Изучение образования 7Ве из ядер кислорода тормозными фотонами при Eγmax = 40 и 70 МэВ - Алексанян, A. Ю.; Амирханян, С. М.; Гулканян, Г. Р.; Котанджян, Т. В.; Погосов, В. С.; Погосян, Л. А.
На линейном ускорителе электронов ННЛА (ЕрФИ) при граничных энергиях тормозных фотонов Eγ max = 40 и 70 МэВ методом наведенной активности исследован инклюзивный процесс 16O(γ, X)7Be фотообразования изотопа 7Ве из ядер кислорода. Этот процесс в околопороговой области энергий Eγ < 40 МэВ впервые наблюден в данной работе благодаря низкофоновым условиям в подземной лаборатории ННЛА, где проводились спектроскопические измерения. Измерены усредненное по спектру тормозных фотонов сечение и сечение на один эквивалентный фотон. Получены также оценки для интегрального сечения этого процесса. Проведено сравнение измеренных сечений с имеющимися экспериментальными данными и с предсказаниями моделей TALYS1.9, GEANT4 и FLUKA. Показано, что предсказания TALYS и GEANT4 сильно занижены (особенно при Eγ max = 40 МэВ) по сравнению с нашими данными, что связано с сильной недо- оценкой в модельных расчетах роли двух основных околопороговых каналов ре- акций: канала 16O(γ, 9Be)7Be, протекающего через механизм двухчастичного фотоделения, и канала расщепления 16O(γ, n+α+α)7Be. Предсказания же FLUKA качественно сопоставимы с экспериментальными данными при Eγ < 40 МэВ и Eγ = (50–60) МэВ, однако сильно превышают их в области энергий Eγ = (40–50) МэВ, причем это превышение практически полностью обусловлено завышенным вкладом сечения реакции расщепления 16O(γ,n+α+α)7B. Полученные данные могут оказаться полезными при попытках усовершенствования тео- ретических моделей ядерных реакций, при изучении радиоизотопного содержания земной атмосферы, а также представлять интерес в связи с так называемой «проблемой первичного лития». ԱԱԳԼ-ի գծային էլեկտրոնային արագացուցչի վրա Eγ max = 40 և 70 ՄէՎ սահմանային էներգիայով արգելակման ճառագայթման ֆոտոնների փնջերով, հարուցված ակտիվության մեթոդի կիրառմամբ հետազոտվել է թթվածնի միջուկից 7Ве իզոտոպի ֆոտոառաջացման 16O(γ, X)7Be ներառական պրոցեսը: Այդ պրոցեսը շեմային էներգիայի մոտ տիրույթում (Eγ < 40 ՄէՎ) առաջին անգամ դիտարկվել է ներկայացվող աշխատանքում` շնորհիվ ԱԱԳԼ-ի (Երևանի ֆիզիկայի ինստիտուտ) ստորգետնյա լաբորատորիայում առկա ցածր ֆոնային պայմանների, որոնցում իրականացվել են սպեկտրոսկոպիկ չափումները: Չափվել են արգելակման ֆոտոնների սպեկտրով միջինացված կտրվածքը և մեկ համարժեք ֆոտոնին համապատասխանող կտրվածքը: Ստացվել են նաև գնահատականներ այդ պրոցեսի ինտեգրալ կտրվածքի համար: Չափված կտրվածքները համեմատվել են առկա փորձարարական տվյալների և TALYS1.9, GEANT4 և FLUKA մոդելների կանխատեսումների հետ: Ցույց է տրվել, որ TALYS-ի և GEANT4-ի կանխատեսումները մեր տվյալների համեմատ խիստ նվազեցված են (հատկապես Eγ max = 40 ՄէՎ-ի դեպքում), ինչը կապված է մոդելային հաշվարկներում հետևյալ երկու հիմնական շեմամերձ ռեակցիայի կանալների դերի խիստ թերագնահատման հետ, այն է` 16O(γ, 9Be)7Be կանալի, որն ընթանում է երկմասնիկային ֆոտոբաժանման մեխանիզմով, և 16O(γ, n+α+α)7Be մասնատման կանալի։ FLUKA -ի կանխատե- սումները որակապես համադրելի են փորձարարական տվյալների հետ Eγ < 40 ՄէՎ և Eγ = (50–60) ՄէՎ դեպքում, սակայն զգալիորեն գերազանցում են դրանք Eγ = (40–50) ՄէՎ էներգիայի տիրույթում, ընդ որում այս ավելցուկը գրեթե ամբողջությամբ պայմանավորված է 16O(γ, n+α+α)7B մասնատման ռեակցիայի կտրվածքի գերագնահատված ներդրմամբ: Ստացված տվյալները կարող են օգտակար լինել միջուկային ռեակցիաների տեսական մոդելները բարելավելիս, երկրագնդի մթնոլորտում ռադիոիզոտոպների պարունակության ուսումնասիրություններում, ինչպես նաև հետաքրքրություն ներկայացնել այսպես կոչված «առաջնային լիթիումի խնդրի» հետ կապված։ Using the induced activity method, the inclusive process 16O(γ, X)7Be of the 7Ве isotope photoproduction from oxygen nuclei was studied at the linear electron accelerator AANL (YerPhI) at the boundary energies of bremsstrahlung photons Eγ max = 40 and 70 MeV. This process in the near-threshold energy range Eγ <40 MeV was first observed in this work owing to low-background conditions in the underground laboratory of the AANL, where spectroscopic measurements were carried out. The cross section averaged over the spectrum of bremsstrahlung photons and the cross section per equivalent photon have been measured. Estimates are also obtained for the integral cross section of this process. The measured cross sections are compared with the available experimental data and with the predictions of the TALYS1.9, GEANT4 and FLUKA models. It is shown that the predictions of TALYS and GEANT4 are strongly underestimated (especially at Eγ max = 40 MeV) in comparison with our data, which is associated with a strong underestimation in model calculations of the role of two main near-threshold reaction channels: the 16O(γ, 9Be)7Be channel, which proceeds through the two-particle photofission mechanism and the 16O(γ, n+α+α)7Be spallation channel. FLUKA predictions are qualitatively comparable with experimental data at Eγ < 40 MeV and Eγ = (50–60) MeV, however, they greatly exceed them in the energy range Eγ = (40–50) MeV, this excess being almost entirely due to the overestimated contribution of the 16O(γ, n+α+α)7Be spallation reaction cross section. The data obtained may turn out to be useful in attempts to improve theoretical models of nuclear reactions, in the study of the radioisotope content of the earth's atmosphere, and also be of interest in connection with the so-called "primary lithium problem".
Keywords: Физика