nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2024-3-5-11nuc-671Research ArticleСтатьиНОВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДЛЯ РАДИАЦИОННОГО Р-11B ЗАХВАТА ПРИ НИЗКИХ ЭНЕРГИЯХNEW RESULTS FOR RADIATIVE P-11B CAPTURE AT LOW ENERGIESСахиевС. К.SakhiyevS. K.

Алматы

Almaty

s.sakhi@inp.kzЗазулинД. М.ZazulinD. M.

Алматы

Almaty

denis_zazulin@mail.ruАртемовС. В.ArtemovS. V.

Ташкент

Almaty

nburtebayev@yandex.ruБуртебаевН. Т.BurtebayevN. T.

Алматы

Almaty

nburtebayev@yandex.ruНасурллаМауленNassurllaMaulen

Алматы

Almaty

nespad@mail.ruАлимовД.AlimovD.

Алматы

Almaty

nburtebayev@yandex.ruНасурллаМаржанNassurllaMarzhan

Алматы

Almaty

nburtebayev@yandex.ruСабидолдаА.SabidoldaA.

Алматы

Almaty

asabidolda@mail.ruХоджаевР.KhojayevR.

Алматы

Almaty

nburtebayev@yandex.ruМукановЕ. Б.MukanovYe. B.

Алматы

Almaty

nburtebayev@yandex.ruИсаевД. А.IssayevD. A.

Алматы

Almaty

nburtebayev@yandex.ruКемелжановаС. Е.KemelzhanovaS. E.

Алматы

Almaty

kemelzhanova.sandugash@gmail.comСидоровЯ. В.SidorovYa. V.

Алматы

Almaty

teleporta2075@yandex.ruТурсумбековА. Ш.TursumbekovA. Sh.

Алматы

Almaty

alishertursumbekov@gmail.comРГП «Институт ядерной физики» МЭ РККазахстанInstitute of Nuclear PhysicsKazakhstanРГП «Институт ядерной физики» МЭ РК; Казахский Национальный Университет имени Аль-ФарабиКазахстанInstitute of Nuclear Physics; Al-Farabi Kazakh National UniversityKazakhstanРГП «Институт ядерной физики» МЭ РК; Институт ядерной физикиУзбекистанInstitute of Nuclear Physics; Institute of Nuclear PhysicsUzbekistanРГП «Институт ядерной физики» МЭ РК; Казахский Национальный Университет имени Аль-ФарабиКазахстанRSE “Institute of Nuclear Physics” ME RK; Al-Farabi Kazakh National UniversityKazakhstanКазахский Национальный Университет имени Аль-ФарабиКазахстанAl-Farabi Kazakh National UniversityKazakhstan20243009202403511Copyright © Сахиев С.К., Зазулин Д.М., Артемов С.В., Буртебаев Н.Т., Насурлла М., Алимов Д., Насурлла М., Сабидолда А., Ходжаев Р., Муканов Е.Б., Исаев Д.А., Кемелжанова С.Е., Сидоров Я.В., Турсумбеков А.Ш., 20242024Сахиев С.К., Зазулин Д.М., Артемов С.В., Буртебаев Н.Т., Насурлла М., Алимов Д., Насурлла М., Сабидолда А., Ходжаев Р., Муканов Е.Б., Исаев Д.А., Кемелжанова С.Е., Сидоров Я.В., Турсумбеков А.Ш.Sakhiyev S.K., Zazulin D.M., Artemov S.V., Burtebayev N.T., Nassurlla M., Alimov D., Nassurlla M., Sabidolda A., Khojayev R., Mukanov Y.B., Issayev D.A., Kemelzhanova S.E., Sidorov Y.V., Tursumbekov A.S.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/671

Представлены результаты новых измерений выходов реакции 11B(p,γ)12C радиационного захвата на основное и первое возбужденные состояния 12C. Нормированием этих результатов на соответствующие экспериментальные литературные данные извлечены дифференциальные сечения для угла 00 и при энергиях налетающих протонов от 482 до 1337 кэВ. На основе полученных дифференциальных сечений и с использованием литературных данных по угловым распределениям реакции 11B(p,γ)12C в этой области энергий со статистической погрешностью менее 10% определены полные сечения и астрофизические  S – факторы реакции 11B(p,γ)12C для переходов на основное и первое возбужденные состояния 12C. Полученные экспериментальные данные хорошо описываются в рамках модифицированной потенциальной кластерной модели с классификацией орбитальных состояний по схемам Юнга и с учетом разрешенных и запрещенных состояний. На основе измеренных экспериментальных сечений и с помощью вышеприведенной теоретической модели рассчитана скорость этой реакции в области температур от 0 до 100 млн градусов Кельвина. В пределах погрешностей результаты настоящей работы согласуются с данными более ранних работ.

