ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА, 2020, том 83, № 2, с. 94-101

ЯДРА

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ СЕЧЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

ИЗОТОПОВ ЛЕГКИХ ЯДЕР В РЕАКЦИИ¹⁸O +¹⁸¹Ta

Ю. Э. Пенионжкевич^1),3), К. Мендибаев^1),2), Т. Исатаев^1),2),

М. А. Науменко¹⁾, Н. К. Скобелев¹⁾, С. Стукалов¹⁾, Д. Азнабаев^1),2)

Поступила в редакцию 22.07.2019 г.; после доработки 22.07.2019 г.; принята к публикации 22.07.2019 г.

В настоящей работе представлены результаты экспериментов на магнитном спектрометре высокого

разрешения (МАВР). С помощью установки МАВР измерены дифференциальные сечения обра-

зования изотопов кислорода в реакции¹⁸O +¹⁸¹Ta при энергии ядра-снаряда 10 МэВ/нуклон.

Проведен теоретический анализ выходов продуктов реакции в рамках метода искаженных волн в

борновском приближении с конечным радиусом взаимодействия с помощью программы FRESCO.

Вычислены теоретические дифференциальные сечения для последовательных нейтронных передач.

Изучены вклады механизмов последовательной передачи нейтронов и динейтронных кластеров в

сечения образования нейтроноизбыточных изотопов кислорода20,22,24О.

DOI: 10.31857/S0044002720010031

1. ВВЕДЕНИЕ

В настоящей работе исследуется вклад ме-

ханизмов последовательной передачи нуклонов и

Получение ядер, удаленных от области стабиль-

кластерных передач при образовании нейтроноиз-

ности, в реакциях многонуклонных передач — одно

быточных изотопов.

из перспективных направлений ядерной физики.

Основная особенность данных реакций — это ста-

2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

тистический характер процессов обмена нуклонами

Эксперимент проводился на пучках ионов¹⁸O

между ядрами, что порождает множество каналов

с энергией 10 MэВ/нуклон на циклотроне У-400

распада системы, в которых образуются десятки

ЛЯР ОИЯИ. Интенсивность пучка¹⁸O составляла

различных изотопов. С определенной вероятно-

100 нА. Пучок выводился на мишень¹⁸¹Ta толщи-

стью может быть реализована любая конфигура-

ция системы, совместимая с законами сохране-

ной d = 4 мкм. Измерения проводились под углом

ния энергии, числа нуклонов и заряда. Первые

12^◦ к оси пучка в лабораторной системе. Продукты

реакций после вылета из мишени сепарировались

эксперименты, в которых наблюдалась передача

и регистрировались с помощью магнитного спек-

значительного числа нуклонов, были выполнены

трометра МАВР [4]. Схема эксперимента МАВР

в Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ в 1963-

представлена на рис. 1.

1969 гг. [1, 2]. В дальнейшем в реакциях¹⁸¹Ta +

Дублет квадрупольных линз (Q1-Q2) фокуси-

+⁴⁰Ar (190 МэВ),¹⁸¹Ta +⁸⁶Kr (550 МэВ) и¹⁸¹Ta +

ровал интересующие нас изотопы ядер на вход в

+¹³⁶Xe (840 МэВ) c использованием магнитной

магнит, что позволяло увеличить захватываемый

спектрометрии было зарегистрировано большое

телесный угол анализатора. Калибровка телесного

число изотопов, образование которых могло быть

угла установки МАВР проводилась измерением

обусловлено передачей от ядра к ядру до двух де-

упруго рассеянных на мишени ядер пучка¹⁸O в

сятков нуклонов [3]. Это показало эффективность

фокальной плоскости анализатора МАВР. При уг-

реакций многонуклонных передач для получения

лах, меньших угла касательных столкновений для

ядер, удаленных от области стабильности.

данной реакции (около 28^◦), сечение упругого рас-

сеяния можно рассчитать по формуле Резерфорда.

¹⁾Объединенный институт ядерных исследований, Дубна,

Следовательно, учитывая, что измерения проводи-

Россия.

²⁾Евразийский национальный университет им. Л. Н. Гуми-

лись под углом 12^◦ < 28^◦, телесный угол установки

лева, Нур-Султан, Казахстан.

МАВР был оценен согласно выражению

³⁾Национальный исследовательский ядерный университет

]-1

N_els

^[ dσ_R

“МИФИ”, Москва, Россия.

