ІНСТИТУТ ЯДЕРНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

КИР’ЯНЧУК Валентин Миколайович

УДК 539.171/539.172

РОЗСІЯННЯ ТА РЕАКЦІЇ ПЕРЕДАЧ ПРИ ВЗАЄМОДІЇ

ЯДЕР 9Ве + 11В

01.04.16 – фізика ядра, елементарних частинок і високих енергій

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук

КИЇВ – 2004 р.

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано в Інституті ядерних досліджень НАН України, м. Київ.

Науковий керівник: | доктор фізико-математичних наук, професор

РУДЧИК Адам Тихонович,

Інститут ядерних досліджень НАН України,

завідуючий відділом фізики важких іонів.

Офіційні опоненти: | доктор фізико-математичних наук, професор

Прокопець Геннадій Олександрович,

професор Києво-Могилянської Академії,

природничий факультет.

кандидат фізико-математичних наук,

старший науковий співробітник

Вербицький Володимир Петрович,

Інститут ядерних досліджень НАН України, старший науковий співробітник відділу теорії ядерних реакцій

Провідна організація: | Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна

Захист відбудеться 20.01.2005 року о 14-15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.167.01 при Інституті ядерних досліджень НАН України за адресою 03680, м. Київ-28, пр. Науки, 47.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту ядерних досліджень НАН України.

Автореферат розісланий 17.12.2004 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

кандидат фізико-математичних наук | Осташко В.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Одним з актуальних напрямків сучасної ядерної фізики є вивчення властивостей нейтронно- та протоннодефіцитних (екзотичних) ядер. За своєю структурою та взаємодією ці ядра можуть значно відрізнятись від стабільних ядер. Одним із ефективних методів вивчення властивостей екзотичних ядер є прямі ядерні реакції, при використанні яких необхідно враховувати сильний міжканальний зв’язок ядерних процесів. Це вимагає проведення експериментів з одночасною реєстрацією найбільш імовірних продуктів реакцій, тобто створення повних баз даних при певній кінетичній енергії. Такі бази даних відомі лише для незначного числа ядер при деяких енергіях. Тому комплексні експерименти є і будуть актуальними ще протягом довгого часу.

Дана робота присвячена комплексному дослідженню ядерних процесів при взаємодії ядер 9Ве 11В, що включають в себе, крім пружного та непружного розсіяння, також реакції передач з виходом ядер 10В 10Ве, 12В 8Ве і 12С 8Li, взаємодію та структуру яких важко (або неможливо) безпосередньо вивчати в експериментах з пружного та непружного розсіяння, оскільки деякі з цих ядер нестабільні або короткоживучі. Унікальні безпосередні експерименти з деякими із цих ядер можливі лише на вторинних (радіоактивних) пучках іонів, які наявні лише в окремих ядерних центрах світу.

В комплексному дослідженні екзотичних ядер методом ядерних реакцій особливо важливу роль відіграють пружне та непружне розсіяння, з аналізу експериментальних даних яких отримуються параметри оптичних потенціалів. Зокрема, для комплексного дослідження реакцій з виходом вищезазначених нестабільних ядер в рамках методу звязаних каналів реакцій (МЗКР) потрібний оптичний потенціал для каналу 9Ве 11В та параметри деформації цих ядер. Для повноти вивчення взаємодії ядер 9Ве 11В в даній роботі, крім власних експериментальних даних, було використано відомі з літератури дані при різних енергіях. Це дало можливість для взаємодії ядер 9Ве 11В знайти оптичний потенціал з енергетично залежними параметрами, що дуже важливо при дослідженні реакцій з великими значеннями величини Q.

В результаті комплексного дослідження ядерних процесів при взаємодії ядер 9Ве 11В в даній роботі було вперше отримано відомості про структуру та взаємодію ядер 10В 10Ве, 12В 8Ве і 12С 8Li.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну роботу виконано в Інституті ядерних досліджень НАН України в рамках тематичного плану за темою “Дослідження ядерних систем з нестабільними та радіоактивними ядрами” в 2001 – 2003 рр.

Мета та задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи було:

-

-

В задачу роботи входило:

-

-

-

Наукова новизна одержаних результатів.

В дисертаційній роботі

а) вперше отримано експериментальні дані для диференціальних перерізів пружного і непружного розсіяння іонів 11B ядрами 9Be та реакцій 9Be(11B,10B)10Be, 9Be(11B,12B)8Be і 9Be(11B,12C)8Li для переходів в основні та збуджені стани вихідних ядер при енергії Eлаб.(11B)  МеВ;

б) вперше досліджена роль одно- і двоступінчастих передач у реакціях 9Be(11B,10B)10Be, 9Be(11B,12B)8Be і 9Be(11B,12C)8Li та роль процесу переорієнтації ядер 11B і 9Be в пружному розсіянні 9Be + 11B в рамках МЗКР; отримані нові дані розширюють існуючу експериментальну базу ядерної фізики;

в) в рамках комплексного підходу вперше досліджено енергетичні залежності параметрів оптичного потенціалу для взаємодії ядер 9Be 11B, 9Be 10B, 10Be 10B, а також ізотопічні та ізобаричні ефекти у вищезазначених реакціях.