The results of new measurements of the yields of the 11B(p,γ)12C reaction of radiative capture to the ground and first excited states of 12C are presented. By normalizing these results to the corresponding experimental literature data, differential cross sections have been extracted for the angle 0° and for incident proton energies from 482 to 1337 keV. Based on the obtained differential cross sections and using literature data on the angular distributions of the 11B(p,γ)12C reaction in this energy region, the total cross sections and astrophysical S factors of the 11B(p,γ)12C reaction for transitions to the ground and first excited states of 12C have been determined with a statistical error of less than 10%. The experimental data obtained are well described within the framework of a modified potential cluster model with the classification of orbital states according to Young's diagrams and taking into account allowed and forbidden states. Based on the measured experimental cross sections and using the above theoretical model, the rate of this reaction was calculated in the temperature range from 0 to 100 million degrees of Kelvin. Within the limits of error, the results of this work are consistent with the data of earlier works.

ядерная астрофизикарадиационный захваттермоядерные процессыреакция 11B(pγ)12Cастрофизический S-факторскорости ядерных реакцийnuclear astrophysicsradiative capturethermonuclear processesreaction 11B(pγ)12Castrophysical S-factornuclear reaction ratesРабота финансировалась Министерством науки и высшего образования Республики Казахстан (грант № AP14870964 «Исследование взаимодействия протонов и ионов 10В с ядрами 11В для термоядерных и астрофизических приложений»).This work is funded by the Ministry of Science and Higher Education of the Republic of Kazakhstan (Grant# AP14870964 “Studies of the interaction of protons and ions 10B with nuclei 11B for thermonuclear and astrophysical applications”)ReferencesC.A. Barnes, D.D. Clayton, and D.N. Schramm. Essays in nuclear astrophysics. Presented to William A. Fowler, on the occasion of his seventieth birthday, (Cambridge University Press, Cambridge), 562 P. (1982); S.B. Dubovichenko. Thermonuclear processes in Stars and Universe. Second English Edition, revised and expanded, (Saarbrucken, Germany, Scholar’s Press), 332 P. (2015); D.D. Clayton. Principles of Stellar Evolution and Nucleo-synthesis, (University of Chicago Press, Chicago), 634 P. (1983); D.N. Schramm and R. Wagoner, Annu. Rev. Nucl. Sci. 27, 37 (1977).C.A. Barnes, D.D. Clayton, and D.N. Schramm. Essays in nuclear astrophysics. Presented to William A. Fowler, on the occasion of his seventieth birthday, (Cambridge University Press, Cambridge), 562 P. (1982); S.B. Dubovichenko. Thermonuclear processes in Stars and Universe. Second English Edition, revised and expanded, (Saarbrucken, Germany, Scholar’s Press), 332 P. (2015); D.D. Clayton. Principles of Stellar Evolution and Nucleo- synthesis, (University of Chicago Press, Chicago), 634 P. (1983); D.N. Schramm and R. Wagoner, Annu. Rev. Nucl. Sci. 27, 37 (1977).R.E. Segel, S.S. Hanna, R.G. Allas // Phys. Rev. – Vol. 139. – P. B818–B830 (1965).R.E. Segel, S.S. Hanna, R.G. Allas // Phys. Rev. – Vol. 139. – P. B818–B830 (1965).A.A. Arzumanov, Proceedings of the 13th particle accelerator conference. Dubna, Russia, October 13-15, 1, 118 (1992).A.A. Arzumanov, Proceedings