Oponentský posudek bakalářské práce Pavla Špíška:
Astrofyzikální jaderné reakce na urychlovačích lehkých iontů.
V předložené bakalářské práci autor pojednává o tématu jaderné astrofyziky.
Postupuje velmi zevrubně a podrobně rozebírá jednotlivé aspekty astrofyzikálních problémů.
V úvodní části uvádí základní informace o hvězdném prostředí a procesech probíhajících v začátcích vývoje vesmíru. V těchto prostředích a procesech hraje důležitou roli jaderná fyzika, a proto jsou zde rozebírány některé jevy a definice týkající se jaderných reakcí. Je zdůrazněn význam tunelového jevu, kdy energie interagujících částic v hvězdném prostředí mají obvykle nízké energie.Tato část je logicky vystavěna a tvoří přechod k části práce, kde jsou uvedeny charakteristiky procesů vedoucích ke vzniku prvků (nukleosyntéza). Tyto procesy také vysvětlují uvolňování energie ve hvězdách. Jsou popsány základní řetězce, cykly a tzv. procesy (např. s- a r-proces). Další část je věnována experimentální jaderné fyzice tj.
jaderným reakcím studovaných na urychlovačích a majících význam pro popis procesů v hvězdném prostředí. Jedná se o přímá měření účinných průřezů astrofyzikálních jaderných reakcí, majících obvykle malý účinný průřez a dále o nepřímé metody, kdy se měří náhradní reakce, jejichž měření je však snáze proveditelné, protože účinné průřezy těchto reakcí jsou podstatně vyšší.
Mezi tyto tzv. nepřímé metody patří Coulombovská disociace, dále metoda Trojského koně vyvinutá v italském Ústavu jaderné fyziky v Catanii a metoda asymptotických
normalizačních koeficientů z texaské univerzity TAMU. Poslední dva způsoby nepřímého určování účinného průřezu astrofyzikálních reakcí se také využívají v Oddělení jaderných reakcí v ÚJF, kde byla tato práce vypracována. Po této části věnované astrofyzice popisuje autor detekční techniku používanou pro experimentální studium jaderných reakcí, se kterou se seznámil. Jedná se zejména o detektory částic a gama záření buď ve formě scintilačních detektorů nebo polovodičových detektorů. Na závěr je uveden podrobný popis provedené kalibrace spekter pomocí zdroje alfa částic, které věnoval autor velkou pozornost. Kalibrace naměřených spekter představuje první krok ke stanovení účinného průřezu konkrétní jaderné reakce a následně k určení intenzity odpovídající astrofyzikální reakce při nízké energii.
V tomto případě bude kalibrace použita k identifikaci píků spektra jaderné reakce 22Ne(d, p)23Ne, která se měřila na cyklotronu U120M v ÚJF. Fitování polohy píků kalibračního spektra prováděl autor pomocí Gaussovy křivky. Ukázal, že fit má příliš velkou statistickou chybu. Lepšího souhlasu s tvarem píků kalibračního spektra dosáhl použitím tzv. Crystal Ball funkce, což je upravená Gaussova křivka.
Na závěr několik poznámek týkajících se některých drobných nepřesností ve vyjadřování:
str. 10: …doba kolize částic je mnohem menší než střední volná dráha částic (doba letu), str. 10: Jaderné reakce závisí na vzájemné energii…(účinný průřez?, vzájemné energii čeho?) str. 10: …vzdálenost mezi středy částic (v tomto případě se považují částice za bodové) Místo anglického „tail“ by se mohlo používat „asymptotická část“, podobně pro „square- well“ dát „pravoúhlá jáma“.
Autor ukázal, že se v daném tématu velmi dobře orientuje, což prokázal v úvodní obecné části práce. Při analýze dat a kalibraci spekter využil velmi dobré znalosti příslušného softwaru. Na kalibraci spekter, kterou provedl, by tak mohl v dalším studiu jaderné reakce 22Ne(d, p)23Ne navázat.
Jako hodnocení navrhuji A (výborně).
V Řeži dne 17. srpna 2021 RNDr. Václav Burjan, CSc.
ÚJF AV ČR, v.v.i., Řež