Практичне значення одержаних результатів. Реакції однонуклонних передач завдяки простоті їх механізму є одним з ефективних методів визначення оптичного потенціалу взаємодії ядер вихідного каналу, серед яких можуть бути екзотичні ядра. До такого типу реакцій належать досліджені в даній роботі реакції 9Be(11B,10B)10Be, 9Be(11B,12B)8Be і 9Be(11B,12C)8Li. Запропонований в даній роботі метод опосередкованого знаходження оптичного потенціалу взаємодії ядер у вихідному каналі за допомогою вказаних реакції є дешевим і доступним для звичайних експериментів з важкими іонами.

Отримані в дисертаційній роботі експериментальні дані для кутових розподілів розсіяння та реакцій будуть використовуватись для перевірки моделей структури ядра та механізмів ядерних процесів.

Особистий внесок здобувача. Автор дисертації відігравав визначальну роль в переважній більшості етапів виконання дослідницьких робіт, які становлять предмет дисертації. Зокрема, в працях [1 - 10] дисертант

а) приймав особисту участь в проведенні експерименту;

б) самостійно провів обробку спектрометричної інформації та отримав диференціальні перерізи ядерних процесів, які становлять предмет дисертації;

в) самостійно виконав аналіз експериментальних даних за оптичною моделлю та методом зв’язаних каналів реакцій;

г) відігравав визначальну роль в підготовці до друку результатів досліджень.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертаційної роботи доповідались на наукових конференціях і семінарах Інституту ядерних досліджень НАН України, Інституту ядерної фізики ім. Г. Нєводнічаньского (Краків, Польща), Інституту ядерних досліджень ім. А. Солтана (Варшава, Польща) та представлялись на 54 міжнародну конференцію з ядерної спектроскопії і структури атомного ядра (Бєлгород, Росія).

Публікації. Основний зміст дисертації викладено в 10 публікаціях, з них 5 праць у рецензованих міжнародних (Nuclear Physics A [1, 2]) та вітчизняних виданнях [3, 4, 5].

Структура й обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, трьох розділів, висновку, списку використаної літератури і додатку. Робота містить 115 сторінок основного тексту, 59 ілюстрацій, 13 таблиць в основному тексті та 28 таблиць у додатку.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі дисертації висвітлено актуальність теми, мету, задачі, новизну та практичне значення роботи, а також особистий внесок дисертанта.

У першому розділі описано експериментальну установку дослідження ядерних реакцій на Варшавському циклотроні U-200P, експериментальні умови вимірювань диференціальних перерізів ядерних процесів, методику реєстрації та накопичення експериментальної інформації та методику первинної обробки спектрометричної інформації.

Експеримент проводився з використанням пучка іонів 11B з енергією 45 МеВ та вільної (без підкладки) мішені 9Be товщиною   мкг/см2. Розкид енергії пучка іонів не перевищував 1%.

Продукти реакцій реєструвались за допомогою E-E-спектрометрів, сконструйованих на базі триканальної іонізаційної камери як E-детектора. Продукти реакцій поглинались в кремнієвих E-детекторах товщиною  ,5 мм і роздільною здатністю  ,5%, встановлених на виході іонізаційної камери. Роздільна здатність E-детектора становила 3%, що забезпечувало надійну ідентифікацію продуктів реакцій за їх зарядами. Крім іонізаційної камери, в одному із спектрометрів використовувався кремнієвий E-детектор товщиною   мкм і роздільною здатністю  %, що забезпечувало ідентифікацію ізотопів Li та Be за масою.

В експерименті використовувалась спектрометрична електроніка стандарту CAMAC. Інформація накопичувалась у реальному експозиційному часі в персональному комп’ютері у вигляді несортованих блоків та EE-спектрів розміром 128  каналів. Накопичення спектрометричної інформації в комп’ютері, її первинне сортування та сервіс вимірювань забезпечувала спеціальна програмна система SMAN.

В експерименті реєструвались продукти реакцій із зарядами Z = 3 – 7 в кутовому діапазоні лаб.3о – 36,5о з кроком лаб.0,5о.

Для обробки EE-спектрів, отримання з них енергетичних спектрів продуктів реакцій та їх аналізу було розроблено спеціальну систему програм, а також використано стандартну програму PEAKFIT.

Другий розділ дисертації містить основні результати вимірювань диференціальних перерізів пружного і непружного розсіяння та реакцій передач.

Наведено отримані нами нові експериментальні дані кутових розподілів пружного розсіяння ядер 9Be 11B при енергії Eлаб.(11B)  МеВ (Eс.ц.м.= ,25 МеВ) (рис. ). Вони задо-вільно узгоджуються з літератур-ними даними при енергії Eлаб.(9Bе)  МеВ (Eс.ц.м. ,35 МеВ) [11].

