3. Путеводитель по основным ресурсам Web-сайта ЦДФЭ НИИЯФ МГУ

3.1. Данные, описывающие свойства ядер в целом

3.1.1. Массовые и энергетические характеристики

    Основные характеристики стабильных и нестабильных ядер содержатся в одной из указанных основных БД «Параметры основных состояний ядер» (cdfe.sinp.msu.ru/services/gsp.en.html). В нее включены массовые и энергетические характеристики ядер из авторитетной в международном сообществе компиляции «Таблицы Вапстра» [4], дополненные некоторыми оригинальными данными ЦДФЭ [3]:

• распространенность стабильного изотопа;
• время жизни нестабильного изотопа;
• спин, четность, изоспин основного состояния;
• атомная масса;
• дефект масс;
• энергия связи;
• энергия первого изобар-аналогового состояния;
• моды распадов нестабильного изотопа.

    Доступ к содержанию этой БД возможен с главной страницы Web-сайта ЦДФЭ (Рис. 2) двумя путями:

1. «Главная» / ”Базы данных» / ”Периодическая система элементов” / Нужное ядро (на этом пути возможен выбор ядра лишь по его заряду Z). На Рис. 3 иллюстрируются входная и выходные формы поиска по запросу «Элемент таблицы - C”.

Рис. 3а. Таблица элементов, по которой может быть получена информация из БД «Параметры основных состояний ядер» Рис. 3б. Результат выбора в Таблице элементов ядра углерода “С” – информация из БД «Параметры основных состояний ядер» для всех изотопов ядра углерода

2.  «Главная» / «Параметры основных состояний ядер» / Поисковая форма БД (на этом пути возможен подбор ядер по значениям заряда Z, массового числа А и периода полураспада T_1/2, возможно также использование меток метастабильности). На Рис. 4 иллюстрируются входная и выходные формы поиска по запросу «Изотопы 11-15C».

Рис. 4а. Пример оформления запроса на информацию для изотопов 11-15C – входная форма БД «Параметры основных состояний ядер». Поля раздела “Output fields” определяют поля данных выходной формы Рис. 4б. Пример обработки запроса на информацию для изотопов 11-15C – выходная форма БД «Параметры основных состояний ядер»

3.1.2. Энергии отделения нуклонов и кластеров от атомных ядер

    Несмотря на то, что источником информации об энергиях отделения нуклонов может служить упомянутая выше компиляция «Таблицы Вапстра» [4], с использованием ее массовых и энергетических данных в ЦДФЭ был создан универсальный калькулятор энергий отделения нуклонов и кластеров.
    Кроме возможности определения энергий отделения от любых ядер любого числа нуклонов и всевозможных кластеров, калькулятор (cdfe.sinp.msu.ru/services/calc_thr/calc_thr.html) дает возможность рассчитывать энергетические пороги любых ядерных реакций – под действием любых налетающих частиц и для любой комбинации образующихся продуктов.
    На Рис. 5 приведена поисковая форма БД «Калькулятор порогов и энергий ядерных реакций» для определения энергии отделения протона от ядра ¹³N (или энергетического порога реакции ¹³N(γ,p)¹²C). Как налетающая частица в выпадающем меню по умолчанию выбирается γ-квант, как ядро-мишень указано ядро с Z = 7 и A = 13, как вылетающая частица 1 – ядро с Z = 1 и A = 1. Приведена также и выходная форма запроса.

Рис. 5а. Входная и форма запроса по определению энергетического порога реакции 13N(γ,p)12C Рис. 5б. Выходная формы запроса по определению энергетического порога реакции 13N(γ,p)12C

    На Рис. 6 представлены входная и выходная формы запроса на определение энергетического порога реакции ¹²С(p,α)⁹B – как налетающая частица в выпадающем меню выбран “proton”, как ядро-мишень указано ядро с Z = 6 и A = 12, как вылетающие частицы 1 – в количестве 2 ядра с Z = 0 и A = 1 и в количестве 2 ядра с Z = 1 и A = 1.

Рис. 6а. Входная форма запроса по определению энергетического порога реакции 12С(p,α)9B Рис. 6б. Выходная форма запроса по определению энергетического порога реакции 12С(p,α)9B.

    Интерактивный «Калькулятор порогов и энергий ядерных реакций» дополнен графической системой представления А-зависимостей энергий отделения одного и двух нейтронов и протонов.
    Входная форма для запроса «Z = 20» (возможно задание диапазона значений Z и A) и выходная форма с представлением всех четырех кривых (выбраны все четыре возможности для реакций – (γ,n), (γ,2n), (γ,p) и (γ,2p)) приведены на Рис. 7.

