قسم الفيزياء يناقش اطروحة دكتوراه تدرس الخصائص النووية للعناصر المستخدمة في المواد المعقمة ضد فيروس كورونا

---

ناقش قسم الفيزياء في كلية التربية للعلوم الصرفة (ابن الهيثم) اطروحة الدكتوراه الموسومة “ دراسة الخصائص النووية للعناصر المستخدمة في المواد المعقمة ضد فيروس كورونا ” للطالبة ” دعاء عبد سالم حسين ” التي انجزتها باشراف التدريسية في القسم “أ.م.د. سميرة أحمد ابراهيم ” ونوقشت من قبل اعضاء لجنة المناقشة المبينة اسمائهم في ما يأتي :

• أ.د. هدى مجيد توفيق – رئيسا

• أ.د. ندى فرحان كاظم – عضوا 

• أ.م.د. بشرى جوده حسين – عضوا

• أ.م.د. اكرم محمد علي – عضوا

• أ.م.د. مصطفى كامل جاسم – عضوا

• أ.م.د. سميره احمد ابراهيم – عضوا ومشرفا

ويهدف البحث الى  دراسة الخصائص النووية للعناصر المستخدمة في المواد المعقمة ضد فيروس كورونا حيث ان الخواص النووية للنظائر ( النوى مثل الكربون ونظائر الأكسجين). Covid-19 هو فيروس جديد ينتقل عن طريق الرذاذ التنفسي ، حيث يمكن للفيروس أن يعيش على أسطح مختلفة ، مثل الأشخاص الذين يعيشون بنفس الماء ، ولكن يمكن أن يموت باستخدام معظم المنظفات والمعقمات. معقمات الأيدي طريقة آمنة وفعالة لتطهير اليدين من الجراثيم والبكتيريا بشرط استخدامها بشكل صحيح. تحتوي معظم معقمات الأيدي على ما بين 60٪ و 90٪ كحول (معظمها كحول إيثيل أو كحول أيزوبروبيل). للحصول على معلومات ، قد يؤدي ابتلاع كمية صغيرة منه إلى الدوار والصداع وصعوبة التحدث يفضل غسل اليدين بالماء والصابون بدلاً من استخدام المطهرات الكحولية. استخدم المواد الكيميائية التي تقتل معظم الجراثيم ضع المطهر على السطح بعد عملية التنظيف. من خلال المقاطع العرضية التي تم الحصول عليها من المكتبة العالمية (ENDF) وبعد إجراء عمليتين (تركيب واستيفاء) للحصول على المعلمات الأولية ، باستخدام برنامج في MATLAB (R2017b) أعد لهذا الغرض . متوسط ​​النظائر داخل نطاق الطاقة (10-20 MeV) وبخطوات طاقة (0.5 MeV) ، وكذلك المقاطع العرضية العكسية لهذه التفاعلات. بالاعتماد على برنامج (SRIM 2013) ، قوة إيقاف تفاعلات ألفا والبروتون للعناصر مع النوى الوسيطة. يتم الحصول على المعلمات النهائية لعلاقة الطاقة مع ناتج النيوترون اعتمادًا على عدد كتلة النظير وطاقة المقذوف. يعد إنتاج النيوترونات لتفاعلات (n ،n) (α،p) أحد الكميات المهمة جدًا بالإضافة إلى المقاطع العرضية في المسائل التحليلية للحماية من مخاطر الإشعاع والسلامة.  

وتم في هذا البحث دراسة الخصائص النووية للنوى زوجية – زوجية  نظائر الكربون والأكسجين . تم حساب معلمات التشوه بطريقتين ، (δ) الطريقة الأولى هي معلمة التشوه المشتقة من قيم عزم الدوران للرباعية الكهربائية الجوهرية Q_O و (β) والثانية هي حساب معامل التشوه المشتق من قيمة احتمالية الانتقال الكهربائي (𝐸2) ↑ . تم حساب هذه المعلمات للنواة الزوجية (O و C) باستخدام نموذج القشرة . أظهرت النتائج أن معاملات التشوه تتناقص عندما يقترب عدد النيوترونات من العدد السحري للنيوترونات , ركزت دراستنا على ثلاثة أنواع مختلفة من النوى ، الأول بعدد ذري سحري ، والثاني بعدد ذري شبه سحري ، والثالث بعدد ذري بين اغلفة  مغلقة .

الخصائص الكهرومغناطيسية لنظائر النوى (₆C) و (₈O) تمت دراستها من خلال قوى االانتقال لرباعي القطب الكهربائي  |M (E2) |² _W.u ↓  لانتقال أشعة كاما من المستوى الأول المتهيج إلى المستوى الارضي . باستخدام متوسط ​​زمن العمر  للمستوى المثار الأول واعتمادًا على الكثافة النسبية لأشعة كاما المنبعثة من نفس المستوى ، تم حساب قيم  ↓M (E2) |² _W.u|  كدالة لعدد النيوترونات .