Представлено та обгово-рюються нові експериментальні дані кутових розподілів перерізів непружного розсіяння ядер 9Be 11B при енергії Eлаб.(11B) = 45 МеВ для переходів на збуджені рівні 2,125 МеВ (1/2-); 4,445 МеВ (5/2+); 5,020 МеВ (3.2-); 6,743 МеВ (7/2-); 6,792 МеВ (1/2+); 7,286 МеВ (5/2+); 7,976 МеВ (3/2+) ядра 11B, а також на рівні 1,684 МеВ (1/2+); 2,429 МеВ (5/2+); 2,78 МеВ (1/2-); 3,049 МеВ (5/2+); 4,704 МеВ (3/2+); 6,760 МеВ (1/2+); 7,940 МеВ (1/2-) ядра 9Be (12 кутових розподілів) (рис. ). Для збуджень 11B диференціальні перерізи поміряно в повному кутовому діапазоні. Дані отримано вперше. В кутових розподілах спостерігається чітко виражена осцилююча структура на кутах с.ц.м. о.

Подано нові експериментальні дані диференціальних перерізів реакції 9Be(11B,10B)10Be при енергії Eлаб.(11B) = 45 МеВ для переходів в основні стани ядер 10B і 10Be та на збуджені рівні 0,718 МеВ (1+); 1,740 МеВ (0+); 2,154 МеВ (1+); 3,587 МеВ (2+) ядра 10B і 3,368 МеВ (2+) ядра 10Be (6 кутових розподілів) (рис. ). Диференціальні перерізи даної реакції поміряно в повному кутовому діапазоні. Кутові розподіли квазісиметричні відносно с.ц.м. о. Експериментальні дані отримано вперше.

В розділі розглядаються отримані нами нові експериментальні дані диференціальних перерізів реакції 9Be(11B,12B)8Be при енергії Eлаб.(11B) = 45 МеВ для переходів в основні стани ядер 12B і 8Be та на збуджені рівні 0,953 МеВ (2+) ядра 12B і 2,94 МеВ (2+) ядра 8Be (3 кутові розподіли) (рис. ). Диференціаль-ні перерізи поміряно в діапазоні кутів с.ц.м. о. Реакція експе-риментально досліджена вперше. Кутові розподіли продуктів даної реакції мають чітко виражену спрямованість вперед.

Представлено також нові експе-риментальні дані диференціальних перерізів реакції 9Be(11B,12С)8Li при Eлаб.(11B) = 45 МеВ для переходів в основні стани ядер 12C і 8Li та на збуджені рівні 4,439 МеВ (2+) ядра 12С і 0,981 МеВ (1+); 2,261 МеВ (2+); 3,21 (1+) і 5,4 МеВ (2+) ядра 8Li (6 кутових розподілів) (рис. ). Диференціальні перерізи цієї реакції поміряно в повному кутовому діапазоні для переходів в основні стани ядер 12C і 8Li та на рівні 4,439 МеВ (2+) ядра 12С і 0,981 МеВ (1+) ядра 8Li, а для інших збуджень ядра 8Li – тільки на кутах с.ц.м. о. Експеримен-тальні дані отримано вперше.

Результати теоретичного аналі-зу експериментальних даних пред-ставлено у третьому розділі.

Експериментальні дані пружно-го розсіяння ядер 9Be + 11B (рис. ) аналізувалися за оптичною модел-лю (ОМ) та методом зв’язаних ка-налів реакцій (МЗКР) з викорис-танням оптичних потенціалів типу Вудса-Саксона з об’ємним погли-нанням. У МЗКР-аналізі в схему зв’язку каналів, крім пружного і непружного розсіяння, включались переорієнтація ядер 9Be і 11B та найбільш вагомі реакції одно- і двонуклонних передач.

Було встановлено, що основну роль в пружному розсіянні на кути с.ц.м. о відіграє потенціальне розсіяння (крива <ОМ>), яке послужило основою для знаходження параметрів оптичного потенціалу розсіяння ядер 9Be 11B. На великих кутах домінує процес переорієнтації ядер 9Be і 11B (криві <RBe+B>, <R-9Be>, <R-11B>). Внески інших процесів у канал пружного розсіяння незначні.

Для встановлення енергетичної залежності параметрів оптичного потенціалу розсіяння ядер 9Be 11B було проаналізовано також відомі з літератури дані цього розсіяння при енергіях Eс.ц.м. ,8 –  МеВ [11, ] (рис. ) та розсіяння ядер 9Be + 10B при Eс.ц.м. ,42 – ,37 МеВ [11 – 13]. На рис. 2 представлено диференціальні перерізи розсіяння ядер 9Be 11B, обчислені за оптичною моделлю (штрихові криві) та за МЗКР (суцільні криві) із наборами параметрів оптичного потенціалу, поданими в табл. та показаними на рис. .

