Сурет 15 Сурет 16 3 страница

Сурет 31 Оптикалық параметрлердің 3-жиыны үшін (Кесте 4) бұрыштық таралу

Сурет 32 Оптикалық параметрлердің 4-жиыны үшін (Кесте 4) бұрыштық таралу

Сурет 33 ОП 3-жиынынан (Кесте 4) 40 МэВ энергияда ⁹Be(α,α₀)⁹Bе серпінді шашыраудың дифференциалды қимасын есептеу

Егер тәжірибелік бұрыштық таралудың ең жақсы сипаттамасын беретін ОП 1- және 2-жинағын қолдана отырып алынған деректерді талдап алынған асимптоталық нормалаушы коэффициент квадраттарының мәнін орташаландыратын болсақ, C ² =7.35±1.46 Фм^-1 мәнін аламыз, бұл ретте қателікке R(b) функциясы мәнінің анықталмағандығы (16 %), тәжірибелік қателік (~10%) және ОП параметрлердің мәндерінің анықталмағандығымен байланысты әркелкілік енгізілген.

4.2 Обзор и анализ литературных данных по дифференциальным сечениям реакции ⁹Ве(³He,d)¹⁰B реакциясының дифференциалды қималары бойынша әдебиеттердегі деректеерді шолу және талдау

Ядролық деректер базасында (EXFOR) бүгінгі таңда бар 18-33,3 МэВ энергияда ⁹Ве(³He,d)¹⁰B реакцияларының қималары бойынша алынған тәжірибелік деректер түрлі авторлармен 10% қателікпен, 10^0-110⁰ араллығындағы бұрыштық диапазонда алынған. Бұрыштық таралуда айқын дифракциялық бейне байқалады. Қарастырылатын ядроларда еакцияның берілген типін және шашырауды энергияның кең интервалында зерттеу ақпаратты көбейтеді және астрофизикалық қосымшалар үшін ядролық реакциялардың есептеулерін жүргізу үшін қажетті теориялық үлгілердің параметрлерінің анықталмағандығын төмендетеді.

Нуклонды таратумен байланысты тура ядролық үрістерді үлгілік талдаудан алынатын спеткроскопиялы факторлардың феноменологиялық мәндерінің үлкен алшақтау мәселесі көп дәрежеде ядроларда бқлшетердің серпінді шашырауын талдауда қолданылатын үлгі параметрлерін таңдаудың бір мәнді болмауымен байланысты болып келеді. Спектросокпиялық фактор мәндерінің айтарлықтай алшақтауы таратылатын нуклонның ба йланысқан күй потенциалының геометриялық параметрлерін таңдауға қатты тәуелді. Тәжірибе жүзінде алынатын деректердің шамалары алдымен радиус тереңдігінің параметризациясына және ядродағы таратылатын нуклонның өзара әрекеттесу потенциалының диффузиялылығына тәуелді.

Сондықтан (³He,d) реакциясының кіріс және шығыс каналдары үшін оптикалық потенциалдардың (ОП) оптималды параметрлерін таңдау үшін Е=11.8 ÷ 28 МэВ энергияда ¹⁰В + d серпінді шашырау ыбойынша әдебиеттерле берілген деректерді жүйелеу жұмыстары жүргізілді. ¹⁰В + d жүйесінің өзара әрекеттесуінің оптимкалы потенциалы параметрлерін алу үшін [35-37] әдебиеттерде берілген деректерге және Е_d = 25 МэВ энергияда У-150М изохронды циклотронның көмегімен ¹⁰В ядросындағы дейтрондардың серпінді шашырауы бойынша тәжірибелік деректерге талдау жүргізілді.

