فرایند تلاشی، یکی از مهم ترین روش های تولید نوترون در صنعت، پزشکی و غیره است. هم چنین از دیگر کاربردهای این فرایند، استفاده از آن در قلب راکتورهای زیربحرانی است. در این پژوهش، با استفاده از کد MCNPX، یک بررسی نوترونی بر روی هدف های تلاشی شکافت پذیر شامل اورانیم-238 و توریم-232 صورت گرفته است. پارامترهای بهره ی تولید نوترون و انرژی انتقال یافته، شکل هندسی هدف، طیف زاویه ای خروجی نوترون ها، نرخ تولید گاز و طیف جرمی عناصر باقی مانده برای هدف های تلاشی مورد نظر بررسی شده اند. نتایج نشان می دهد که شکل هندسی، در طیف خروجی نوترون بیش-ترین تأثیر را داشته است، ولی بر روی طیف اتم های تولیدی اثری ندارد. در انرژی های بالاتر از GeV 1، تعداد نوترون های تولیدی در واحد انرژی به حالت پایدار می رسد و نرخ تغییرات تولید نوترون ها بعد از آن کاهش می یابد. علاوه بر این، هیدروژن عامل اصلی در ایجاد تورم در هدف تلاشی است و حدود 88% از گاز تولیدی را تشکیل می دهد.

در این پژوهش مقادیر انرژی تحریکی کل (TXE) پاره های شکافت نوترونی برای ایزوتوپ های پلوتونیوم با استفاده از دو روش محاسبه شده اند. ابتدا نتایج انرژی تحریکی کل پاره های شکافت محاسبه شده دو روش برای شکافت Pu339 با هم مقایسه شده اند. سپس مقادیر TXE محاسبه شده با روش دوم را بر اساس مقادیر TXE روش اول که از تعریف اصلی نتیجه می شوند، بهینه سازی نموده ایم. با این بهینه سازی توزیع جرمی TXE برای ایزوتوپ های Pu241 و Pu242 که دارای مقادیر تجربی برای انرژی جنبشی کل پاره های شکافت هستند به دست آمده اند. هم چنین، توزیع جرمی انرژی تحریکی کل پاره های شکافت برای شکافت نوترونی بقیه ایزوتوپ های پلوتونیوم با هر دو روش پیش بینی شده اند. مقادیر انرژی تحریکی کل پاره های شکافت برای ایزوتوپ های پلوتونیوم بین 15 تا MeV 35 می باشند که در ناحیه متقارن افزایش چشمگیری دارند.

مقادیر انرژی جنبشی کل (TKE) پاره­های شکافت برای شکافت برخی اکتنیدهای سنگین با کمک مدل نقطۀ جدایی بررسی و محاسبه شده ­اند. در ابتدا با تطابق مقادیر تجربی و نظری انرژی جنبشی کل پاره­های شکافت، مقادیر پارامتر تغییر شکل (β) پاره­های شکافت واکنش­ها به دست آمده­اند. سپس به بررسی تغییرات پارامتر تغییر شکل پاره­های شکافت و همچنین رفتار و شکل تغییرات انرژی جنبشی کل اکتنیدهای سنگین پرداخته شده است. این بررسی نشان می­دهد که مقادیر میانگین انرژی جنبشی کل برای اکتنیدهای سنگین­تر از کالیفرنیوم با مدل یوسانگ بهتر از مدل یونیک قابل پیش­بینی هستند. همچنین می­توان مقدار ‏TKE‏ را با جمع انرژی کولنی و هسته­ای پاره­های شکافت برای اکتنید های سبک تقریب زد. البته این تقریب برای اکتنید های خیلی سنگین مانند فرمیوم صادق نیست؛ به این دلیل که ‏مقدار انرژی جنبشی قبل از نقطۀ جدایی این اکتنیدها با مقدار انرژی هسته­ای آنها اختلاف ‏زیادی دارد. در انتها مقادیر انرژی جنبشی کل پاره­های شکافت برای شکافت خودبه خودی ‏‎242Am، ‏‎244Am، ‏‎244Cm، ‏‎246Cm، ‏‎248Cm،‎250Cf ‎‏ و ‏‎254Cf‏ با کمک مدل ارائه شده محاسبه ‏شده اند.‏

توزیع انرژی تحریکی کل پاره های شکافت اورانیم 230-236 به کمک مدل تعمیم یافته نقطه برشی اماری محاسبه شده است. در این مدل که یک مدل سیستماتیک است، انرژی تحریکی از دو جزء انرژی تغییر شکل هسته و انرژی داخلی تشکیل می گردد. مقادیر محاسبه شده از مدل سیستماتیک با مقادیر تجربی برای شکافت نوترونی اورانیم-233 مقایسه شده اند. سپس انرژی تحریکی کل برای بقیه ایزوتوپ های اورانیم با روش سیستماتیک محاسبه شده است. هم چنین مقادیر محاسبه شده انرژی تحریکی کل شکافت نوترونی و فوتونی برای اورانیم-235 و 238 با هم مقایسه شدند که نشان داد اختلاف کمی بین نتایج آن ها وجود دارد. برای محاسبه توزیع نوترونی کل شکافت ایزوتوپ های اورانیم از نتایج به دست آمده انرژی تحریکی استفاده شده است. تعداد نوترون های کل پاره های شکافت برای ایزوتوپ های زوج اورانیم بر خلاف ایزوتوپ های فرد نوسانات زیادی دارد. این نوسانات به انرژی بستگی نوترون پاره های شکافت مربوط است. هم چنین با مقایسه نتایج محاسبات با داده های تجربی مشخص شد که تعداد نوترون های محاسبه شده با استفاده از مقادیر انرژی تحریکی برای پاره های شکافت سنگین کم تر از مقدار تجربی آن ها به دست می آید. این اختلاف، در نتایج دیگر محققان نیز دیده می شود که به دلیل فزونی نوترون در پاره های شکافت سنگین می باشد. به عبارت دیگر نوترون های اضافی در پاره های سنگین تر شکافت با انرژی تحریکی کم تری جدا می گردند. بنابراین تعداد کل نوترون های خروجی محاسبه شده که با استفاده از مقادیر انرژی تحریکی در مقایسه با مقادیر تجربی اختلاف قابل توجهی دارد.

