ângulos de dispersão entre 115° e 165° em incrementos de 10°. Posteriormente, os resultados foram comparados com resultados de experiências anteriores. Adicionalmente, neste trabalho, secções eficazes diferenciais para a dispersão elástica de protões em 6Li, 7Li e 19F foram determinadas no intervalo de energias entre 620 keV e 2050 keV e para um ângulo de dispersão de 165°.
Desde há umas décadas atrás, a fusão nuclear tem sido considerada uma promissora fonte de energia alternativa, mas a tecnologia por detrás encontra-se ainda numa fase preliminar de desenvolvimento. Alguns obstáculos tecnológicos ainda têm de ser ultra- passados, nomeadamente os obstáculos associados às componentes do reator de fusão expostas ao plasma, onde o lítio poderá desempenhar um papel importante, especialmente como uma forma de produzir trítio, visto que o trítio, um isótopo importante para a fusão nuclear, é um recurso escasso. Eventualmente, estas componentes que contêm lítio terão de ser caracterizadas. Por essa razão, em 2020, a Agência Internacional de Energia Atómica criou um pro- grama coordenado de investigação dedicado ao desenvolvimento e aplicação de técnicas de feixes de iões para irradiação e caracterização de materiais revelantes para a tecnologia de fusão nuclear (CRP Code F11023). A determinação das funções de excitação de reações nucleares induzidas por 3He em 6Li, 7Li, 9Be , 10B, 11B , 12C and 13C foi definida como uma das prioridades do projeto devido à falta de dados e à discrepância entre resultados de diferentes experiências. Este trabalho faz um contributo para atingir os objetivos do projeto ao se determinar as funções de excitação das seguintes reações nucleares: 6Li(3He, p0)8Be , 7Li(3He ,pi)9Be (𝑖 = 0, 2, 3, 4) and 7Li(3He, d0)8Be . Os espetros foram adquiridos com dois filmes finos de lítio (um de 6Li e outro de 7Li) para um intervalo de energias entre 800 keV e 2500 keV (o intervalo de energias típico das técnicas analíticas de feixes de iões) para ângulos de dispersão entre 115° e 165° em incrementos de 10°. Posteriormente, os resultados foram comparados com resultados de experiências anteriores. Adicionalmente, neste trabalho, secções eficazes diferenciais para a dispersão elástica de protões em 6Li, 7Li e 19F foram determinadas no intervalo de energias entre 620 keV e 2050 keV e para um ângulo de dispersão de 165°.
Descrição
Palavras-chave
Cross section Nuclear reactions 3He 6Li 7Li Nuclear fusion