Ω_setup =

(θ_setup)

(1)

^*E-mail: azhibekoaidos@mail.ru

N_beamn_targ

dΩ

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ СЕЧЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ИЗОТОПОВ

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

МАГНИТ

12°

Для получения дифференциальных сечений вы-

хода изотопов кислорода была измерена зависи-

мость выходов данных изотопов от магнитного поля

МИШЕНЬ

ПУЧОК

установки МАВР (рис. 3).

Полный выход каждого из изотопов в данной

КВАДРУПОЛЬНЫЕ ЛИНЗЫ

реакции был вычислен интегрированием распреде-

Фокальная

ления выходов изотопов P(Bρ):

плоскость

k_B

P (Bρ) =

Детекторная

Δ(Bρ)

система

в зависимости от магнитной жесткости, где

k_B — число зарегистрированных событий реакции

для определенной величины магнитного поля B,

Δ(Bρ) — линейный размер детектора, выражен-

Рис. 1. Схема эксперимента на магнитном анализаторе

ный в единицах магнитной жесткости.

высокого разрешения (МАВР).

Для этого исходные зависимости выходов изо-

топов были нормированы на интеграл пучка и на

линейный размер детектора, выраженный в едини-

где Nels — число зарегистрированных событий

цах магнитной жесткости, после чего полученные

упругого рассеяния пучка¹⁸O на ядрах танталовой

спектры были профитированы функцией Гаусса и

мишени, N_beam — число частиц пучка, зарегистри-

проинтегрированы, чтобы получить полный выход

рованных на мишени, n_targ — число ядер мишени на

изотопа N_isot, как показано на рис. 4 в случае

единицу площади, сечение Резерфорда

регистрации изотопа¹⁷О.

dG_R

⁽Z₁Z₂e² )²

Дифференциальные сечения выхода изотопов

(θ_setup) =

(2)

dΩ

sin⁴ (θ_setup/2)

легких элементов были рассчитаны по формуле

dσ

N_isot

ϑ_setup = 12^◦.

(θ_setup) =

(3)

dΩ

N_beamn_targΩ_setup

Определенный таким образом телесный угол

установки составил величину 1.5 мср.

Полученные значения дифференциальных сече-

Регистрация и идентификация продуктов ре-

ний образования изотопов кислорода в реакции

акции в фокальной плоскости спектрометра осу-

¹⁸O +¹⁸¹Ta представлены в табл. 1. Относитель-

ществлялась детекторной системой, состоящей из

ная ошибка измерения дифференциальных сече-

двух кремниевых телескопов, находящихся на рас-

ний была вычислена как относительная ошибка

стоянии 25 см друг от друга. Первый телескоп

аппроксимации распределения выходов изотопов и

состоял из dE-детектора толщиной 50 мкм и E-

составила величину меньше 0.231.

детектора толщиной 1 мм, толщины детекторов

второго телескопа составляли 100 мкм и 1 мм

для dE- и E-детекторов соответственно. Толщина

4. АНАЛИЗ НУКЛОННЫХ ПЕРЕДАЧ

детекторов подбиралась из условия оптимального

МЕТОДОМ DWBA

разрешения изотопов кислорода. На рис. 2 пред-

Теоретический анализ каналов реакции

ставлены идентификационные двумерные dE-E-

¹⁸¹Ta(¹⁸O,

19-22O)X при энергии ядра-снаряда

матрицы исследуемых изотопов. Рисунки 2a, 2б

МэВ/нуклон был проведен в программе

демонстрируют хорошее разрешение для изотопов

FRESCO [5]. Ядро¹⁸¹Та является деформиро-

16,17,19,20,21,22O.

ванным (вероятно, из-за наличия неспаренного

протона), для расчета одночастичных нейтронных

Таблица 1. Дифференциальные сечения образования

уровней было использовано значение параметра

изотопов кислорода в реакции¹⁸O +¹⁸¹Ta при угле

квадрупольной деформации β₂ = 0.25 [6]. Энергия

установки 12^◦

отделения нейтрона для ядра¹⁸¹Та равна 7.58 МэВ,

значение спина и четности ядра 7/2⁺. Верхние

¹⁶O

¹⁷O

¹⁹O

²⁰O

²¹O

²²O

нейтронные уровни в модели деформированного и

сферического ядер приведены на рис. 5. В процессе

dσ/dΩ, мбн/ср 0.899 0.465 0.309 0.048 0.005 0.001

взаимодействия с ядром¹⁸О высока вероятность

Δσ/σ

0.123 0.108 0.223 0.231 0.23

0.227

передачи внешних нейтронов, в частности, с

ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 83

№2

2020

АЖИБЕКОВ и др.