Рис. . Диференціальні перерізи пружного роз-сіяння ядер 9Be + 11B при різних енергіях. Криві – розрахунки за оптичною моделлю (штрихові) та МЗКР (суцільні). | Рис. . Енергетичні залежності параметрів оптич-них потенціалів взаємодії ядер 9Be + 11B (), 9Be + 10B (), 10Be10B (), 10B + 10B () та 10B + 11B (). Криві – наближення функціями (1).

Таблиця 1. Параметри оптичних потенціалів Вудса-Саксона

Взаємодіючі ядра | Eс.ц.м. | V, | rV, | aV, | WS, | rW, | aW,

МеВ | МеВ | фм | фм | МеВ | фм | фм

9Be + 11B | 8,80 | 81,0 | 1,150 | 0,690 | 7,0 | 1,350 | 0,690

9Be + 11B | 14,85 | 153,8 | 0,860 | 0,716 | 9,2 | 1,250 | 0,716

9Be + 11B | 20,25 | 187,3 | 0,788 | 0,730 | 10,4 | 1,236 | 0,730

9Be + 11B | 20,35 | 180,0 | 0,788 | 0,750 | 11,4 | 1,236 | 0,750

9Be + 11B | 22,00 | 202,0 | 0,788 | 0,760 | 12,7 | 1,236 | 0,760

10Be + 10B | 15,61 | 154,7 | 0,823 | 0,721 | 10,0 | 1,248 | 0,721

8Li + 12C | 19,32 | 187,3 | 0,791 | 0,730 | 5,0 | 1,236 | 0,730

8Be + 12B | 21,95 | 187,3 | 0,791 | 0,730 | 7,0 | 1,236 | 0,730

Енергетичну залежність наборів параметрів оптичних потенціалів пружного розсіяння ядер 9Ве + 11В і 9Ве + 10В було наближено за методом найменших квадратів функціями:

| для | (1)

для

з параметрами , де . Зв’язок дійсної та уявної частин оптичного потенціалу враховувався згідно з дисперсійним співвідношенням , де . Опис наборів параметрів {Xi} функціями (1) показано на рис. відновідними кривими. В роботі наведено значення параметрів цієї енергетичної залежності. Отримана енергетична залежність параметрів {Xi} використовувалась при дослідженні реакцій передач.

Диференціальні перерізи непружного розсіяння ядер 9Ве 11В представлено на рис. . Вважалось, що основний внесок в експериментальні

Рис. . Диференціальні перерізи непружного розсіяння ядер 9Be + 11B при енергії Елаб.(11В) = 45 МеВ. Криві – МЗКР-перерізи для ротаційно-вібраційних переходів.

дані дають ротаційно-вібраційні збудження. Досліджувались також внески реакцій передач, які виявились незначними. Лише передача d-кластера для деяких переходів на збуджені рівні ядер 9Ве і 11В дає невеликий внесек в експериментальні дані на самих великих кутах (на рис. штрихові криві – колективні збудження, суцільні – з врахуванням передачі дейтрона).

Як видно з рис. , експериментальні дані непружного розсіяння ядер 9Ве + 11В задовільно описуються МЗКР-перерізами. З аналізу цих даних отримано параметри деформації ядер 9Ве і 11В та амплітуди вібраційних переходів.

Кутові розподіли диференціальних перерізів реакціїї 9Be(11B,10B)10Be при енергії Eлаб.(11B) = 45 МеВ для переходів в основні стани ядер 10B і 10Be та на збуджені рівні 0,718 МеВ (1+); 1,740 МеВ (0+); 2,154 МеВ (1+); 3,587 МеВ (2+) ядра 10B і 3,368 МеВ (2+) ядра 10Be показано на рис. .

Рис. . Диференціальні перерізи реакції 9Be(11B,10B)10Be для переходів в основні та збуджені стани ядер 10B і 10Be. Криві – МЗКР-перерізи реакцій одно- і двонуклонних передач нуклонів та кластерів.

В рамках МЗКР досліджувались одно- і двоступінчасті механізми цієї реакції. Внески найважливіших передач нуклонів та кластерів в експериментальні дані для різних станів ядер 10B і 10Be показано на рис. кривими. Видно, що в даній реакції домінує передача нейтрона на кутах с.ц.м. о (криві <n>) і протона на кутах с.ц.м. о (криві <p>). Внески двоступінчастих передач d+n і n+d, d+p і p+d, 2p+p і p+ 2p, 2n+n і n+2n, +3He і 3He+, t+d і d+t, +t і t+ в експериментальні дані мізерні (криві <dn>, <dp> тощо).

Домінування у значному діапазоні кутів лише одного типу передачі уможливило отримання оптичного потенціалу взаємодії ядер 10B 10Be шляхом варіації параметрів потенціалу у вихідному каналі реакції 9Be(11B,10B)10Be для задовільного опису експериментальних даних. В якості стартових наборів параметрів для вихідного каналу реакції використовувались набори параметрів оптичного потенціалу пружного розсіяння ядер 9Be 11B та 9Be 10B.