Рис. 7а. Входная форма (для запроса Z = 20) на представление всех четырех кривых А-зависимостей энергий отделения одного и двух нуклонов (реакции (γ,n), (γ,2n), (γ,p) и (γ,2p)) Рис. 7б. Выходная форма с представлением всех четырех кривых (реакции (γ,n), (γ,2n), (γ,p) и (γ,2p)) для запроса «Z = 20»

    Графическая система позволяет наглядно наблюдать изменения энергии отделения одного или двух нуклонов при переходе от ядра к ядру. На приведенном примере хорошо видны особенности отделения одного и двух нуклонов при A = 40 и 48, характерные для дважды магических ядер ^40,48Ca.

3.1.3. Параметры, характеризующие форму и размеры ядер

    Данные из авторитетных международных источников о квадрупольном моменте Q и параметре квадрупольной деформации β₂ атомных ядер (1922 набора данных для 1439 ядер), а также данные об их зарядовых радиусах (900 изотопов 90 элементов (Z = 1 – 96, N = 0 – 152)) представлены в реляционной БД - «Карта параметров формы и размеров ядер» (Рис. 8) (http://cdfe.sinp.msu.ru/services/nsr/defchart/defmain.html).
    Используется удобная графическая форма – расположение наборов данных в координатах Z – N. С целью облегчения поиска и идентификации данных для ядра (или группы ядер), имеющих определенную деформацию (и соответствующую ей форму), применена специальная расцветка элементов системы, аналогичная расцветке географических карт.
   Коричневым цветом (“горы”) обозначены ядра с положительной деформацией, то есть вытянутые, синим (“моря”) – ядра с отрицательной деформацией, то есть сплюснутые, зеленым (“равнины”) – ядра с деформацией неизвестного знака или нулевой. 5 градаций каждого цвета помогают идентифицировать параметры деформации по абсолютной величине – наибольшему значению соответствует более интенсивный цвет.
    Предусмотрены (Рис. 8) возможности использования 4-х уровней масштаба, передвижение между которыми возможно с помощью специальных стрелок.

Рис. 8а. Верхний (первый из четырех возможных) уровень масштаба Карты параметров формы и размеров ядер. Рис. 8б. Нижний (четвертый) уровень масштаба Карты параметров формы и размеров ядер (с помощью стрелок возможно движение вверх или вниз по ветви нуклидов)

    Предусмотрена также панель быстрого поиска “Fast Search” для задания значений Z и N, конкретного ядра. Графическое представление информации иллюстрируется на Рис. 9 для третьего уровня масштаба Карты.

Рис. 9. Графическое представление информации для третьего уровня масштаба Карты

    Наличие в БД данных о зарядовых радиусах обозначается следующим образом: в мелком масштабе дополнительной наклонной чертой (диагональ), в промежуточном масштабе – буквой “r”, в крупном масштабе – подчеркнутым курсивом для названия химического элемента (Рис. 8).
    После выбора ядра на самом крупном масштабе Карты в дополнительном окне (Рис. 10, пример для ядра ³⁹Ca) в табличном виде приводятся все соответствующие выбранным ранее источникам информации данные. Доступны значения квадрупольных моментов Q и параметров квадрупольной деформации b₂ (с указанием значений энергии и спина-четности состояний атомного ядра, к которым они относятся), а также зарядовые радиусы ядер.

Рис. 10а. Принципы идентификации наличия в БД данных о зарядовых радиусах. Рис. 10б. Пример представления табличных данных о квадрупольном моменте Q, параметре квадрупольной деформации β2 и зарядовом радиусе r ядра 39Ca, опубликованных в разных работах (имеются прямые ссылки на уникальные идентификаторы документов БД «Публикации по ядерной физике. База данных “NSR”»)

    В каждом наборе данных даются библиографические ссылки в виде уникальных идентификаторов. БД «Публикации по ядерной физике. База данных “NSR”» будет описана ниже. Эта БД играет в информационной системе ЦДФЭ особую роль, поскольку связывает между собой все основные фактографические БД. С ее помощью пользователь имеет возможность войти в систему через запрос к определенной БД, а затем через систему ссылок на БД по публикациям (NSR) перейти в любую другую БД системы, после чего вернуться обратно или обратиться к любой другой БД системы.