E (номер канала)

¹⁶O

3500

¹⁷O

3000

¹⁷O

¹⁸O

¹⁹F

2500

¹⁹O

¹⁶N

2000

¹⁷N

¹⁸O

2000

²⁰F

²⁰O

1500

¹⁷N

¹⁹F(+8)

¹⁹O

1000

²¹O

1000

²¹F

¹⁶C

²²O

500

¹⁸O(+7)

1500

2000

2500

3000

1500

2000

2500

dE (номер канала)

Рис. 2. Идентификационные dE-E-матрицы, полученные в фокальной плоскости анализатора МАВР. Рисунок a по-

лучен для нейтронодефицитных продуктов при магнитной жесткости пучка Bρ < Bρ_beam, б — при магнитной жесткости

пучка Bρ > Bρ_beam для нейтроноизбыточныхпродуктов.

уровней деформированного ядра¹⁸¹Ta (рис. 5в)

сания структуры ядер, были вычислены диффе-

с энергиями от -7.5 МэВ до -9 МэВ. С целью

ренциальные сечения передачи нейтронов с уровня

усреднения вероятности передачи нейтронов с

1i13/2 в ядре¹⁸¹Ta на частично свободный уровень

одного из верхних четырех нейтронных уровней де-

1d5/2 в ядре¹⁸O. В наших расчетах передачи ней-

формированного ядра будем использовать модель

тронов происходили последовательно. Все расчеты

сферического ядра (рис. 5a, 5б), согласно которой

проведены в рамках метода искаженных волн в

на верхнем уровне 1i13/2 ядра 181Ta находится

борновском приближении с конечным радиусом

восемь нейтронов.

взаимодействия (Finite range distorted wave Born

approximation FR — DWBA), реализованного в ко-

Используя модель сферического ядра для опи-

де FRESCO [5].

В качестве потенциала для точного квантового

описания относительного движения ядер во вход-

8000

¹⁶O

ном и выходных каналах реакции использован оп-

¹⁷O

тический потенциал Вудса-Саксона. Параметры

7000

¹⁹O

потенциала вычислены с помощью параметриза-

²⁰O

ции, предложенной для ядро-ядерного потенциала

6000

авторами работы [7].

5000

В ходе расчетов мы варьировали глубину мни-

мой части оптического потенциала для удовлетво-

4000

рительного описания наших экспериментальных

3000

данных (табл. 2). Для всех потенциалов значение

параметра радиуса кулоновского потенциала было

2000

выбрано r_c = 1.3 фм. С помощью потенциалов

входного и выходного каналов вычислялись иска-

1000

женные волны, в то время как механизм реакции

A+b → a+B (A = a + v,B = b + v)определялся

волновой функцией передаваемого нуклона и/или

0.80

0.84

0.88

0.92

0.96

1.00

1.04

кластера.

Bρ, Т м

Основа расчетов по методу DWBA заключается

в вычислении амплитуды передачи:

Рис. 3. Зависимости выходов изотопов16,17,19,20O в

∫

реакции¹⁸O +¹⁸¹Ta от магнитной жесткости частиц

(T м).

T_prior =

dR_αdR_β χ(-)

(R_β) ×

(4)

ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 83

№2

2020

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ СЕЧЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ИЗОТОПОВ

N/Δ(Bρ)

1400 000

10 000

¹⁷O

1200 000

8000

1000 000

800 000

6000

000

600

4000

400 000

2000

Δ(Bρ) ~ 0.07

200 000

0.800.82 0.84 0.86 0.88 0.90 0.92 0.94 0.96 0.98

0.80 0.82 0.84 0.86 0.88 0.90 0.92 0.94 0.96 0.98

Bρ, Т м

Рис. 4. Пример обработки спектра изотопа¹⁷O. a — Исходный спектр, нормированный на интеграл пучка. б —

График плотности распределения изотопа¹⁷O в зависимости от магнитной жесткости частицы при различной величине

магнитного поля.