Отриманий з аналізу експериментальних даних реакції 9Be(11B,10B)10Be набір параметрів оптичного потенціалу взаємодії ядер 10B 10Be (Eс.ц.м. ,61 МеВ) подано в табл. та показано на рис. значками . Видно, що цей набір незначно відрізняється від набору каналу 9Be 11B при енергії Eс.ц.м. ,83 МеВ, але значно відрізняється від набору параметрів вхідного каналу реакції 9Be 11B при Eс.ц.м. ,25 МеВ. Іншими словами, при близьких енергіях оптичні потенціали взаємодії ядер 10B 10Be і 9Be 11B мало відрізняються. Дуже важливо було б перевірити цей висновок, спираючись на аналіз експериментальних даних пружного розсіяння ядер 10B 10Be, яких поки що немає в літературних джерелах.

Експериментально і теоретично реакцію 9Be(11B,10B)10Be досліджено вперше.

Диференціальні перерізи реакції 9Be(11B,12B)8Be при енергії Eлаб.(11B) = 45 МеВ для переходів в основні та збуджені стани ядер 12B і 8Be показано на рис. . В рамках МЗКР досліджено одно- та двоступінчасті механізми даної реакції (криві на рис. ). Встановлено, що в усьому кутовому діапазоні для всіх переходів домінує передача нейтрона (криві <n>). Роль передачі тритона (крива <t>) та послідовних передач d+n і n+d, d+p і p+d, +3He і 3He+, t+d і d+t, +p і p+ (криві <dn>, <dp> тощо) незначна.

Рис. . Диференціальні перерізи реакції 9Be(11B,12B)8Be при енергії Eлаб.(11B) = 45 МеВ для переходів в основні та збуджені стани ядер 12B і 8Be. Криві – МЗКР-перерізи реакцій одно- і двоступінчастих передач нуклонів і кластерів.

Як і в попередньому випадку, використовуючи експериментальні дані реакції 9Be(11B,12B)8Be, шляхом підгонки отримано набір параметрів оптичного потенціалу взаємодії ядер 12B 8Be для основних та збуджених станів цих ядер. Цей набір параметрів подано в табл. . Видно, що при енергії Eс.ц.м. ,95 МеВ набір параметрів оптичного потенціалу каналу 12B 8Be значно відрізняється від аналогічного набору параметрів каналу 9Be 11B при Eс.ц.м.  МеВ, в основному, глибинами дійсної та уявної частин. Глибини обох частин оптичного потенціалу для каналу 12B 8Be менші відповідних глибин для каналу 9Be 11B при близьких енергіях (V = 187,3 МеВ проти V = 202 МеВ і W = 7 МеВ проти W = 12,7 МеВ). Пояснення цього факту необхідно шукати у різниці структур взаємодіючих ядер, що становить окрему задачу мікроскопічного підходу в дослідженні оптичних потенціалів ядро-ядерної взаємодії. Така теоретична задача не входила в цілі даної дисертаційної роботи.

Експериментальні дані реакції 9Be(11B,12B)8Be та її теоретичний аналіз виконано вперше.

Диференціальні перерізи реакції 9Be(11B,12C)8Li при енергії Eлаб.(11B) = 45 МеВ для переходів в основні та збуджені стани ядер 12C і 8Li, 12B і 8Be показано на рис. . Криві – МЗКР-перерізи реакцій передач протонів (криві <p>), 3Не (крива <3Не>) та послідовних передач d+n і n+d, d+p і p+d, +t і t+, d+3He і 3He+d, +n і n+ (криві <nd>, <pd> тощо). Видно, що в даній реакції в усьому кутовому діапазоні домінує передача протона. Внески в експериментальні дані інших процесів незначні.

Рис. . Диференціальні перерізи реакції 9Be(11B,12C)8Li при Eлаб.(11B) = 45 МеВ для переходів в основні та збуджені стани ядер 12C і 8Li. Криві – МЗКР-перерізи реакцій одно- і двоступінчастих передач нуклонів та кластерів.

Простота та домінування лише одного прямого механізму уможливлює ефективне використання експериментальних даних реакції 9Be(11B,12C)8Li для пошуку оптичного потенціалу взаємодії ядер 12C 8Li шляхом підгонки його параметрів. Отриманий таким способом набір параметрів подано в табл. . Видно, що при енергії Eс.ц.м. ,32 МеВ набір параметрів оптичного потенціалу взаємодії ядер 12C 8Li суттєво відрізняється від аналогічного набору для ядер 9Be 11B при Eс.ц.м. ,25 МеВ лише значно меншою глибиною потенціалу поглинання (W = 5 МеВ проти W = 10,4 МеВ), що спостерігається для всіх ядер з великою імовірністю розвалу в потенціальних полях.