بازده ایزوتوپی و نیمه عمر شکافت خودبه خودی ایزوتوپ های (_ 104^266)Rf و (_104^268)Rf هستۀ ابرسنگین رادرفوردیوم محاسبه و با مقادیر تجربی مقایسه شده است. برای هر جفت پاره های شکافت، احتمال تونل زنی از سد شکافت و ثابت واپاشی با استفاده از روش WKB محاسبه و از مجموع ثابت واپاشی دو پارگی های محتمل، ثابت واپاشی کل و سپس نیمه عمر شکافت خودبه خودی دو ایزوتوپ را به دست آوردیم. برای محاسبۀ سد شکافت واپاشی از پتانسیل هسته ای مجاورتی به علاوه پتانسیل کولنی استفاده کرده ایم (به علت زوج-زوج بودن دو ایزوتوپ، اسپین هسته ها صفر و بنابراین پتانسیل گریز از مرکز صفر در نظر گرفته شده است). سد پتانسیل شکافت بر حسب عدد جرمی پارۀ شکافت برای دو ایزوتوپ رسم شده است. معمولآ شکافت خودبه­خودی در هسته­های ابرسنگین به گونه­ای رخ­ می­دهد، که انرژی تحریکی هستۀ مادر، کم و بنابراین تعداد نوترون های گسیل شده به همراه شکافت کم و قابل صرف نظر کردن می شود. بدین سبب در این روش که به شکافت سرد معروف است معمولآ از گسیل نوترون به همراه شکافت صرفنظر می شود. بهره های ایزوتوپی محاسبه شده برای دو ایزوتوپ (_ 104^266)Rf و (_104^268)Rf برای دو پارگی های محتمل، نشان داده شده است که تولید دو پاره (_52^134)Teو(_52^132)Te به ترتیب برای ایزوتوپ های (_104^266)Rf و (_104^268)Rf بیشترین بهره را دارند. وجود اختلاف خیلی کم بین مقادیر محاسبه شده و مقادیر اندازه گیری شده نشان دهندۀ اعتبار و دقت روش مورد استفاده است

در این پژوهش مقادیر انرژی جنبشی کل (TKE) پاره های شکافت نوترونی ایزوتوپ های پلوتونیوم با کمک مدل نقطه برشی محاسبه شده اند. نتایج به دست آمده با نتایج تجربی مقایسه شده تا پارامترهای موردنیاز در مدل نقطه برشی به دست آیند. بدین منظور، انرژی جنبشی کل پاره های شکافت Pu39، Pu241 و Pu242 که دارای مقادیر تجربی هستند، بررسی شده اند. مقادیر انرژی جنبشی کل پاره های شکافت دیگر ایزوتوپ های پلوتونیوم با کمک مقادیر پارامترهای به دست آمده در مدل نقطه برشی حدس زده شده اند. با کمک نتایج پارامترهای تغییر شکل پاره های شکافت به دست آمده، متوسط انرژی جنبشی کل پاره های شکافت سایر بقیه ایزوتوپ های پلوتونیوم محاسبه شده است. بیش ترین مقدار متوسط انرژی جنبشی کل پاره های شکافت برای ایزوتوپ های پلوتونیوم در حدود MeV 185 است.

در این مقاله با به کارگیری روش دو-مایعی نسبیتی در ستاره نوترونی مرکب با ماده تاریک به تحقیق پیرامون تاثیر معادله حالت ماده نوترونی بر ساختار هاله تاریک ستاره نوترونی و توزیع ماده تاریک در این ستاره می پردازیم. با استفاده از معادله حالت گاز فرمیونی آزاد به عنوان معادله حالت ماده تاریک، ساختار ستاره نوترونی مرکب با ماده تاریک را در مدلهای مختلف برهمکنشی ماده نوترونی اسکایرم، SLy230a، SLy230b و SkM*، محاسبه می نماییم. نتایج حاصل نشان می دهد که رابطه جرم-شعاع وابسته به مدل برهمکنشی است. همچنین محاسبات حاضر تایید می نماید که معادله حالت ماده نوترونی بر اندازه کره های ماده تاریک و ماده نوترونی تاثیر دارد. نتایج بیانگر آن است که انتقال به سرخ گرانشی در سطح ستاره وابسته به معادله حالت ماده نوترونی است.