¹⁸O

¹⁸¹Ta

-6

−6

11/2⁺

1d_3/2

3p_1/2

1/2

-1

7/2^-

3/2^-

-2

2f_5/2

1/2^-

-7

-3

3p_3/2

-4

1i_13/2

9/2⁺

-5

-8

1/2

7/2^-

-6

5/2^-

7/2⁺

-7

-9

1h_9/2

1/2^-

-8

1d_5/2

7/2

-9

5/2⁺

−10

-10

Рис. 5. Верхние нейтронные уровни в модели сферического ядра¹⁸О (a), сферического (б) и слабодеформированного(в)

ядра¹⁸¹Та.

× I_βα(R_β,R_α)χ(+)α(R_α),

глубины потенциала Вудса-Саксона с фиксиро-

I_βα(R_β,R_α) = (φ_aφ_B|V_vb + U_ab - U_α|φ_Aφ_b).

ванной “геометрией” (радиусом r^WS0 = 1.347 фм,

r^SO0 = 1.131 фм и диффузностью a^WS = a^SO =

В формуле (4) внутренние волновые функции

= 0.7 фм) вплоть до достижения равенства между

для начальных (φ_Aφ_b) и конечных ядер (φ_aφ_B)

энергией отделения частицы и взятой с проти-

играют важную роль в определении амплитуды

воположным знаком энергией соответствующего

передачи. Для определения внутренних волновых

уровня частицы.

функций необходимо знать спин-четность состоя-

Приведенные в табл. 3 спектроскопические ам-

ний остаточного и “составного” ядра, момент им-

плитуды для последовательных передач нейтро-

пульса l переданной частицы относительно “кора”

нов являются свободными параметрами расчета

ядра и количество узлов N в радиальной волновой

и приводят к хорошему согласию теоретических

функции.

значений сечений с экспериментальными данными.

Внутренняя волновая функция с заданными

На рис. 6 представлены результаты теоретических

квантовыми числами находилась при варьировании расчетов сечений для последовательных передач

ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 83

№2

2020

АЖИБЕКОВ и др.

Таблица 2. Параметры оптического потенциала

Канал реакции

V₀, МэВ

r₀, фм

a₀, фм

W₀, MэВ

rW , фм

a_W , фм

¹⁸O +¹⁸¹Ta

63.519

1.178

0.660

16.88

1.178

0.660

¹⁹O +¹⁸⁰Ta

63.457

1.178

0.661

6.864

1.178

0.661

²⁰O +¹⁷⁹Ta

63.457

1.178

0.661

0.902

1.178

0.661

²¹O +¹⁷⁸Ta

63.574

1.178

0.664

0.909

1.178

0.664

²²O +¹⁷⁷Ta

63.574

1.178

0.664

0.909

1.178

0.664

нейтронов в реакции¹⁸О +¹⁸¹Та с образовани-

как последовательной передачи трех динейтронов

ем изотопов19-22О при энергии 10 МэВ/нуклон.

по схеме:

Все теоретически вычисленные дифференциальные

−→¹⁸O,

−→²⁰O,

−→²²O.

сечения согласуются с представленными экспери-

ментальными данными.

Параметры потенциала для входного и выход-

В работе [8] в угловых распределениях для ос-

ных каналов представлены в табл. 4.

новного состояния¹⁶O в канале реакции⁹⁴Mo(¹⁸O,

Для задания квантовых чисел кластеров ис-

¹⁶O) имеются характерные области с повышен-

пользовалась одночастичная модель оболочек, т.е.

ными значениями сечений. Такое поведение угло-

кластер рассматривался как бесструктурная ча-

вого распределения объясняется в классическом

стица, характеризующаяся квантовыми числами

подходе. Каждый угол рассеяния связан с клас-

центра масс относительно остова [10]. Когда x

сической траекторией и прицельным параметром.

нуклонов в состояниях (n_i, l_i) преобразуются в

Сечение мало под малыми углами (большие при-

кластер с внутренним состоянием (ν, λ), центр

цельные параметры) и снова падает под большими

масс кластера будет находиться в состоянии (N, l).

углами из-за поглощения при малых прицельных

Квантовое состояние центра масс кластера (N, l)

параметрах. В работе [9] угловые распределения

для внутреннего 1s-состояния (ν = 1, λ = 0) удо-

также имеют колоколообразную форму. Подобные

влетворяет соотношению

пики были получены и нами в расчетах угловых

∑

распределений для передачи нейтронов в реакции

2(N - 1) + l =

2(n_i - 1) + l_i.

