nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2026-3-196-203nuc-1078Research ArticleСтатьиСРАВНЕНИЕ МЕТОДИК АНАЛИЗА МАССОВО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ОСКОЛКОВ ДЕЛЕНИЯ НА ПРИМЕРЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ОСКОЛКОВ СОСТАВНОГО ЯДРА 241Am, ПОЛУЧЕННОГО В РЕАКЦИИ 240Pu(p,f) ПРИ ЭНЕРГИИ НАЛЕТАЮЩИХ ПРОТОНОВ 10 МэВCOMPARISON OF METHODS FOR ANALYZING THE MASS-ENERGY DISTRIBUTIONS OF FISSION FRAGMENTS USING THE EXAMPLE OF THE DISTRIBUTIONS OF FRAGMENTS OF THE COMPOUND NUCLEUS 241Am OBTAINED IN THE REACTION 240Pu(p,f AT AN INCIDENT PROTON ENERGY OF 10 MeVАлимовД. К.AlimovD. K.

Дилшод Камалович Алимов

Алматы

Almaty

d_alimov@inp.kzhttps://orcid.org/0000-0003-2404-6428ПанА. Н.PanA. N.

Андрей Николаевич Пан

Алматы

Almaty

a.pan@inp.kzhttps://orcid.org/0009-0005-0825-5811КовальчукК. В.KovalchukK. V.

Кирилл Владимирович Ковальчук

Алматы

Almaty

kkv@inp.kzhttps://orcid.org/0000-0002-4715-9604БуртебаевН.BurtebayevN.

Насурлла Буртебаев

Алматы

Almaty

burteb@inp.kzhttps://orcid.org/0000-0002-8355-3131ДжансеитовД. М.DzhanseitovD. M.

Данияр Маралович Джансеитов

Алматы

Almaty

d.janseit@inp.kzКошербаеваР. К.KosherbaevaR. K.

Раиса Конысбеккызы Кошербаева

Алматы

Almaty

r.kosherbayeva@inp.kzИнститут ядерной физикиКазахстанInstitute of Nuclear PhysicsKazakhstanИнститут ядерной физики; Казахский Национальный университет им. Аль-ФарабиКазахстанInstitute of Nuclear Physics; Al-Farabi Kazakh National UniversityKazakhstan20261610202603196203Copyright © Алимов Д.К., Пан А.Н., Ковальчук К.В., Буртебаев Н., Джансеитов Д.М., Кошербаева Р.К., 20262026Алимов Д.К., Пан А.Н., Ковальчук К.В., Буртебаев Н., Джансеитов Д.М., Кошербаева Р.К.Alimov D.K., Pan A.N., Kovalchuk K.V., Burtebayev N., Dzhanseitov D.M., Kosherbaeva R.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journals.nnc.kz/jour/article/view/1078

Массово-энергетические распределения осколков деления образуются под действием большого количества макрои микроскопических квантовых эффектов, связанных и с эффектами заряженной жидкой капли, и с образованием различных ядерных оболочек в зарождающихся осколках. Дополнительное влияние на конечное распределение оказывают энергия возбуждения составного ядра и вносимый угловой момент. Все это составляет вызов для анализа полученных данных на предмет присутствия/отсутствия различных оболочечных эффектов. Особенно это касается деформированных ядерных оболочек, которые по сравнению со сферическими оболочками обладают заметно меньшей энергетической выгодой образования и, как следствие, меньшим массовым вкладом. Поэтому выбор методики анализа оказывает значительное влияние на полученный результат. Для демонстрации этого мы анализируем массово-энергетические распределения осколков деления составного ядра 241Am, полученного в реакции 240Pu(p,f) при энергии налетающих протонов 10 МэВ, двумя методами. Первый метод – это более ранняя разработка, основанная на модели Брозы и учитывающая моды деления SL, S1, S2, S3 и использующая большое количество подбираемых параметров. Второй метод является модификацией первого, разработанной специально для выявления влияния деформированных ядерных оболочек с малыми вкладами. К его преимуществам относится сильное сокращение количества подбираемых параметров, что позволяет повысить его чувствительность. Применение второго метода позволяет выявить выходы отдельных оболочек Z50, N82 и отделить от них деформированные ядерные оболочки Z52, N84, несмотря на их близость по массовым выходам.

The mass-energy distributions of fission fragments are formed by a large number of macroscopic and microscopic quantum effects associated with both charged liquid droplet effects and the formation of various nuclear shells in nascent fragments. Additionally, the final distribution is influenced by the excitation energy of the compound nucleus and the introduced angular momentum. All of this poses a challenge in analyzing experimental data for the presence/absence of various shell effects. This is particularly true for deformed nuclear shells, which, compared to spherical shells, have a significantly lower energy advantage for formation and, consequently, a smaller mass contribution. Therefore, the choice of analysis technique significantly influences the obtained result. To demonstrate this, we analyze the mass-energy distributions of fission fragments of the compound nucleus 241Am produced in the 240Pu(p,f) reaction at an incident proton energy of 10 MeV using two methods. The first method is an earlier development based on the Broza model and takes into account the SL, S1, S2, and S3 fission modes, using a large number of fit parameters. The second method is a modification of the first, developed specifically to identify the influence of deformed nuclear shells with small contributions. Its advantages include a significant reduction in the number of fit parameters, which increases its sensitivity. The second method makes it possible to identify the yields of individual Z50 and N82 shells and separate them from the deformed Z52 and N84 nuclear shells, despite their similar mass yields.