of the 13th particle accele- rator conference. Dubna, Russia, October 13-15, 1, 118 (1992).J.W. Butler // U.S. Naval Research Laboratory, NRL Report, 5282 (1959).J.W. Butler // U.S. Naval Research Laboratory, NRL Report, 5282 (1959).P.B. Lyons, J.W. Toevs and D.G. Sargood // Nucl. Phys. A130, 1 (1969).P.B. Lyons, J.W. Toevs and D.G. Sargood // Nucl. Phys. A130, 1 (1969).N. Burtebaev, S.B. Igamov, R.J. Peterson, R. Yarmukhamedov and D.M. Zazulin // Phys. Rev. C78. – P. 035802. (2008).N. Burtebaev, S.B. Igamov, R.J. Peterson, R. Yarmukha- medov and D.M. Zazulin // Phys. Rev. C78. – P. 035802. (2008).J.H. Kelley, J.E. Purcell, C.G. Sheu. Energy levels of light nuclei A = 12. Nuclear Physics A968, 71-253 (2017).J.H. Kelley, J.E. Purcell, C.G. Sheu. Energy levels of light nuclei A = 12. Nuclear Physics A968, 71-253 (2017).S.B. Dubovichenko, N. Burtebaev, D.M. Zazulin, Zh.K. Kerimkulov and A.S.A. Amar // Phys. Atom. Nucl.. – Vol. 74. – P. 984. (2011).S.B. Dubovichenko, N. Burtebaev, D.M. Zazulin, Zh.K. Kerimkulov and A.S.A. Amar // Phys. Atom. Nucl.. – Vol. 74. – P. 984. (2011).Sergey Dubovichenko, Nassurlla Burtebayev, Albert Dzhazairov-Kakhramanov, Denis Zazulin, Zhambul Kerimkulov, Marzhan Nassurlla, Chingis Omarov, Alesya Tkachenko, Tatyana Shmygaleva, Stanislaw Kliczewski, Turlan Sadykov // Chinese Physics C41. – P. 014001. (2017).Sergey Dubovichenko, Nassurlla Burtebayev, Albert Dzhazairov-Kakhramanov, Denis Zazulin, Zhambul Kerimkulov, Marzhan Nassurlla, Chingis Omarov, Alesya Tkachenko, Tatyana Shmygaleva, Stanislaw Kliczewski, Turlan Sadykov // Chinese Physics C41. – P. 014001. (2017).P.H. Barker and R.D. Connor // Nucl. Inst. And Meth. – Vol. 57. – P. 147 (1967).P.H. Barker and R.D. Connor // Nucl. Inst. And Meth. – Vol. 57. – P. 147 (1967).A. Anttila, J. Keinonen, M. Hautala, I. Forsblom. Use of the 27Al(p,γ)28Si, Ep = 992 keV resonance as a gamma-ray intensity standard // Nucl. Instr. Meth. – Vol.147. – P. 501–505. (1977).A. Anttila, J. Keinonen, M. Hautala, I. Forsblom. Use of the 27Al(p,γ)28Si, Ep = 992 keV resonance as a gamma- ray intensity standard // Nucl. Instr. Meth. – Vol.147. – P. 501–505. (1977).J.J. He et.al. Direct measurement of 11B(p,γ)12C astrophysical S-factor at low energies // Physical Review C – V. 93. 5. – P. 055804. (2016).J.J. He et.al. Direct measurement of 11B(p,γ)12C astro- physical S-factor at low energies // Physical Review C – V. 93. 5. – P. 055804. (2016).http://lise.nscl.msu.edu/lise.htmlhttp://lise.nscl.msu.edu/lise.htmlY. Xu, K. Takahashi, S. Goriely, M. Arnould, M. Ohta, H. Utsunomiya. NACRE II: an update of the NACRE compilation of charged-particle-induced thermonuclear reaction rates for nuclei with mass number A < 16 // Nucl. Phys. A. – V. 918. – P.61–169. (2013).Y. Xu, K. Takahashi, S. Goriely, M. Arnould, M. Ohta, H. Utsunomiya. NACRE II: an update of the NACRE compi- lation of charged-particle-induced thermonuclear reaction rates for nuclei with mass number A < 16 // Nucl. Phys. A. – V. 918. – P.61–169. (2013).S.B. Dubovichenko Astrophysical proton capture by 11B nucleus // Russian Physics Journal. – V. 58 1. – P. 17–25. (2015).S.B. Dubovichenko Astrophysical proton capture by 11B nucleus // Russian Physics Journal. – V. 58 1. – P. 17–25. (2015).V.G. Neudatchin, V.I. Kukulin, V.N. Pomerantsev, A.A. Sakharuk Generalized potential model description of mutual scattering of the lightest p+d, d+3He