Нысана ретінде қалыңдығы 0,1 мг/см² болатын бор изотпонына жасалған металл фольга қолданылды. Е_d = 25 МэВ энергияда 4⁰-160⁰ бұрыштар интервалында 5⁰ қадаммен дейтрондардың серпінді шашырауының бұрышық таралуы өлшенді. Е детектордың энергетикалық рұқсаты кіші бұрыштарда (300-400) кэВ шегінде болды, ал үлкен бұрыштарда (400-500) кэВ шегінде болды, негізінен, энергияның циклотрон шоғыры мен нысана қалыңдығында жоғауымен анықталады. Қималардағы жүйелік қателік нысана қалыңдығының анықталмағандығымен (6-9)%, спеткрометрдің бітеу бұрышымен (1%), ток интеграторның калибрленуімен байланысты және 10% шамадан асқан жоқ. Талданатын деректердің статистикалық қателігі (1-5)% және жекелеген жағдайларда қиманың минимум қималарында үлкен бұрыштарда (6-15)% шамаға жетті.

[35-37] әдебиеттерде берілген зерттелетін ядродағы дейтрондардың серпінді шашырауы бойынша деректер тәжірибелік деректерді қанағаттанарлық түрде сипаттаған алынған ОП көмегімен есептелінді.

Зерттелетін объектідегі сутек изотропының серпінді шашырауы бойынша тәжірибелік деректер сипаттамасының нәтижелері суретте берілген (Сурет 34).

Е=25 МэВ энергиядағы нүктелер – У-150М циклотронында алынған тәжірибелік деректер, өзге тәжірибелік деректер – [35-37] әдебиет деректері. Қисық сызықтар – кестеден алынған беттік жұтылу потенциалымен есептеу (Кесте 5)

Сурет 34 11.8-28 МэВ энергияда ¹⁰B-d серпінді шашыраудың дифференциалды қимасы

Кесте 5 ¹⁰B+d серпінді шашырауы үшін оптикалық потенциал параметрлері

E, МэВ	VR, МэВ	rR, Фм	aR, Фм	WS, МэВ	rWS, Фм	aWS, Фм	VS.O., МэВ	r S.O., Фм	a S.O., Фм	Эксп. дерек.
11.0	67.80	1.11	0.809	3.88	1.37	0.96	4.96	1.11	0.809	[33]
15.0	80.15	1.11	0.809	6.084	1.37	0.96	5.98	1.11	0.809	[34]
25.0	84.80	1.11	0.673	6.929	1.37	0.96	6.215	1.11	0.809	Наст. раб.
28.0	87.98	1.11	0.611	5.09	1.37	0.96	6.00	1.11	0.809	[35]

Оптикалық потенциалдар (ОП) параметрлері теориялық және тәжірибелік бұрыштық таралулар арасында ең жақсы сәйкестікті алатындай етіп таңдалынған. Оптикалық потенциалдардың оптималды параметрлерін таңдау үшін Е=11.8 ÷ 28 МэВ энергияда ¹⁰В-d серпінді шашырауы бойынша әдеби деректер жүйеленді. Деректердің талдамасы ең нақтысы r_V = 1,15 Фм радиус екендігі анықталды, ол ары қарай тіркеліп, оның негізінде өзге ОП параметрлері есептелінді. Мұндай тәсілмен алынған өзара әрекеттесу потенциалының параметрлері кестелерде келтірілген (Кесте 3, 4). ОП оптималды мәнлерін таңдау кезінде [19] жұмыс қорытындысына сүйендік. Бұл жұмыста жеңіл ядролардағы дейтрондардың серпінді шашырауының энергетикалық және массалық тәуелділіктерін зерттеуден поетнциалдардың нақты бөлігінің радиусының және жалған бөлігінің диффузиялылығының оптималды мәндері орнатылды. Потенциалдар геометриясының бұл мәндері қолданыла отырып, энергияның жоғары көрсетілген міндерінде тәжірибелік деректердің оптималды сипаттамасы алынды және потенциалдың нақты бөлігінің тереңдігінің энергиядан тәуелділігі орнатылды. Бұл параметрлер кестеде келтірілген (Кесте 3).

¹⁰B(d,d)¹⁰B серпінді шашырауы үшін кері бұрыштар астында өрлеу байқалады. ядра ¹⁰В ядроның кластерлік құрылымының әсері де тиеді, онда ядро (a+a+d) фрагменттен тұрады, бұл фрагменттерге бос күйіндегі бөлшектердің қасиеттері бекітіледі. Айта кететін жайт, біз ¹⁰В ядросын a+a+d үш кластерлік сипаттамасын алуға тырыстық [20]. Дифрациялық бейне дифференциалдық қиманың бақыланатын максимумдары мен минимумдарында байқалады, алайда кейбір бұрыштар аймағындағы бос орындардан бұл әлі бірмәнді емес.