Поміряні одночасно в одному експерименті диференціальні перерізи реакцій 9Be(11B,10B)10Be, 9Be(11B,12B)8Be і 9Be(11B,12C)8Li стали основою в даній дисертаційній роботі для дослідження ізотопічних та ізобаричних ефектів в цих реакціях. Перерізи цих реакцій співсталяються на рис. . Для більш детального порівняння цих реакцій на рис. і 10 представлено відносні різниці їх диференціальних перерізів |

(2)

Рис. . Відносні різниці диференціальних перерізів реакцій 9Be(11B,12В)8Ве і 9Be(11B,10B)10B.

Рис. . Кутові розподіли диференціальних перерізів реакцій 9Be(11B,10B)10Bе (), 9Be(11B,12В)8Ве () та 9Be(11B,12С)8Li () при енергії Eлаб.(11B) = 45 МеВ. Криві – МЗКР-перерізи. | Рис. . Відносні різниці диференціальних перерізів реакцій 9Be(11B,12В)8Ве і 9Be(11B,12С)8Li.

Видно, що навіть при різниці кінетичних енергій Ес.ц.м. = 5,74 МеВ у вихідних каналах реакцій 9Be(11B,10B)10Be і 9Be(11B,12B)8Be (15,61 МеВ та 21,95 МеВ, відповідно) їх диференціальні перерізи не дуже відрізняються (рис. і 9). Різницею кінетичних енергій у вихідних каналах даних реакцій можна пояснити помітний кутовий зсув їх осциляцій та більшу спрямованість кутових розподілів реакції 9Be(11B,12B)8Be в напрямку малих кутів. Абсолютна ж величина перерізів залежить від добутків відповідних спектроскопічних амплітуд нейтронів, що передаються в даних реакціях, та від їх енергій звязку. Всі ці величини подано в табл. . Видно, що реакція 9Be(11B,12B)8Be не тільки енергетично вигідна, а також має переваги в добутках спектроскопічних амплітуд відносно реакцій 9Be(11B,10B)10Be та 9Be(11B,12C)8Li. Цим, можливо, пояснюється також і ізобаричний ефект в диференціальних перерізах реакцій 9Be(11B,12B)8Be та 9Be(11B,12C)8Li (рис. і 10), кінетичні енергії яких у вихідних каналах мало відрізняються. Збільшенню перерізів реакції 9Be(11B,12B)8Be відносно реакції 9Be(11B,12C)8Li сприяє також енергетична вигідність системи 9Bе  8Bевідносно системи 9Bе  8Liпро що свідчать відповідні значення енергій звязку цих систем. Іншими словами, з ядра 9Bе енергетично легше відірвати нейтрон, ніж протон.

Таблиця 2. Спектроскопічні амплітуди та енергії звязку нуклонів |

Системи | Езв., МеВ | A

10B + 10Be | 11B  10B | 11,454 | 1,89

10Bе  9Bе | 6,812

12B + 8Be | 12B  11B | 3,370 | 1,35

9Bе  8Bе n | 1,665

12C + 8Li | 12C  11B | 15,957 | 1,04

9Bе  8Li | 16,887

ВИСНОВКИ

1.

2.

3.

4.

5.

В додатку подано таблиці експериментальних диференціальних перерізів досліджуваних ядерних процесів.

Список публікацій та цитованої літератури

1. Rudchik A.T., Kyryanchuk V.M., Budzanowski A., Chernievsky V.K., Czech B., Czosnyka T., Gіowacka L., Kliczewski S., Koshchy E.I., Mezhevych S.Yu., Mokhnach A.V., Rusek K., Sakuta S.B., Siudak R., Skwirczyсska I., Szczurek A., Zemіo L. Mechanism of large angle enhancement of 9Be + 11B scattering. // Nuclear physics A. – 2003. – 714. – P. 391 – 411.

2. Kyryanchuk V.M., Rudchik A.T., Budzanowski A., Chernievsky V.K., Czosnyka T., Czech B., Gіowacka L, Kliczewski S., Koshchy E.I., Mezhevych S.Yu., Mokhnach A.V., Rusek K., Sakuta S.B., Siudak R., Skwirczyсska I., Szczurek A., Zemіo L. One-nucleon transfer reaction 9Be(11B,10B)10Be and optical potential for the 10B + 10Be interaction. // Nuclear physics A. – 2003. – 726. - P.231 – 247.

3. Чернієвський В.К., Русек К., Будзановскі А., Рудчик А.Т., Дворскі Я., Земло Л., Кир’янчук В.М., Клічевскі С., Кощий Є.І., Межевич С.Ю., Мельчарек В., Сквірчиньска І., Сюдак Р., Чех Б. Експериментальна установка для дослідження ядерних реакцій на Варшавському циклотроні U-200P. // Збірник наукових праць Інституту ядерних досліджень. – Київ, 2002. _№ 2(8) – С. 216 - 224.