nuclei and the corresponding photonuclear reactions // Physical Review C. – V. 45. – P. 1512–1527. (1992).V.G. Neudatchin, V.I. Kukulin, V.N. Pomerantsev, A.A. Sakharuk Generalized potential model description of mutual scattering of the lightest p+d, d+3He nuclei and the corresponding photonuclear reactions // Physical Review C. – V. 45. – P. 1512–1527. (1992).S.B. Dubovichenko, A.V. Dzhazairov-Kakhramanov, N.A. Burkova Neutron radiative capture by 2H, 6Li, 7Li, 12C and 13C at astrophysical energies // International Journal of Modern Physics E. – V. 22. – No. 5. – P. 1350028-1–1350028-52. (2013).S.B. Dubovichenko, A.V. Dzhazairov-Kakhramanov, N.A. Burkova Neutron radiative capture by 2H, 6Li, 7Li, 12C and 13C at astrophysical energies // International Journal of Modern Physics E. – V. 22. – No. 5. – P. 1350028-1–1350028-52. (2013).S.B. Dubovichenko, A.S. Tkachenko, R.Ya. Kezerashvili, N.A. Burkova, and A.V. Dzhazairov-Kakhramanov. 6Li(p,γ)7Be reaction rate in the light of the new data of the Laboratory for Underground Nuclear Astrophysics // Physical Review C. – V. 105. – P. 065806. (2022).S.B. Dubovichenko, A.S. Tkachenko, R.Ya. Kezerashvili, N.A. Burkova, and A.V. Dzhazairov-Kakhramanov. 6Li(p,γ)7Be reaction rate in the light of the new data of the Laboratory for Underground Nuclear Astrophysics // Physical Review C. – V. 105. – P. 065806. (2022).S.B. Dubovichenko, N.A.Burkova, A.S.Tkachenko, A.V.Dzhazairov-Kakhramanov. Influence of resonances on the 11B(n,γ)12B reaction rate. Capture at excited states of 12B // International Journal of Modern Physics E – V. 32. – No. 2. – P. 2350008-1–2350008-39. (2023).S.B. Dubovichenko, N.A.Burkova, A.S.Tkachenko, A.V.Dzhazairov-Kakhramanov. Influence of resonances on the 11B(n,γ)12B reaction rate. Capture at excited states of 12B // International Journal of Modern Physics E – V. 32. – No. 2. – P. 2350008-1–2350008-39. (2023).J.H. Kelley, R.S. Canon, S.J. Gaff, R.M. Prior, B.J. Rice, E.C. Schreiber, M. Spraker, D.R. Tilley, E.A. Wulf, and H.R. Weller The 11B(p,γ)12C reaction below 100 keV // Physical Review C. – V. 62. – P. 025803-1–025803-1. (2000).J.H. Kelley, R.S. Canon, S.J. Gaff, R.M. Prior, B.J. Rice, E.C. Schreiber, M. Spraker, D.R. Tilley, E.A. Wulf, and H.R. Weller The 11B(p,γ)12C reaction below 100 keV // Physical Review C. – V. 62. – P. 025803-1–025803-1. (2000).T. Huus, R.B. Day. The gamma radiation from 11B bombarded by protons // Physical Review. – V. 91. –P. 599– 605. (1953).T. Huus, R.B. Day. The gamma radiation from 11B bom- barded by protons // Physical Review. – V. 91. –P. 599– 605. (1953).R.G. Allas, S.S. Hanna, Luise Meyer-Schützmeister, R.E. Segel. Radiative capture of protons by 11B and the giant dipole resonance in 12C // Nuclear Physics. – V. 58. – P. 122–144. (1964).R.G. Allas, S.S. Hanna, Luise Meyer-Schützmeister, R.E. Segel. Radiative capture of protons by 11B and the giant dipole resonance in 12C // Nuclear Physics. – V. 58. – P. 122–144. (1964).S.O. Nelson, E.A. Wulf, J.H. Kelley, H.R. Weller Evaluations of thermonuclear proton capture reaction rates for 2H, 7Li, 9Be, and 11B // Nuclear Physics A. – V. 679. – P. 199–211. (2000).S.O. Nelson, E.A. Wulf, J.H. Kelley, H.R. Weller Evalua- tions of thermonuclear proton capture reaction rates for 2H, 7Li, 9Be, and 11B // Nuclear Physics A. – V. 679. – P. 199–211. (2000).

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