¹⁰В және ⁹Ве ядроларында ³He дейтрондары мен иондарының серпінді шашырау потенциалдарың оптималды параметрлері, тиісінше 120 градусқа дейін бұрыштық диапазондағы дифференциалдық қиманы дұрыс сипаттайтын параметрлер анықталды. Үлкен бұрыштар аймағында қиманың өрлеуін түсіндіру үшін кластерлік фолдинг-үлгіні қолдану керек болды.

(³He,d) реакцияның кіріс және шығыс каналдарына оптикалық потенциалдардың оптималды параметрлерін таңдау үшін Е_{p, лаб.} =60 МэВ энергияда ⁹Be+³He серпінді шашырауы бойынша әдебиеттердегі деректерді жүйелеу жүзеге асырылды. Деректердің талдамасы ең дұрыс диус r_V = 1,11 Фм екендігін көрсетті, ол ары қарай тіркелді және оның негізінде ОП өзге параметрлері анықталды. Зерттелетін ядролардағы ³Не гелий ионы мен дейтрондарының серпінді шашырауы бойынша әдебиеттердегі деректер алынған оптикалық потенциалдар көмегімен есептелінді, олар қанағаттанарлық түрде тәжірибелік деректерді сипаттайды. Талдамадан алынған ⁹Ве ядросындағы ³Не иондарының және ¹⁰В ядросындағы дейтрондардың серпінді шашырауының оптикалық потенциалдарының параметрлері ⁹Ве(³He,d)¹⁰B реакциясының қималарын есептеу үшін қолданылды. Орындалған есептеулер негізінде Е_{3He, лаб.} = 18-33 МэВ энергияда зерттелетін реакцияның диференциалды қималары бойынша әдебиеттердегі деректердің талдамасы жүргізілді.

Е_{3He, лаб.} =50, 60 МэВ энергиясында ³Не+ ⁹Ве серпінді шашырауы Вудс-Саксон формалы центрлік потенциалды оптикалық үлгі негізінде талдау жүргізілді. Потенциал параметрлері SPI-GENOA бағдарламасының көмегімен тәжірибелік деректеріне теориялық таратуларды келтірумен анықталды. Зерттелетін ядродағы гелийдің серпінді шашыру бойынша тәжірибелік деректерді сипаттау нәтижелері суретте келтірілген (Сурет 35).

Сурет 35 50, 60 МэВ энергияда ³Не+ ⁹Ве серпінді шашырауының дифференциалды қимасы

50 МэВ және 60 МэВ энергияларда деректерді қолдана отырып, ⁹Ве ядрода гелийдің серпінді шашырауы үшін оптималды параметрлерін анықтау бойынша осыған ұқсас үрдіс қолданылды. Мұндай тәсілмен алынған оптикалық потенциал параметрі кестеде көрсетілген (Кесте 6).

Кесте 6 ³Не+⁹Ве серпінді шашырауы үшін оптикалық потенциал параметрлері

Энергия (MэВ)	V0 (MэВ)	r (Фм)	a (Фм)	W (MэВ)	rw (Фм)	aw (Фм)	JR (МэВ* Фм^3)
Eh=50	93.43	1.15	0.72	11.9	1.50	0.80
Eh=60	114.0	1.15	0.87	13.7	1.59	0.80

4.2.1 ⁹Ве(³He,d)¹⁰B реакциясы бойынша әдебиеттердегі деректерді талдаудан ⁹Ве+р®¹⁰В конфигурациясының спектроскопиялық сипаттамаларын анықтау

Реакция деректерінің талдамасында қолданылған оптикалық потенциалдар параметрлері кестеде келтірілген (Кесте 7). Соған қоса [38] жұмыстан жаһандық дейтронды потенциалдар қолданылды. БТӘ аясында қолданылған есептеулер DWUCK5 бағдарламасының көмегімен өзара әсерлесудің ақырғы радиусына жуықталып орындалды, бұл ретте «жеңіл» төбенің спеткроскопиялық факторы төмендегі мәнге теңң

=1,35.

