nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2025-4-12-19nuc-876Research ArticleСтатьиАНАЛИЗ РАССЕЯНИЯ α-ЧАСТИЦ И 3Не НА ЯДРАХ 9Ве В ШИРОКОЙ ОБЛАСТИ ЭНЕРГИЙ В РАМКАХ ОПТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И МЕТОДА СВЯЗАННЫХ КАНАЛОВANALYSIS OF SCATTERING OF α-PARTICLES AND 3Не ON 9Ве NUCLEI IN A WIDE RANGE OF ENERGIES WITHIN THE FRAMEWORK OF THE OPTICAL MODEL AND THE COUPLED CHANNEL METHODТалпаковаК. А.TalpakovaK. A.

Алматы

Астана

Almaty

Astana

tkk_777@mail.ruБуртебаевН.BurtebayevN.

Алматы

Almaty

nburtebayev@yandex.ruГаланинанЛ. И.GalaninaL. I.

Москва

Moscow

galan_lidiya@mail.ruНасурллаМауленNassurllaMaulen

Алматы

Almaty

nespad@mail.ruСакутаС. Б.SakutaS. B.

Москва

Moscow

sbsakuta@mail.ruСахиевС. К.SakhiyevS. K.

Алматы

Almaty

s.sakhi@inp.kzНасурллаМаржанNassurllaMarzhan

Алматы

Almaty

morzhic@mail.ruХоджаевР. А.KhojayevR. A.

Алматы

Almaty

ramazan_inp@mail.ruИсаевД. А.IssayevD. А.

Алматы

Almaty

damir.isaev.15@gmail.comНұрпейсовА. Қ.NurpeisovA. K.

Алматы

Almaty

aiken9898@mail.ruТургановаС. А.TurganovaS. A.

Алматы

Almaty

turganova.sanira.01@gmail.comРГП «Институт ядерной физики» Агентства РК по атомной энергии; Евразийский национальный университет им. Л.Н. ГумилеваКазахстанRSE “Institute of Nuclear Physics” of the Agency of the Republic of Kazakhstan for Atomic Energy; L.N. Gumilyov Eurasian National UniversityKazakhstanРГП «Институт ядерной физики» Агентства РК по атомной энергииКазахстанRSE “Institute of Nuclear Physics” of the Agency of the Republic of Kazakhstan for Atomic EnergyKazakhstanМосковский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Институт ядерной физики им. СкобельцынаРоссияLomonosov Moscow State University; Skobeltsyn Institute of Nuclear PhysicsRussian FederationРГП «Институт ядерной физики» Агентства РК по атомной энергии; Казахский национальный университет им. аль-ФарабиКазахстанRSE “Institute of Nuclear Physics” of the Agency of the Republic of Kazakhstan for Atomic Energy; Al-Farabi Kazakh National UniversityKazakhstanНИЦ “Курчатовский институт”РоссияNational Research Center “Kurchatov Institute”Russian Federation202508122025041219Copyright © Талпакова К.А., Буртебаев Н., Галанинан Л.И., Насурлла М., Сакута С.Б., Сахиев С.К., Насурлла М., Ходжаев Р.А., Исаев Д.А., Нұрпейсов А.Қ., Турганова С.А., 20252025Талпакова К.А., Буртебаев Н., Галанинан Л.И., Насурлла М., Сакута С.Б., Сахиев С.К., Насурлла М., Ходжаев Р.А., Исаев Д.А., Нұрпейсов А.Қ., Турганова С.А.Talpakova K.A., Burtebayev N., Galanina L.I., Nassurlla M., Sakuta S.B., Sakhiyev S.K., Nassurlla M., Khojayev R.A., Issayev D.А., Nurpeisov A.K., Turganova S.A.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/876

Проведен анализ по оптической модели ядра существующих экспериментальных данных упругого рассеяния α-частиц и 3Не на ядрах 9Ве в широкой области энергий (18–100 МэВ). Найдены оптимальные параметры оптических потенциалов. С этими потенциалами методом связанных каналов проанализированы измеренные угловые распределения упругого и неупругого рассеяния  при энергиях α-частиц 45 и 50 МэВ и 3Не с энергиями 50 и 60 МэВ с возбуждением коллективных состояний 2,429 МэВ (5/2−) и 6,38 МэВ (7/2−) ядра 9Ве. Извлечены значения параметров квадрупольной деформации. Сделана оценка вклада в возбуждение ядра кластерной структуры и механизма обмена кластерами 5Не и 6Не.