من خلال المقاطع العرضية التي تم الحصول عليها من المكتبات العالمية وبعد إجراء عمليتين (التركيب والاستيفاء) للحصول على المعلمات الأولية ، باستخدام برنامج في MATLAB (R2017b) أعد لهذا الغرض ، المقاطع العرضية للتفاعلات (n,p) (n,α) للنواة تم حسابها. ان متوسط الطاقة  ​للنظائر ( O ، C ، Cl ، Na ، I ، N ، P) التي تمت دراسة الخصائص النووية لها ضمن نطاق الطاقة (10-20 MeV) وبخطوات طاقة (MeV 0.5) ، وكذلك المقاطع العرضية العكسية لهذه التفاعلات (n,p )  n),α ) تم حسابها ايضا. 

بالاعتماد على برنامج (SRIM 2013)، تم حساب قدرة الايقاف لتفاعلات ألفا والبروتون للعناصر مع النوى المتوسطة  وتم الحصول على المعلمات النهائية لعلاقة الطاقة مع الحاصل  النيوتروني اعتمادًا على العدد الكتلي  للنظير والطاقة من المقذوف.

وخلصت الطالبة في نهاية اطروحتها الى التوصيات الاتية :

– حساب معاملات التشوه (β) و (δ) للنوى زوجية – فردية والنوى فردية – زوجية والنوى فردية – فردية .

استخدام عناصر أخرى للبحث بخلاف النظائر المستخدمة في هذه الدراسة. –

 – دراسة التفاعلات الأخرى مثل (n,γ ) ( γ,n) ,(n,n^* )  إلخ.

  – دراسة خصائص غير تلك المستخدمة في هذه الدراسة مثل حجم النواة والاضمحلال الإشعاعي .

---

Study The Nuclear Properties Of The Elements Used In Sterilization Materials Against Corona Virus

By Dua’a  A.Salim Hussein

Supervisor  by Asst.prof.Dr.Samera Ahmed Ibrahim

Aim of the work

The purpose of the study is to study the nuclear properties of the elements used in sterilized materials against the Corona virus, where the nuclear properties of isotopes (even-even nuclei such as carbon and oxygen isotopes) . Covid-19 is a new virus. It is transmitted through respiratory droplets, where the virus can live on different surfaces, such as people who live with the same water, but it can die using most detergents and sterilizers. Hand sanitizers are a safe and effective way to cleanse hands of germs and bacteria, provided they are used correctly. Most hand sanitizers contain between 60% and 90% alcohol (mostly ethyl or isopropyl alcohol). For information, swallowing a small amount of it may lead to Vertigo, a headache and difficulty speaking. It is preferable to wash hands with soap and water instead of using alcohol sanitizers. Use chemicals that kill most germs. Put the sanitizer on the surface after the cleaning process.

Through the cross-sections obtained from the world library (ENDF) and after conducting two operations (fitting and interpolation) to obtain initial parameters, using a program in MATLAB (R2017b) prepared for this purpose . The average of the isotopes within the energy range (10-20 MeV) and with (0.5 MeV) energy steps, and also the reverse cross sections of these reactions. Relying on the (SRIM 2013) program, the stopping   power of the alpha and proton interactions of the elements with intermediate nuclei. The final parameters of the energy relationship with the neutron yield were obtained depending on the mass number of the isotope and the energy of the projectile .

The neutron yield of (p,n) interactions (α,n) is one of the very important quantities in addition to the cross-sections in the analytical issues of shielding from radiation hazards and safety. 

Abstract

The nuclear properties of even-even nuclei , such as carbon and oxygen isotopes , are studied . The deformation parameters were calculated in two ways, (δ) the first method is the deformation parameter that is derived from the torque values of the intrinsic electric quadrupole Q_O and (β) the second is the calculation of the deformation parameter that is derived from the electrical transition probability value (𝐸2) ↑ . These parameters were calculated for the pairwise kernel (O and C) using the shell model. The results showed that the deformation coefficients decrease when the number of neutrons approaches the magic number of neutrons.

The electromagnetic properties of the isotopes of nuclei (C) and ( O) even – even were studied through the transmission forces of the electric quadrupole |M(E2)|²_W.u ↓ for the transmission of gamma rays from the first excited plane to the ground plane . Using the average life time of the first excited level and depending on the relative intensity of the gamma rays emitted from the same level, the values of |M(E2)|²_W.u ↓ were calculated . The   study has been focused on three types of nuclei , the first with a magic number , the second with a semi-magical number  and  the third with a number between closed shells .

Through the cross-sections obtained from the world libraries and after conducting two operations (Fitting and interpolation) to obtain initial parameters, using a program in MATLAB (R2017b) prepared for this purpose, the cross-sections of the interactions (n,p) (n,α) for the nuclei were calculated . The average of energy of the isotopes (O, C, Cl, Na, I, N, P) within the energy range (10-20 MeV) and with (0.5) energy steps , also the reverse cross sections of these reactions (p,n) (α,n) are calculated . Relying on the (SRIM 2013) program, the stopping power of the alpha and proton interactions of the elements with intermediate nuclei is calculated and final parameters of the energy relationship with the neutron yield are obtained depending on the mass number of the isotope and the energy of the projectile.  

Suggestions for Future Works:

– Calculating the deformation parameters (β) and (δ) for even-odd nucleus, odd-even nucleus, and odd-odd nucleus .

– using other elements for research other than the isotopes used in this study.

– Studying other interactions such as (n,γ ), ( γ,n) and (n,n^* ) etc .

– Studying properties other than those used in this study such as size of nucleus and radioactive decay.