4. Рудчик А.Т., Кир’янчук В.М., Будзановскі А., Чех Б., Чосника, Гловацка Л., Клічевскі С., Кощий Є.І., Межевич С.Ю., Момотюк О.А., Мохнач Г. В., Русек К., Сакута С. Б., Сюдак Р., Сквірчиньска І., Щурек А. Механізми реакції 9Be(11B,12B)8Be. // Збірник наукових праць Інституту ядерних досліджень. – Київ. – 2004. – №1(12) – С. 16 - 22.

5. Кир’янчук В.М., Рудчик А.Т., Будзановскі А., Чех Б., Чосника Т., Гловацка Л., Клічевскі С., Кощий Є.І., Межевич С.Ю., Мохнач Г.В., Русек К., Сакута С.Б., Сюдак Р., Сквірчиньска І., Щурек А. Ізобаричні та ізотопічні ефекти в реакціях 9Be(11B,12C)8Li, 9Be(11B,12B)8Be і 9Be(11B,10В)10Ве. // Збірник наукових праць Інституту ядерних досліджень. – В друці.

6. Rudchik A.T., Kyryanchuk V.M., Budzanowski A., Chernievsky V.K., Czech B., Gіowacka L., Klichewski S., Koshchy E.I., Mezhevych S.Yu., Mokhnach A.V., Rusek K., Sakuta S.B., Siudak R., Skwirczyсska I., Szczurek A., and Zemіo L. Large angle enhancement of elastic and inelasic scattering of the 9Be + 11B at E(11B) = 45 MeV. // Annual report. The Henryk Niewodniczanski Institute for nuclear physics, Krakow, Poland. – 2001. – P. 3.

7. Kyryanchuk V.M., Rudchik A.T., Budzanowski A., Szczurek A., Czech B., Choiсski J., Czosnyka T., Gіowacka L, Kliczewski S., Koshchy E.I., Mezhevych S.Yu., Mokhnach A.V., Rusek K., Sakuta S.B., Siudak R., Skwirczyсska I. 9Be(11B,12C)8Li reaction mechanism. // Book of abstracts. “Nucleus-2004”. – LIV International meeting on nuclear spectroscopy and nuclear structure “Nucleus-2004”. – Belgorod (Russia), 2004. – P. 182.

8. Kyryanchuk V.M., Rudchik A.T., Budzanowski A., Szczurek A., Czech B., Choiсski J., Czosnyka T., Gіowacka L, Kliczewski S., Koshchy E.I., Mezhevych S.Yu., Mokhnach A.V., Rusek K., Sakuta S.B., Siudak R., Skwirczyсska I. 9Be(11B,12B)8Be reaction mechanism. // Book of abstracts. “Nucleus-2004”. – LIV International meeting on nuclear spectroscopy and nuclear structure “Nucleus-2004”. – Belgorod (Russia), 2004. – P. 183.

9. Kyryanchuk V.M., Rudchik A.T., Budzanowski A., Szczurek A., Czech B., Choiсski J., Czosnyka T., Gіowacka L, Kliczewski S., Koshchy E.I., Mezhevych S.Yu., Mokhnach A.V., Rusek K., Sakuta S.B., Siudak R., Skwirczyсska I. Isobaric effects in 9Be(11B,12C)8Li and 9Be(11B,12B)8Be reactions. // Book of abstracts. “Nucleus-2004”. – LIV International meeting on nuclear spectroscopy and nuclear structure “Nucleus-2004”. – Belgorod (Russia), 2004. – P. 184.

10. Rudchik A.T., Kyryanchuk V.M., Budzanowski A., Chernievski V.K., Czech B., Czosnyka T., Gіowacka L., Klichewski S., Koshchy E.I., Mezhevych S.Yu., Mokhnach A.V., Rusek K., Sakuta S.B., Siudak R., Skwirczyсska I., Szczurek A., Zemіo L. Large angle enhancement of 9Be + 11B scattering. // Annual Report. – Warsaw university. – 2001. – P. 21-22.

11. Fante L.Jr, Added N., Anjos R.M., Carlin N., Coimbra N.M., Figueira M.C.S., Matheus R., Szanto E.M., Szanto de Toledo A. Fusion and peripheral processes in the 9Be+10,11B reactions. // Nuclear physics A. - 1993. – 522. -P.82 – 100.

12. Comer L.M., Reber E.L., Kemper K.W., Robson D., Brown J.D., Talley T.L. Survey of the (9Be,6He) reaction on 9Be, 10B, 11B and 12C. // Physical Review C. – 1992. – 45. – P.1803 – 1809.

13. Mukhamedzhanov A.M., Clark H.L., Gagliardi C.A., Lui Y.-W., Trache L., Tribble R.E., Xu H.M., Zhou X.G., Burjan V., Cejpec J., Kroha V., Carstoiu F. Asymptotic normalization coefficients for 10B ? 9Be+p. // Physal Review C. – 1997. – 56. - P.1302 - 1312.

АНОТАЦІЯ

Кир’янчук В.М. Розсіяння та реакції передач при взаємодії ядер 9Be + 11B. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.16 – фізика ядра, елементарних частинок і високих енергій. – Інститут ядерних досліджень НАН України, Київ, 2004.