(5)

¹⁸O +¹⁸¹Ta в рамках метода DWBA (рис. 6).

В реакции¹⁸O +¹⁸¹Та с образованием изото-

В наших расчетах нейтроны, образующие ди-

пов20,22,24O возможны последовательные переда-

нейтронный кластер (x = 2), занимают 1d- и

чи нейтронов и динейтронных кластеров. Упомяну-

2s-оболочки в ядре²⁴O и 1i-оболочку в ядре

тые выше характерные пики в угловых распределе-

¹⁸¹Ta. Квантовое состояние центра масс диней-

ниях для основных состояний20,22,24O появляются

при учете кластерной корреляции двух нейтронов

трона (N,l,j) в ядрах20,22,24O равно 3s₀, в ядре

(рис. 7, 8).

¹⁸¹Та - 7s₀. Спектроскопические амплитуды для

последовательных передач динейтронов представ-

Для оценки возможности образования изотопа

лены в табл. 5.

²⁴O в реакции¹⁸O +¹⁸¹Та при энергии мы провели

Так как образование изотопов20,22,24O в реак-

теоретический анализ канала¹⁸¹Ta(¹⁸O,²⁴O)¹⁷⁵Ta

Та может происходить за счет после-

ции¹⁸O +¹⁸¹

довательных передач нейтронов или динейтронных

Таблица 3. Спектроскопические амплитуды для реак-

кластеров, мы учли вклады обоих механизмов в

ций передач нейтронов

сечение реакции. На рис. 7 представлены тео-

ретические расчеты дифференциального сечения

Спектро-

для канала реакции¹⁸¹Ta(¹⁸O,²⁰O)¹⁷⁹Ta с учетом

Перекрытие скопическая Перекрытие скопическая

механизмов передачи двух нейтронов и динейтрон-

амплитуда

ного кластера. Согласно расчетам в рамках метода

искаженных волн в борновском приближении с

〈¹⁸O|¹⁹O〉_g.s.

0.45

〈¹⁸¹Ta|¹⁸⁰Ta〉_g.s.

0.45

конечным радиусом взаимодействия, при задних

〈¹⁹O|²⁰O〉_g.s.

1.80

〈¹⁸⁰Ta|¹⁷⁹Ta〉_g.s.

1.80

углах передача динейтрона доминирует в механиз-

ме образования изотопа²⁰О в реакции¹⁸O +¹⁸¹Та.

〈²⁰O|²¹O〉_g.s.

1.32

〈¹⁷⁹Ta|¹⁷⁸Ta〉_g.s.

1.32

На рис. 8 представлены результаты теорети-

〈²¹O|²²O〉_g.s.

1.60

〈¹⁷⁸Ta|¹⁷⁷Ta〉_g.s.

1.60

ческого анализа каналов передачи нейтронов и

ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 83

№2

2020

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ СЕЧЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ИЗОТОПОВ

dσ/dΩ, мбн/ср

10⁰

10^-1

10^-2

10^-3

10^-4

10^-5

10^-6

10^-7

10^-8

-9

100

120

140

160

180

θ_cm, град

Рис.

6. Дифференциальные сечения для каналов передачи нейтронов в реакции 18O +181Та при энергии

МэВ/нуклон с образованием19-22O.¹⁸¹Ta(¹⁸O,¹⁹O)¹⁸⁰Ta: ■ — эксперимент, сплошная кривая — расчеты передачи

одного нейтрона.¹⁸¹Ta(¹⁸O,²⁰O)¹⁷⁹Ta: ♦ — эксперимент, штриховая кривая — расчеты последовательной передачи

двух нейтронов.¹⁸¹Ta(¹⁸O,²¹O)¹⁷⁸Ta: • — эксперимент, точечная кривая — расчеты последовательной передачи трех

нейтронов.¹⁸¹Ta(¹⁸O,²²O)¹⁷⁸Ta: ▴ — эксперимент, штрихпунктирная кривая — расчеты последовательной передачи

четырех нейтронов.

dσ/dΩ, мбн/ср

10⁰

10^-1

10^-2

10^-3

10^-4

10^-5

10^-6

-7

100

120

140

160

180

θ_cm, град

Рис. 7. Вклады механизмов передачи нейтрона и динейтрона в канале реакции¹⁸¹Ta(¹⁸O,²⁰O)¹⁷⁹Ta. Точка ■ —

эксперимент. Кривые: точечная — сечение последовательной передачи двух нейтронов, штриховая — сечение передачи

динейтрона, сплошная — сечение с учетом обоих механизмов.