Кесте 7 БТӘ бойынша есептеулерде қолданылған оптикалық потенциал параметрлері. V – жұтылудың көлемдік типі, D – жұтылудың беттік типі

ОП	E л.c., МэВ	V, МэВ	R v, Фм	A v, Фм	W, МэВ	R w, Фм	A w, Фм	R c, Фм	Әдебиет
Be 9 he 1		152,8	1,202	0,695	29,7 V	1,22	1,167	1,07	[35]
b 11 d 1		113,0	0,895	0,847	8,31 D	1,593	0,744	1,3	[35]
b 10 d2			1,04	0,87	24,0 D	2,05	0,41	1,3	[36]
b 10a2		231,0	1,4	0,59	36,0 D	1,6	0,3	1,2	[36]
b 11t1		166,8	1,4	0,57	30,7 V	1,6	0,54	1,3	[37]
b 11t2		268,2	1,05	0,67	30,6 V	1,6	0,64	1,3	[38]

Дифференциалды қиманың БТӘ бойынша есепелінген абсолютті шаманың дейтрондардың бұрыштық таралуының басты шыңында радиалды интегралдың кесу радиусына тәуелділігі R(b) функциясының тестілік әрекетіне тәуелді (Сурет 36, а), аталған функция константа болып табылады, ол Вудс-Саксон потенциалының геометриялыө параметрлерінің мәндері әр түрлі болған жағдайда, ⁹Ве ядросындағы таратылатын протондардың байланысқан күйінің үлгілік бірретті толқындық функциясындағы асимптоталық нормалаушы коэффициентке тәуелсіз, Вудс-Саксон переметрлері біздің жағдайымызда келесі аралықта өзгерді: 1,0, Фм³ r₀ ³ 1,4 Фм және 0,4 Фм ³ а ³0,8 Фм. R(b) функциясының тұрақтылығы, сонымен қатар БТӘ бойынша есепелінген дифференциалды қиманың бұрыштық таралудың басты шыңында радиалды интегралдың 3,5 Фм дейін кесу радиусына тәуелділігі ұшу бұрышының алдыңғы жартылай сферасында негізгі және қозған күйде протонның таралуын перифериялық үрдіс ретін қарастыруға болатындығын көрсетеді. Негізгі дифракциялық максимум аймағы үшін есептелінген қима шамасының қамту интегралының r_cut кесу параметріне тәуелділігі суретте келтірілген (Сурет 36, б). Бұл екі график негізгі күйде ¹⁰В ядро қалыптасатын пртонның қалыпты жұлыну үрдісіне жатады.

Сурет 36 R тестілік функцияның байланысқан күй потенциалының әр түрлі геометриялық параметрлеріндегі (Вудс-Саксон) ⁹Ве ядросында таратылатын протонның байланысқан күйінің бірретті (үлгілік) толқындық функциясының b асимптоталық нормалаушы коэффициенті шамасына тәуелділігі (а)Ғ басты дифракциялық максимум аймағы үшін дифференциалды қиманың БТӘ бойынша есептелінген (салыстырмалы бірліктерде) шамасының (~15°) радиалды қамту аймағының r _cut кесу параметріне тәуелділігі. Екі жағдай да негізгі күйде¹⁰В ядросының пайда болуымен протонның жұлынуы үшін (б)

Кестеде Е_{3He, лаб.} = 60 МэВ энергияда ¹⁰B ақырғы ядросының байланысқан күйлері үшін ⁹Be(³He,d)¹⁰B реакциясы талдамасынан табылған асимптоталық нормалаушы коэффициент квадратының мәндері келтірілген (Кесте 8), ал [10] жұмыста ⁹Be(¹⁰B,⁹Be)¹⁰B реакциясының негізгі күйі үшін C²=5.35 Фм^-1 мәні алынған. Бұл мәндерді айтарлықтай сенімді деп алуға болады.