В дисертації представлено результати дослідження ядерних процесів при взаємодії ядер 9Be + 11B. Отримано нові експериментальні дані диференціальних перерізів пружного та непружного розсіяння ядер 9Be + 11B при енергії Eлаб.(11B)  МеВ, а також реакцій 9Be(11B,10B)10Be, 9Be(11B,12B)8Be, 9Be(11B,12C)8Li. Наведено результати аналізу експериментальних даних за оптичною моделлю та методом звязаних каналів реакцій, отримані набори параметрів оптичних потенціалів взаємодії ядер у вхідних та вихідних каналах реакцій, параметри деформації ядер, відомості про механізми ядерних процесів, а також про ізотопічні та ізобаричні ефекти, що спостерігаються в досліджуваних реакціях передач.

Ключові слова: атомне ядро, ядерна реакція, кутовий розподіл, диференціальний переріз, оптичний потенціал, метод зв’язаних каналів, енергетична залежність.

АННОТАЦИЯ

Кирьянчук В.Н. Рассеяние и реакции передач при взаимодействии ядер 9Be 11B. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.16. – физика ядра, элементарных частиц и высоких энергий. – Институт ядерных исследований НАН Украины, Киев, 2004.

В диссертации представлены результаты исследования ядерных процессов при взаимодействии ядер 9Be 11B. Получены новые экспериментальные данные дифференциальных сечений упругого и неупругого рассеяния ядер 9Be 11B при энергии Eлаб.(11B) =  МеВ, а также реакций 9Be(11B,10B)10Be, 9Be(11B,12B)8Be, 9Be(11B,12C)8Li. Приведены результаты анализа экспериментальных данных по оптической модели и методу связанных каналов реакцый, полученные наборы параметров оптических потенциалов взаимодействия ядер во входных и выходных каналах реакций, параметры деформации ядер, сведения о механизмах ядерных процессов, а также о изотопических и изобарических эффектах, наблюдаемых в исследованных реакциях передач.

Ключевые слова: атомное ядро, ядерная реакция, угловое распределение, дифференциальное сечение, оптический потенциал, метод связанных каналов, энергетическая зависимость.

ABSTRACT

Kyryanchuk V.M. Scattering and transfer reactions in collisions of 9Be 11B nuclei. – Manuscript.

Ph. D. degree thesis for the physical and mathematical sciences of 01.04.16. speciality – nuclear physics, elementary particles and high energies. – Institute for Nuclear Research NAS of Ukraine, Kyiv, 2004.

The thesis includes the results of studies of nuclear processes caused by the 9Be + 11B collisions. New experimental data of the elastic and inelastic scattering of 9Be + 11B as well as the 9Be(11B,10B)10Be, 9Be(11B,12B)8Be, 9Be(11B,11C)8Li reactions were obtained at the energy Elab(11B)  МеV.

Angular distributions of the 9Be + 11B elastic and inelastic scattering were analyzed within the optical model (OM) and coupled-reaction-channels (CRC) method. Data of the 11B + 9Be elastic scattering at Ecm 9 – 22 MeV known from the literature also included in analysis. The mechanisms of the 9Be + 11B anamalous large angle scattering were studied both for the elastic and inelastic channels including the 9Be and 11B reorientations and transfer reactions. The optical potential parameters for 9Be + 11B elastic scattering and the 9Be and 11B deformation parameters were deduced.

Angular distributions of the 9Be(11B,10B)10Be, 9Be(11B,12B)8Be, 9Be(11B,11C)8Li reactions for the transitions to the ground and excited states of the outgoing nuclei were analysed within the CRC method. One- and two-step transfers of nucleons and clusters were included in the coupling scheme. The optical potential parameters were deduced for 10B + 10Be, 12B + 8Be, 11C + 8Li interactions. Elastic scattering of 9Be + 10B at energies Ecm 8,42 – 47,37 MeV known from the literature were also analyzed in order to study isotopic effect for the 9Be + 10B, 9Be + 11B, 10B + 10Be channels. The energy dependence of the 9Be + 10B and 10Be + 10B OM potential parameters were deduced.

Isobaric and isotopic effects were investigated in the angular distributions of the 9Be(11B,12B)8Be and 9Be(11B,11C)8Li, 9Be(11B,12B)8Be and 9Be(11B,10B)10Be.

Keywords: atomic nucleus, nuclear reaction, angular distribution, optical potential, coupled-reaction-channels method, energy dependence.

Кир’янчук Валентин Миколайович

Розсіяння та реакції передач при взаємодії ядер 9Ве і 11В. (Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук).

Підписано до друку ___.___.2004 р. Формат 60х90/16. Папір офс.

Офс. друк. Обл. вид. арк. 1. Наклад 100 прим. Зам. ____

Інститут ядерних досліджень НАН України,

03680, м.Київ-28, пр.Науки, 47.