Анотація до роботи:

Літвінов Д.О. Антинейтринний спектр Землі. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.16 – фізика ядра, елементарних частинок і високих енергій. – Одеський національний політехнічний університет, Одеса, 2004.

Дисертацію присвячено розрахунку потоку і спектра антинейтринного випромінювання, що випромінюється внутрішніми областями Землі, на основі адекватної геофізичної моделі, визначенню ролі радіогенного і реакторного компонентів у сумарному потоці антинейтринного випромінювання, а також з’ясування принципової можливості визначення параметрів геореактора на підставі експериментально вимірюваних антинейтринних спектрів.

Розраховані параметри антинейтринного випромінювання Землі з урахуванням особливостей часової еволюції потужності повного радіогенного тепловиділення Землі і процесів диференціації мантії та зросту земної кори. Створено каталог рівноважних антинейтринних спектрів суміші продуктів поділу для 60 різних актиноїдів і типів поділу.

Отримано оцінку можливого внеску антинейтринного випромінювання геореактора, працюючого по типу реактора Феоктистова, в сумарне антинейтринне випромінювання Землі.

Показано відмінність спектрального складу антинейтринного випромінювання геореакторів, працюючих по типу Феоктистова і Херндона; на підставі розв’язання оберненої задачі нейтринної спектрометрії з’ясовано можливості й обмеження їх експериментального визначення.

1. На основі моделі геохімічної еволюції процесів диференціації мантії та зростання земної кори О’Ніонса, Івенсена і Гамільтона, доповненої ядерним джерелом енергії у виді актиноїдної оболонки на границі твердої і рідкої фаз ядра Землі, отримані оцінки інтегральних інтенсивностей та енергетичного спектра електронних антинейтрино на поверхні Землі.

2. Показано, що фізичним наслідком існування актиноїдної оболонки в ядрі Землі може бути активізація роботи природного ядерного реактора у виді відокремлених хвиль ядерного горіння в ²³⁸U- і/або ²³²Th-середовищах, зокрема, нейтронно-ділильної хвилі Феоктистова і/або Теллера-Ішикави-Вуда. Розроблено спрощену модель кінетики накопичення і вигорання U-Pu паливного циклу Феоктистова і отримано результати чисельного моделювання нейтронно-ділильної хвилі горіння в двохфазному середовищі UO₂/Fe на поверхні твердого ядра Землі.

3. На основі автоматизованої комп’ютерної обробки міжнародних бібліотек ядерних даних ENSDF та EDNF-349 створено каталоги сумарних b- та антинейтринних спектрів для 956 нуклідів, що входять до суміші продуктів поділу різних актиноїдів. Вперше розраховані ефективні рівноважні антинейтринні спектри суміші продуктів поділу для 60 актиноїдів і різних типів поділу згідно з базою даних EDNF-349. Для актиноїдів з відомими спектрами проведено порівняння із результатами різних авторів.

4. Показано, що інтеграли від спектрів радіогенного компонента антинейтринного випромінювання Землі з урахуванням осциляцій (за умови імовірності переходу ) у 3,5 рази менше аналогічного інтеграла кращого фіта експериментального KamLAND-спектра, отриманого в припущенні реєстрації 9 геоантинейтрино. Крім того, урахування антинейтринного випромінювання геореактора вносить поправку порядку 4,5% до результатів фітування експериментального KamLAND-спектра, що впливає на точність відновлення значень фундаментальних параметрів нейтринних осциляцій – кута змішування і маси нейтрино.

5. Отримано оцінку точності регуляризованного розв’язку оберненої задачі нейтринної діагностики активної зони реактора, розв’язання якої, з одного боку, дозволяє дистанційно відновлювати поточні значення ядерної щільності кожного з компонентів ізотопного складу ядерного палива, а з іншого боку - відкриває можливість визначення і контролю в реакторних експериментах “істинних” значень і похибок експериментального перерізу реакції зворотного b-розпаду і теоретичного перерізу , одержуваного в рамках стандартної V-A моделі слабкої взаємодії.

Публікації автора:

1. Русов В.Д., Тарасов В.А., Литвинов Д.А., Шаабан И.Ю. Обратная задача нейтринной диагностики внутриреакторных процессов // Атомная энергия. – 2004. – № 6. – С. 3-12.

2. Rusov V.D., Zelentsova T.N., Tarasov V.A., Litvinov D.А. The inverse problem of distance neutrino diagnostic of inside-reactor processes. // J. of Appl. Phys.- 2004.- Vol. 96, N3.- Р. 1734-1739.

3. Rusov V.D., Pavlovich V.N., Vaschenko V.N., Tarasov V.A., Zelentsova T.N., Litvinov D.A., Kosenko S.I., Bolshakov V.N., Khotyaintseva E.N..Geoantineutrino Spectrum and Slow Nuclear Burning on the Boundary of the Liquid and Solid Phases of the Earth’s core. // hep-ph/0402039.

4. Русов В.Д., Тарасов В.О., Літвинов Д.О., Шаабан І.Ю. Обернена задача дистанційної нейтринної діагностики внутришньореакторних процесів // Укр. фіз. журнал. – 2004. -Т. 49, N 8. - С. 734-742.

5. Rusov V.D., Zelentsova T.N., Tarasov V.A., Litvinov D.А. Neuntino method for remote detection of nonauthorized production of weapon plutonium and monitoring // Proc. 3 Symposium on Radiation Protection. –Dresden (Germany). – 2003. - P. 30-31.

6. Русов В.Д, Тарасов В.О., Лiтвiнов Д.О. Обчислення антинейтринних спектрiв // Праці Всеукр. конф. молодих вчених з теоретичної та експериментальної фізики. – Львів. – 2003. - С. 106.

7. Русов В.Д., Тарасов В.А., Литвинов Д.А. Кросс-корреляционная спектрометрия реакторных антинейтрино // Труды междунар. конф. по физике высоких плотностей энергии „VII Забабахинские научные чтения”. – Снежинск (Росия). – 2003. - С. 108-109.