The analysis of the existing experimental data on the elastic scattering of α -particles and 3He on 9Be nuclei in a wide energy range (18–100 MeV) is carried out using the optical model of the nucleus. Optimal parameters of optical potentials are found. With these potentials, the measured angular distributions of elastic and inelastic scattering at α-particle energies of 45 and 50 MeV and 3He with energies of 50 and 60 MeV with excitation of collective states of 2.429 MeV (5/2−) and 6.38 MeV (7/2−) of the 9Be nucleus were analyzed using the coupled channel method. The values of the quadrupole deformation parameters are extracted. The contribution of the cluster structure and the mechanism of cluster exchange 5He and 6He to the excitation of the nucleus is estimated.

ядро 9Веα-частицы3Неоптическая модельметод связанных каналовквадрупольная деформация9Ве nucleusα–particles3Неoptical modelcoupled channel methodquadrupole deformationРабота выполнена при поддержке программы № BR23891530 (Развитие комплексных научных исследований в области ядерной и радиационной физики на базе ускорительных комплексов Казахстана) Министерства энергетики Республики Казахстан и выполнена в рамках государственного задания Института ядерной физики им. Скобельцына, Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, Москва, Российская Федерация.ReferencesVon Oertzen W., Freer M., Kanada-En’yo Y. Nuclear clusters and nuclear molecules // Physics Reports – 2006. – Vol. 43. –P 432.Von Oertzen W., Freer M., Kanada-En’yo Y. Nuclear clusters and nuclear molecules // Physics Reports – 2006. – Vol. 432 – P. 43.Brown T.A.D., Papka P., Fulton B.R., Watson D.L., Fox S.P., Groombridge D., Freer M., Clarke N.M., Ashwood N.I., Curtis N., Ziman V., McEwan P., Ahmed S., Catford W.N., Mahboub D., Timis C.N.. Baldwin T.D., Weisser D.C. Decay studies for states in 9Be up to 11 MeV: Insights into the n+8Be and α+5He cluster // Phys. Rev. – 2007. – Vol.76. – P.054605.Freer M., Horiuchi H., Kanada-En’yo Y., Lee D., Meibner Ulf-G. Microscopic clustering in light nuclei // Reviews of Modern Physics. – 2018. – Vol. 90. – P. 035004. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.90.035004Papka P., Brown T.A.D., Fulton B.R., Watson D.L., Fox S.P., Groombridge D., Freer M., Clarke N.M., Ashwood N.I., Curtis N., Ziman V., McEwan P., Ahmed S., Catford W.N., Mahboub D., Timis C.N., Baldwin T.D., Weisser D.C. Decay path measurements for the 2.429 MeV state in 9Be: Implications for the astrophysical α + α + n reaction // Phys. Rev. – 2007. – Vol.75. – P. 045803.Brown T.A.D., Papka P., Fulton B.R., Watson D.L., Fox S.P., Groombridge D., Freer M., Clarke N.M., Ashwood N.I., Curtis N., Ziman V., McEwan P., Ahmed S., Catford W.N., Mahboub D., Timis C.N.. Baldwin T.D., Weisser D.C. Decay studies for states in 9Be up to 11 MeV: Insights into the n+8Be and α+5He cluster // Phys. Rev. – 2007. – Vol. 76. – P.054605.Burda O., Neumann-Cosell P., Richter A., Forsen C., Brown B. A. Resonance parameters of the first 1/2+ state in 9Be and astrophysical implications // Phys. Rev. – 2010. – Vol.82. – P. 015808.Papka P., Brown T.A.D., Fulton B.R., Watson D.L., Fox S.P., Groombridge D., Freer M., Clarke N.M., Ashwood N.I., Curtis N., Ziman V., McEwan P., Ahmed S., Catford W.N., Mahboub D., Timis C.N., Baldwin T.D., Weisser D.C. Decay path measurements for the 2.429 MeV state in 9Be: Implications