Кесте 8 ⁹Be(³He,d)¹⁰B реакциясынан ¹⁰B®⁹Ве+p конфигурациясы үшінАНК C ² феноменологиялық мәні. Протон бөлінуінің түрлі e _p энергияларында деректер бойынша орташаландыру жүргізілген.

E* ., MэВ (J^p, T)	Nlj	С^2, Фм^-1
^10B®^9Be+ p		e p =6.587 МэВ
0.0 (3^+, 0)	1 р 3/2	5.26±0.37
0.718 (1^+, 0)	1 р 1/2	5.50±0.41
	1 р 3/2	2.98±0.30
1.74 (0^+, 1)	1 р 3/2	8.0±0.6
2.16 (1^+, 0)	1 р 3/2	1.46±0.17
3.59 (2^+, 0)	1 р 1/2	0.26±0.06
4.77 (3^+, 0)	1 р 3/2	0.029±0.006
5.11 (2^+, 1)	2 s 1/2	0.099±0.017
5.17 (2^+, 1)	1 р 1/2	0.33±0.10
5.92 (2^+, 0)	1 р	~ 0.3
6.03 (4^+, 0)	1 f 7/2	~ 4´10^-^3
6.13 (3^-, 0)	1 d 5/2	~ 0.23
6.57 (2^+, 0)	1 р 3/2	~350

¹⁰B ядросының негізгі күйі үшін алынған ⁹Be(α,t)¹⁰B реакциясының талдауынан алынған спектрофактор мәні ⁹Be(³He,d)¹⁰B реакциясымен салыстырғанда 40 пайызға жоғары, жоғарыда аталып өткендей, бұл кіші бұрыштарда тәжірибелік деректердің болмауымен, сонымен қатар алмасу үрдістерінің ⁹Be(α,t)¹⁰B реакциясына қосатын үлестеріне байланысты.

Осылайша, келесідей тұжырым жасауға болады: (α,t) реакциясы бірқатар жағдайларда протондық байланыстың асимптоталық нормалаушы коэффициенттерін анықтауда қолданылуы мүмкін.

5 ⁹Ве ЯДРОЛАРЫНДАҒЫ ПРОТОНДАРды РАДИАЦИЯЛЫҚ ҚАРМАУ

5.1 ⁹Ве ядроларындағы протондарды радиациялық қармауының қимасын өлшеу

Аса таза германийден (HpGe) γ-детектордың абсолютті тиімділігін анықтау үшін жұмыста ¹³³Ва, ¹³⁷Cs, және ⁶⁰Co эталонды калибрлеуші көздер қолданылды. Олардың интенсивтілігі өндіруші фирмамен анықталады, бұл реттегі қателік 1%. Қателігі 1 пайыздан артпайтын, γ-өткелдерінің интенсивтілігі белгілі ¹⁵²Eu (T_1/2 = 12 жыл) және ⁵⁶ Co (T_1/2 = 77 күн) радиоактивті көздер, 344-3200 кэВ аралығында γ-кванттар энергиясы аймағында детектордың абсолютті тиімділігін өлшеу үшін қолданылған. ⁵⁶Co көзі У-150М изохронды циклотронда темір флоьганы Е_р,лаб. = 30 МэВ (⁵⁶Fe(p,n)⁵⁶Co реакция) энергиямен 2 сағат бойында протондармен сәулелендіру арқылы дайындалды, бұр ретте шоғыр тогы 1 мкА. Сәулелендірілген фольганы 1 ай бойы кедергі келтіретін аз өмір сүретін изотоптардың ыдырауы үшін ұстағанда көз жеткілікті түрді «таза» болды. γ- детектордың 3,2-10763 МэВ энергетикалық аймағы үшін тиімділігі Е_р,лаб. = 992 кэВ протндардың резонанстық энергиясында ²⁷Al(p,γ)²⁸Si реакциясының көмегімен анықталды. Бұл реакцияның нәтижесінде 1,8 – 10,8 МэВ энергия интервалында γ-сызықтар сәулелендіріледі, олардың салыстырмалы интенсивтіліг мен бұрыштық таралулары белгілі, қателіктері 5% шамасынан артық емес (негізгі алмасулар үшін). Берілген жұмыста E_{р, лаб.} = 992 кэВ энергияда ²⁷Al(p,γ)²⁸Si реакциясының алмасулары қолданылды, бұл ретте олардың энергиялары: 1522, 1779, 2839, 4497.6, 4743, 6020, 7931 және 10763 кэВ. 10763 кэВ шамасынан артық энергетикалық айма үшін γ-детектордың тиімділігі экстрополяция әдісімен анықталды.