массово-энергетические распределения241Amпротоны240Puмоды делениямодальный анализmass-energy distributions241Amprotons240Pufission modesmodal analysisДанное исследование финансировалось Министерством энергетики Республики Казахстан. Программа BR23891530 «Развитие комплексных научных исследований в области ядерной и радиационной физики на базе казахстанских ускорительных комплексов»ReferencesA. Turkevich and J.B. Niday, Radiochemical Studies on the Fission of Th232 with Pile Neutrons, Phys. Rev. volume 84, num. 1, 1951. https://doi.org/10.1103/PhysRev.84.52A. Turkevich and J.B. Niday, Radiochemical Studies on the Fission of Th232 with Pile Neutrons, Phys. Rev. volume 84, num. 1, 1951. https://doi.org/10.1103/PhysRev.84.52U. Brosa, S. Grossmann and A. Muller, Nuclear Scission, Physics Reports 197, No. 4, 1990, p. 167-262. https://doi.org/10.1016/0370-1573(90)90114-HU. Brosa, S. Grossmann and A. Muller, Nuclear Scission, Physics Reports 197, No. 4, 1990, p. 167-262. https://doi.org/10.1016/0370-1573(90)90114-HS.I. Mulgin, V.N. Okolovich, S.V. Zhdanova, Observation of new channel in the proton-induced low-energy fission of nuclei from 233Pa to 245Bk, Phys. Lett. B 462, 1999, p. 29-33. https://doi.org/10.1016/S0370-2693(99)00859-XS.I. Mulgin, V.N. Okolovich, S.V. Zhdanova, Observation of new channel in the proton-induced low-energy fission of nuclei from 233Pa to 245Bk, Phys. Lett. B 462, 1999, p. 29-33. https://doi.org/10.1016/S0370-2693(99)00859-XS.I. Mulgin, S.V. Zhdanov, N.A. Kondratiev, K.V. Kovalchuk, A. Ya. Rusanov, The modal structure of fragment mass and energy yields from the 10.3-30.0 MeV proton induced fission of 232Th and 235U, Nucl. Phys. A 824, 2009, p.1-23. https://doi.org/10.1016/j.nuclphysa.2009.03.013S.I. Mulgin, S.V. Zhdanov, N.A. Kondratiev, K.V. Kovalchuk, A. Ya. Rusanov, The modal structure of fragment mass and energy yields from the 10.3-30.0 MeV proton induced fission of 232Th and 235U, Nucl. Phys. A 824, 2009, p.1-23. https://doi.org/10.1016/j.nuclphysa.2009.03.013B.D. Wilkins, E.P. Steinberg and R.R. Chasman, Scissionpoint model of nuclear fission based on deformed-shell effects, Phys. Rev. C, vol. 14, No. 1, 1976. https://doi.org/10.1103/PhysRevC.14.1832B.D. Wilkins, E.P. Steinberg and R.R. Chasman, Scissionpoint model of nuclear fission based on deformed-shell effects, Phys. Rev. C, vol. 14, No. 1, 1976. https://doi.org/10.1103/PhysRevC.14.1832S. Cwiok and W. Nazarewicz, Ground-state shapes and spectroscopic properties of Z~58, N~88 nuclei, Nucl. Phys. A 469, 1989, p. 367-384 https://doi.org/10.1016/0375-9474(89)90180-2S. Cwiok and W. Nazarewicz, Ground-state shapes and spectroscopic properties of Z~58, N~88 nuclei, Nucl. Phys. A 469, 1989, p. 367-384 https://doi.org/10.1016/0375-9474(89)90180-2G. Scamps and C. Simenel, Impact of pear-shaped fission fragments on mass-asymmetric fission in actinides, Nature, vol. 564, 2018, p. 382-385 https://doi.org/10.1038/s41586-025-08882-7G. Scamps and C. Simenel, Impact of pear-shaped fission fragments on mass-asymmetric fission in actinides, Nature, vol. 564, 2018, p. 382-385 https://doi.org/10.1038/s41586-025-08882-7A.N. Pan, N. Burtebayev, K.V. Kovalchuk, T.N. Kvochkina, Shell effects in the reaction 232Th(α,f) at incident alpha particles energy of 29 MeV, Вестник НЯЦ РК, 2023, выпуск 2 https://doi.org/10.52676/1729-7885-2023-2-4-8A.N. Pan, N. Burtebayev, K.V. Kovalchuk, T.N. Kvochkina, Shell effects in the reaction 232Th(α,f) at incident alpha particles energy of 29 MeV, Вестник НЯЦ РК, 2023, выпуск 2 https://doi.org/10.52676/1729-7885-2023-2-4-8

The authors declare that there are no conflicts of interest present.