for the astrophysical α + α + n reaction // Phys. Rev. – 2007. – Vol. 75. – P. 045803.Konobeevski E.S., Afonin A.A., Zuyev S.V., Kasparov A.A., Mitcuk V.V., Mordovskoy M.V., Lebedev V.M. and Spassky A.V. Probing the cluster structure of a light nucleuswith d 9Be scattering // Bulletin of the Russian Academy of Sciences Physics. – 2019. – Vol.83. – P. 433.Burda O., Neumann-Cosell P., Richter A., Forsen C., Brown B. A. Resonance parameters of the first 1/2+ state in 9Be and astrophysical implications // Phys. Rev. – 2010. – Vol. 82. – P. 015808.Freer M., Horiuchi H., Kanada-En’yo Y., Lee D., Meibner Ulf-G. Microscopic clustering in light nuclei // Reviews of Modern Physics. – 2018. – Vol.90. – P.035004. DOI: https://doi.org/10.1103/RevModPhys.90.035004Konobeevski E.S., Afonin A.A., Zuyev S.V., Kasparov A.A., Mitcuk V.V., Mordovskoy M.V., Lebedev V.M. and Spassky A.V. Probing the cluster structure of a light nucleuswith d 9Be scattering // Bulletin of the Russian Academy of Sciences Physics. – 2019. – Vol.83. – P. 433.Huang B.S., Ma Y.G. Dipole excitation of 6Li and 9Be studied with an extended quantum molecular dynamics model // Phys.Rev. – 2021. – Vol.103. – P.054318. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevC.103.054318Huang B.S., Ma Y.G. Dipole excitation of 6Li and 9Be studied with an extended quantum molecular dynamics model // Phys.Rev. – 2021. – Vol. 103. – P. 054318. https://doi.org/10.1103/PhysRevC.103.054318Starastsin V., Demyanova A.S., Danilov A.N. Determination of the radii of states in the 11–14 MeV excitation region in the 9Be nucleus // Physics of Atomic Nuclei. – 2023. – Vol. 86(4). – P.445–449. DOI: 10.1134/S10637788230403369Starastsin V., Demyanova A.S., Danilov A.N. Determination of the radii of states in the 11–14 MeV excitation region in the 9Be nucleus // Physics of Atomic Nuclei. – 2023. – Vol. 86(4). – P. 445–449. https://doi.org/10.1134/S10637788230403369Voronchev V.T., Kukulin V.I., Pomerantsev V.N., Razikov Kh.D., Ryzhikh G.G. Analysis of the structure and properties of nuclei with A = 9 (9Be-9B) in the dynamic multicluster 2α + N model // Yad.Fiz. – 1994. – Vol57. / Phys.Atomic Nuclei – 1994. –Vol57. – P.1890.Voronchev V.T., Kukulin V.I., Pomerantsev V.N., Razikov Kh.D., Ryzhikh G.G. Analysis of the structure and properties of nuclei with A = 9 (9Be-9B) in the dynamic multicluster 2α + N model // Phys. Atomic Nuclei. –1994. – Vol. 57. – P. 1890.Voronchev V.T., Kukulin V.I., Pomerantsev V.N. et al. Three-body calculations оf A=9 nuclei with supersymmetric α-α potentials. // Few-Body Systems – 1995. – Vol.18. – P.191.Voronchev V.T., Kukulin V.I., Pomerantsev V.N. et al. Three-body calculations оf A=9 nuclei with supersymmetric α-α potentials. // Few-Body Systems. –1995. – Vol. 18. – P. 191.Ибраева Е.Т., Жусупов М.А., Зайкин А.Ю., Сагиндыков Ш.Ш. Трех-частичная структура изобар с А = 9: Be, Li, C, и упругое рассеяние протонов // Ядерная физика, – 2009. – T.72. – C.1777.Ibraeva E.T., Zhusupov M.A., Zaykin A.Yu., Sagindykov Sh.Sh. Trekh-chastichnaya struktura izobar s A = 9: Be, Li, C, i uprugoe rasseyanie protonov // Yadernaya fizika, –2009. – Vol. 72. – P. 1777. (In Russ.)]Bohr A., Mottelson B.R. Nuclear Structure / New York– 1974. – Vol.II.Bohr A., Mottelson B.R. Nuclear Structure / New York – 1974. –Vol. II.Tilley D.R., Kelley J.H., Godwin J.L., Millener D.J., Purcell J., Sheu