Абсолютті тиімділікті анықтау кезінде детектор мен көздер тәжірибе геометриясында орналастырылды. ¹⁵²Eu, ⁵⁶Co көздерінен және ²⁷Al(p,g)²⁸Si реакциясынан энергиядағы салыстырмалы тиімділік қисықтары ⁶⁰Co эталонды көз көмегімен алынған нүктелермен сәйкес келеді. Бұл ретте әр шың-алмасудың ауданын анықтаудағы статисткалық қателік 3% шамасынан асқан жоқ, тек ⁵⁶Co көзінің 1360.22 кэВ желісін, ²⁷Al(p,g)²⁸Si реакциясының 6020 және 7931 кэВ ескерілмейді (≈ 3.5, 3.2 және 6.3%, сәйкесінше). АЦТ өлі уақыты 2% шамасынан аспады.

Ұшып келетін протондарының 328, 520, 560, 603, 951, 970 және 1033 кэВ энергиясында ⁹Be(р,γ)¹⁰B реакциясының дифференциалды қималары өлшенді, бұл ретте табиғи құрамды (⁹Be – 100%), қалыңдығы 10.75 ± 0.75 мкг/см² болатын Be жұқа нысана қолданылды. Шоғыр нүктелері 4 мкА шамасына жетті. Бітеу бұрышты түзету қажеттілігі болмауы үшін детектор нысанадан 11 см қашықтықта, шоғыр траекториясына қатысты θ = 0⁰ бұрышпен орнатылды. Интегралды токты өлшеу үшін жинақталған заряд 0,13 Кулонды құрады. E_{p, лаб.} = 328 кэВ энергияда ⁹Be(p,γ)¹⁰B реакциядан алынғанγ-сәулелер спектрі төмендегі суретте келтірілген (Сурет 37).

Сурет 37 ⁹Be(p,γ)¹⁰B реакциясындағыγ-спектр мысалы

Төменде келтірілген суретте HpGe абсолютті тиімділігі бейнеленген (Сурет 38).

¹⁰В ядросындағы 717 кэВ күйінде және негізгі күйде радиациялық қармау үшін ⁹Ве(р,γ)¹⁰В реакциясының дифференциалды қимасының тәжірибелік мәндері суретте көрсетілген (Сурет 39). Энергияның қабаттасатын аймағында берілген тәжірибенің нәтижелері әдебиеттерде берілген деректермен сәйкес келетіндігін көре аламыз. Бұл сәйкестік реакцияның дифференциалды қимасын (p,γ) алу үшін қажетті барлық тәжірибелік параметрлердің дұрыс анықталғандығына куә. Е_{р, лаб.} = 603-1033 кэВ энергия диапазонында деректер бірінші рет алынды.

Сурет 39 Берілген жұмыста және [37, 38] жұмыстардағы ⁹Be(p,γ)¹⁰B реакциялардың дифференциалды қималары

5.2 Фолдинг-потенциалын қолдана отырып ⁹Ве ядроларымен протондарды радиациялық қармауды есептеу

Фолдин-потенциалын қолдана отырып, A(a,γ)B радиациялық қармау реакцияларының қималарын есептеу үшін кіріс және шығыс каналдарының толқындық функциясын білу керек, бұл ретте электрмагнитті әрекеттесудің гамильтонианы жақсы белгілі:

,

(20)

мұндағы – Вигнер функциясы.

, ,

(21)

мұндағы , - ұзын толқынды жуықтаудағы стандартты операторлар.

Дата добавления: 2015-08-31