динейтронов¹⁸¹Ta(¹⁸O,22,24O)177,175Ta. Видно, что

вывод, что механизм образования данного изотопа

механизм образования²²О подобен²⁰О. Теоре-

подобен механизму образования изотопов20,22О.

тические расчеты указывают на то, что вклады

Следовательно, в сечении будут доминировать ме-

передачи динейтронов в сечение образования²²О

ханизмы кластерных передач. Кроме того, можно

в реакции 18О +181Та более вероятны. Форма

ожидать, что сечение образование изотопа²⁴О

теоретической кривой для²⁴О позволяет сделать

будет в пределах 10-7-10-8 мбн/ср в области

ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 83

№2

2020

100

АЖИБЕКОВ и др.

dσ/dΩ, мбн/ср

10^-1

10^-2

10^-3

10^-4

10^-5

10^-6

10^-7

10^-8

10^-9

10^-10

10^-11

10^-12

100

120

140

160

180

θ_cm, град

Рис. 8. Вклады механизмов передачи четырех нейтронов и двух динейтроновв канал реакции¹⁸¹Ta(¹⁸O,²²O)¹⁷⁷Ta. Точка

■ — эксперимент. Кривые: точечная —расчетное дифференциальное сечение последовательной передачи четырех ней-

тронов,штриховая — расчетноедифференциальноесечениепередачидвух динейтронов,сплошная — дифференциальное

сечение канала¹⁸¹Ta(¹⁸O,²²O)¹⁷⁷Ta с учетом обоих механизмов, штрихпунктирная— расчетное дифференциальное

сечение передачи трех динейтронов в канале реакции¹⁸¹Ta(¹⁸O,²⁴O)¹⁷⁵Ta.

Таблица 4. Параметры оптического потенциала, использованные в расчетах сечений динейтронных передач

Канал реакции

V₀, МэВ

r₀, фм

a₀, фм

W₀, MэВ

rW , фм

a_W , фм

¹⁸O +¹⁸¹Ta

63.519

1.178

0.660

30.880

1.178

0.660

²⁰O +¹⁷⁹Ta

63.479

1.178

0.663

30.870

1.178

0.663

²²O +¹⁷⁷Ta

63.735

1.178

0.666

30.860

1.178

0.666

²⁴O +¹⁷⁵Ta

64.227

1.178

0.669

16.057

1.178

0.669

Таблица 5. Спектроскопические амплитуды для реак-

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ций передач динейтрона

В настоящей работе представлены результаты

экспериментов на магнитном спектрометре высо-

Спектро-

Перекрытие скопическая Перекрытие скопическая

кого разрешения МАВР. Показано, что установка

амплитуда

позволяет измерять сечения образования изотопов

вплоть до 1 мкбн/ср и разрешением с точностью

〈¹⁸O|²⁰O〉_g.s.

0.65

〈¹⁸¹Ta|¹⁷⁹Ta〉_g.s.

0.65

до изотопа. С помощью установки МАВР измере-

〈²⁰O|²²O〉_g.s.

1.00

〈¹⁷⁹Ta|¹⁷⁷Ta〉_g.s.

1.00

ны дифференциальные сечения образования изо-

топов кислорода в реакции¹⁸O +¹⁸¹Ta при энергии

〈²²O|²⁴O〉_g.s.

1.00

〈¹⁷⁷Ta|¹⁷⁵Ta〉_g.s.

1.00

ядра-снаряда 10 МэВ/нуклон. Проведен теорети-

ческий анализ данной реакции в рамках метода

искаженных волн в борновском приближении с

углов до 40^◦ в с.ц.м. и порядка 10-8-10-12 мбн/ср

конечным радиусом взаимодействия с помощью

до 180^◦ в с.ц.м. В целом, теоретические расчеты

программы FRESCO. Вычислены теоретические

дифференциальных сечений хорошо согласуются с

дифференциальные сечения для последовательных

экспериментальными данными.