C.G. and Weller H.R. Energy Levels of Light Nuclei A = 9 // Nucl. Phys. A. – 2004. – Vol.745. – P.155.Tilley D.R., Kelley J.H., Godwin J.L., Millener D.J., Purcell J., Sheu C.G. and Weller H.R. Energy Levels of Light Nuclei A = 9 // Nucl. Phys. A. – 2004. – Vol. 745. – P. 155.Taylor R.B., Fletcher N.R., Davis R.H. Elastic scattering of 4-20 MeV alpha Particles by 9Be // Nucl.Phys. – 1965. – Vol.65. – P.318.Taylor R.B., Fletcher N.R., Davis R.H. Elastic scattering of 4-20 MeV alpha Particles by 9Be // Nucl.Phys. – 1965. – Vol. 65. – P. 318.Буртебаев Н. Исследование механизма упруго рассеяния α-частиц на ядре 9Be // ВАНТ, Физика ядерных реакторов. – 2002. – №1. – C.137-142.Burtebayev N. Issledovanie mekhanizma uprugo rasseyaniya α-chastits na yadre 9Be // VANT, Fizika yadernykh reaktorov. –2002. – No. 1. – P. 137–142. (In Russ.)]Дуйсебаев А. и др. Аномальное рассеяние 50 МэВ α-частиц на ядрах 9Ве, 12С, 13С // Изв. АН Каз. ССР. Сер. физ.-мат . – 1978. – №4. – C.13.Duysebaev A. i dr. Anomalnoe rasseyaniye 50 MeV α-chastits na yadrah 9Ве, 12С, 13С // Izv. AN Kaz. SSR. Ser. fiz.-mat. –1978. – No. 4. – P.13. (In Russ.)]Hauser G., Lohken R., Rebel H. et.al. Elastic scattering of 104 MeV alpha particles // Nucl.Phys. A. – 1968. – Vol.128. – P.81.Hauser G., Lohken R., Rebel H. et.al. Elastic scattering of 104 MeV alpha particles // Nucl. Phys. A. – 1968. – Vol. 128. – P. 81.Janseitov D.M., Lukyanov S.M., Mendibayev K. et al. Investigation of the elastic and inelastic scattering of 3He from 9Be in the energy range 30-60 MeV // International Journal of Modern Physics E. – 2018. – Vol. 10 – P.1850089. DOI: 10.1142/S0218301318500891Janseitov D.M., Lukyanov S.M., Mendibayev K. et al. Investigation of the elastic and inelastic scattering of 3He from 9Be in the energy range 30-60 MeV // International Journal of Modern Physics E. – 2018. – Vol. 10 – P. 1850089. https://doi.org/10.1142/S0218301318500891Адодин В.В., Дуйсебаев А.Д., Буртебаев Н. Радужные эффекты в процессах рассеяния и реакции (3Не,α) на ядрах 9Ве, 12,13С, 14N, 16О при энергиях ионов 3Не 50 и 60 МэВ // Ядерная физика. – 1992. – №.3. C.577.Adodin V.V., Duysebaev A.D., Burtebayev N. Raduzhnye effekty v protsessakh rasseyaniya i reaktsii (3He,α) na yadrakh 9Be, 12,13C, 14N, 16O pri energiyakh ionov 3He 50 i 60 MeV // Yadernaya fizika. –1992. – No. 3. – P. 577. (In Russ.)]Thompson I.J / FRESCO, Department of Physics, University of Surrey, July 2006, GuildfordGU27XH, England. version FRESCO 2.0, http://www.fresco.org.uk/Thompson I.J / FRESCO, Department of Physics, University of Surrey, July 2006, GuildfordGU27XH, England. version FRESCO 2.0. URL: http://www.fresco.org.uk/Nolte M., Machner H., Bojowald J. Global optical potential for α-particles with energies above 80 MeV // Phys.Rev.C – 1987. – Vol.36. – P.1312.Nolte M., Machner H., Bojowald J. Global optical potential for -particles with energies above 80 MeV // Phys. Rev. C – 1987. – Vol. 36. – P. 1312.Буртебаев Н., Бактыбаев М.К., Дуйсебаев Б.А., Сахиев С.К., Керимкулов Ж К., Мукашев К.М., Исабекова Г.