Ученые Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ и Национальной научной лаборатории им. А. Алиханяна (Армения) измерили сечения реакций испускания нейтронов под действием протонов на тории и уране при энергиях ниже 18 МэВ.

Экспериментальные данные по исследованиям реакций испускания нейтронов под действием протонов в актинидах играют важную роль для ядерной астрофизики, ядерной энергетики и медицины. Существующих в настоящее время данных по реакциям (𝑝,𝑥𝑛) на тории и уране в диапазоне низких энергий (Ep < 20 МэВ) недостаточно, и они часто противоречат друг другу.

Зависимость Ep от сечения реакций 232Th(p,n)232Pa и 238U(p,n)238Np

В данной работе проведено измерение сечений протон-индуцированных реакций ²³²Th(𝑝,𝑛)²³²Pa, ²³²Th(𝑝,3𝑛)²³⁰Pa, ²³⁸U(𝑝,𝑛)²³⁸Np, ²³⁸U (𝑝,3𝑛) ²³⁶m Np и ²³⁸U(𝑝,𝑛𝑝)²³⁷U в диапазоне энергии протонов 12-17 МэВ с использованием техники «сложенной фольги» и метода индуцированной активации. Для идентификации образующихся радионуклидов и определения их выходов используется гамма-спектроскопия. Всего для перечисленных реакций определено 21 значение сечений. Эти результаты помогут устранить расхождения между существующими данными, полученными в разных экспериментах, а также восполнить пробел в недостающих данных при исследованиях на низких энергиях.

Значения сечений сравниваются с предсказаниями моделирования ядерных реакций, полученных посредством программного кода TALYS1.96 с использованием различных комбинаций параметров нескольких основных компонентов кода, таких как функция интенсивности фотонов, потенциал оптической модели, барьер деления, плотность ядерных уровней и механизм предварительного равновесия.

Эксперимент был проведен в Национальной научной лаборатории имени А. Алиханяна с использованием пучка протонов циклотрона C-18. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review C в июне 2024 года. Участник исследования от ОИЯИ – ведущий научный сотрудник ЛФВЭ ОИЯИ Армен Кечечян.