нейтронных передач в каналах реакции¹⁸¹Ta(¹⁸O,

ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 83

№2

2020

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ СЕЧЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ИЗОТОПОВ

101

19-22O)180-177Ta. Изучены вклады механизмов по-

2. A. G. Artukh, G. F. Gridnev, V. L. Mikheev, and

следовательной передачи нейтронов и динейтрон-

V. V. Volkov, Nucl. Phys. A 137, 348 (1969).

ных кластеров в сечения образования нейтроноиз-

3. Ю. Ц. Оганесян, Ю. Э. Пенионжкевич, Нгуен Так

Ань, Д. М. Надкарни, К. А. Гаврилов, Ким Де Ен,

быточных изотопов кислорода20,22,24О. Теоретиче-

М. Юссонуа, ЯФ 18, 734 (1973).

ские расчеты в рамках FR-DWBA указывают на то,

4. В. А. Зернышкин, В. А. Маслов, Ю. Э. Пенионж-

что в реакции¹⁸O +¹⁸¹Та с образованием изото-

кевич, В. И. Казача, И. В. Колесов, О. Б. Тарасов,

пов20,22,24О более вероятен механизм кластерных

Письма в ЭЧАЯ 15, 421 (2018) [Phys. Part. Nucl.

передач. Полученные теоретические значения се-

Lett. 15, 531 (2018)].

чений в целом хорошо согласуются с эксперимен-

5. I. J. Thompson, Comput. Phys. Rep. 7, 167 (1988),

тальными данными.

http://www.fresco.org.uk

В заключение авторы выражают благодарность

6. Centre for Photonuclear Experiments Data,

И.В. Колесову за большую работу по запуску

http://cdfe.sinp.msu.ru/services/radchart/radma-

магнитного анализатора высокого разрешения

in.html

(МАВР) и С.М. Лукьянову за помощь в проведе-

7. R. O. Aky ¨uz and A. Winther, in Proceedings of the

нии эксперимента.

International School of Physics “Enrico Fermi”,

Настоящая работа выполнена при поддержке

1979, Ed. by R. A. Broglia, R. A. Ricci, and

гранта РНФ № 17-12-01170.

C. H. Dasso (North-Holland, Amsterdam, 1981).

8. C. Chasman, S. Cochavi, M. J. LeVine, and

A. Z. Schwarzschild, Phys. Rev. Lett. 28, 843 (1972).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

9. Sonika, B. J. Roy, A. Parmar, U. K. Pal, H. Kumawat,

V. Jha, S. K. Pandit, V. V. Parkar, K. Ramachandran,

1. W. Grochulski, T. Kwiecinska, Lian Go-chan,

K. Mahata, A. Pal, S. Santra, A. K. Mohanty, and

E. Lozynski, J. Maly, L. K. Tarasov, and V. V. Volkov,

K. Sekizawa, Phys. Rev. C 92, 024603 (2015).

in Proceedings of the Third Conference on

10. G. R. Satchler, Direct Nuclear Reactions (Oxford

Reactions between Complex Nuclei, Asilomar,

Univ. Press, New York, 1983).

California (1963).

DIFFERENTIAL CROSS SECTIONS FOR FORMATION OF ISOTOPES

OF LIGHT NUCLEI IN REACTION¹⁸O +¹⁸¹Ta

A. K. Azhibekov^1),2), V. A. Zernyshkin¹⁾, V. A. Maslov¹⁾, Yu. E. Penionzhkevich^1),3),

K. Mendibayev^1),2), T. Issatayev^1),2), N. K. Skobelev¹⁾, M. A. Naumenko¹⁾,

S. S. Stukalov¹⁾, D. Aznabaev^1),2)

¹⁾Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia

²⁾L.N. Gumilyov Eurasian National University, Nur-Sultan, Republic of Kazakhstan

³⁾National Research Nuclear University (MEPhI), Moscow, Russia

This paper presents the results of experiments on a high-resolution magnetic spectrometer (MAVR). The

differential cross sections for formation of oxygen isotopes in the reaction¹⁸O +¹⁸¹Ta at the projectile

nucleus energy 10 MeV/nucleon were measured. The theoretical analysis of the yields of reaction

products in the framework of the FR-DWBA method using the FRESCO program was carried out.

Theoretical differential cross sections for sequential neutron transfer are calculated. The contributions of

the mechanisms of sequential neutron transfer and di-neutron cluster transfer to the cross sections for the

formation of neutron-rich oxygen isotopes20,22,24O were studied.

ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 83

№2

2020