С. Анализ рассеяния ионов 3He и α-частиц на ядрах 7Li, 9Be и 11B при энергиях 10-20 МэВ/нуклон // Вестник КазНПУ им. Абая. – 2007. – №1. – C.49-56.Burtebayev N., Baktybaev M.K., Duysebaev B.A., Sakhiev S.K., Kerimkulov Zh K., Mukashev K.M., Isabekova G.S. Analiz rasseyaniya ionov 3He i α-chastits na yadrakh 7Li, 9Be i 11B pri energiyakh 10-20 MeV/nuklon // Vestnik KazNPU im. Abaya. –2007. – No. 1. – P. 49–56. (In Russ.)]Roy S., Chatterjee J. M. and Majumdar H. Coupled channel folding model description of a scattering from Be // Phys. Rev. C. – 1995. – Vol.52. – P.1524.Roy S., Chatterjee J. M. and Majumdar H. Coupled channel folding model description of a scattering from Be // Phys. Rev. C. – 1995. – Vol. 52. – P. 1524.Lukyanov S.M., Denikin A.S., Voskoboynik E.I. Study of internal structures of 9,10Be and 10B in scattering of 4He from 9Be // J.Phys. G. Nucl.Part. Phys. – 2014. – Vol.41. – P.035102. doi:10.1088/0954-3899/41/3/035102Lukyanov S.M., Denikin A.S., Voskoboynik E.I. Study of internal structures of 9,10Be and 10B in scattering of 4He from 9Be // J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. – 2014. – Vol. 41. – P. 035102. https://doi.org/10.1088/0954-3899/41/3/035102Harakeh M.N., van Popta J., Saha A. and Siemssen R.H. Strong coupled-channels effects in the 9Be(α, t)10B reaction // Nucl. Phys. A. – 1980. – Vol.15. – P.344.Harakeh M.N., van Popta J., Saha A. and Siemssen R.H. Strong coupled-channels effects in the 9Be(, t)10B reaction // Nucl. Phys. A. – 1980. – Vol. 15. – P. 344.Urazbekov B.A., Issayev T., Lukyanov S.M., Azhibekov A., Denikin A.S., Mendibayev K., Janseitov D.M.,. Penionzhkevich Yu.E,. Kuterbekov K.A, Zholdybayev T.K. Reaction induced by 30 MeV beam on 9Be: cluster transfer reactions // Chinese Physics – 2024. – Vol.48. – P.014001.Urazbekov B.A., Issayev T., Lukyanov S.M., Azhibekov A., Denikin A.S., Mendibayev K., Janseitov D.M.,. Penionzhkevich Yu.E,. Kuterbekov K.A, Zholdybayev T.K. Reaction induced by 30 MeV beam on 9Be: cluster transfer reactions // Chinese Physics. – 2024. – Vol. 48. – P. 014001.Теплов И.Б., Зеленская Н.С., Лебедев В.М., Спасский А.В. Обратные максимумы сечений в ядерных реакциях и обменные процессы // ЭЧАЯ. – 1977. – T.8. – C.769.Teplov I.B., Zelenskaya N.S., Lebedev V.M., Spasskiy A.V. Obratnye maksimumy secheniy v yadernykh reaktsiyakh i obmennye protsessy // EChAYa. –1977. – Vol. 8. – P. 769. (In Russ.)]Гриднев К.А., Оглоблин А.А. Аномальное рассеяние назад и квази-молекулярная структура ядер // ЭЧАЯ, – 1975. – Т.6, – С.393.Gridnev K.A., Ogloblin A.A. Anomal'noe rasseyanie nazad i kvazi-molekulyarnaya struktura yader // EChAYa. –1975. – Vol. 6, – P. 393. (In Russ,)]Madansky L., Oven G.E. Heavy particle stripping // Phys.Rev – 1955. – Vol.91. – P.99. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.99.1608Madansky L., Oven G.E. Heavy particle stripping // Phys. Rev. – 1955. – Vol. 91. – P. 99. https://doi.org/10.1103/PhysRev.99.1608Балашов В.В., Неудачин В.Г., Смирнов Ю.Ф., Юдин Н.П. Приведенные ширины для нуклонных ассоциаций в модели оболочек // ЖЭТФ – 1959. – T.37. – C.1385.Balashov V.V., Neudachin V.G., Smirnov Yu.F., Yudin N.P. Privedennye shiriny dlya nuklonnykh assotsiatsiy v modeli obolochek // ZhETF. –1959. – Vol. 37. – P. 1385. (In Russ.)]Немец О.Ф., Неудачин В.Г., Рудчик А.Т., Смирнов Ю.Ф., Чувильский Ю.М. Нуклонные ассоциаций в атомных ядрах и ядерные реакций многонуклонных передач / Киев. «Наукова Думка». – 1988.Nemets O.F., Neudachin V.G., Rudchik A.T., Smirnov Yu.F., Tchuvil'skiy Yu.M. Nuklonnye assotsiatsiy v atomnykh yadrakh i yadernye reaktsiy mnogonuklonnykh peredach / Kiev. “Naukova Dumka”. – 1988. (In Russ.)]

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