Лаборатория ядерных процессов создана в 1972

Направление исследований

Лаборатория ядерных процессов основана в 1972 г., научный руководитель – доктор физико-математических наук, профессор А. Дуйсебаев.

Научная тематика Лаборатории – экспериментальное и теоретическое исследование процессов взаимодействия заряженных частиц (нуклидов водорода и гелия) в диапазоне энергий 10-30 МэВ\нуклон с атомными ядрами – формировалась с изучения механизмов упругого и неупругого рассеяния сложных частиц, результаты которых явились основой перехода к широкомасштабным исследованиям актуальных проблем ядерной физики – квазиупругих процессов и процессов предравновесного (pre-equilibrium) распада высоковозбужденных ядерных систем.

В становлении и разработке научных программ Лаборатории принимали активное участие ведущие физики-ядерщики – лауреат Нобелевской премии академик П.А. Черенков, профессора Л.А. Слив, А.А. Оглоблин, И.Б. Теплов, К.А. Гриднев, С.Б. Сакута.

Сотрудники лаборатории к.ф.-м.н., ВНС Б.М.Садыков, ст.лаборант Г.В.Курбанова, профессор А.Дуйсебаев, зав.лабораторией к.ф.-м.н Т.Жолдыбаев

Основные направления исследований

  • Выполнены исследования упругих, квазиупругих процессов и реакций ионов 3Не и α-частиц в области энергий 34 / 72 МэВ в диапазоне углов 10 / 1700 на ядрах от 4Не до 32S, эффектов «аномального рассеяния назад» (АРН), «ядерной радуги», роли обменных механизмов в формировании сечений под обратными углами. Определены оптимальные параметры и величины феноменологических и полумикроскопических потенциалов взаимодействия.
  • Исследованы пороговые эффекты в реакциях (α,p) и (α,d) на изотопах углерода и лития, механизмы передачи двух и трех нуклонов, реакции подхвата кластеров, селективного возбуждения многочастичных состояний с большим угловым моментом.
  • Установлено, что относительная величина сечения АРН нуклидов гелия определяется структурой взаимодействующих систем и что этот эффект в рассматриваемой области энергий наиболее выражен в рассеянии α-частиц на ядрах 1р и начала 2s-1d-оболочек; в рассеянии 3Не он подавлен. Исключение составляет ядро 6Li, где АРН интенсивно возрастает с ростом энергии 3Не от 50 МэВ и выше.
  • Установлены экспериментальные значения d и t – спектрофакторов S ядер 6Li, 7Li, которые для возбужденных состояний оказались в три раза меньше, чем для основных.
  • Обнаружено и исследовано явление «ядерной радуги» в реакции (3Не,α) на ядрах 1р-оболочки.
  • Впервые получена детальная экспериментальная информация об энергетических и угловых распределениях частиц с Z≤2, A≤4 в реакциях, инициированных ионами 3Не с энергией 34,8 и 50,5 МэВ на группе ядер от 57Fe до 197Au, а также из распада промежуточных составных систем 60Ni*, 62Cu*, 64Zn* (E* ≈ 38 и 50 МэВ), образованных в реакциях на изотопах Fe, Co, Ni протонами, дейтронами, 3Не и α-частицами.
  • Предложены методы идентификации предравновесной компоненты инклюзивного спектра, установлен характер ее формирования в зависимости от энергии и типа частицы во входном канале.
  • Разработана версия экситонной модели, основанная на квантовомеханическом формализме Фешбаха-Кермана-Кунина, позволяющая в едином подходе рассчитать угловые распределения статистических многоступенчатых прямых и статистических компаунд процессов, а также дифференциальные сечения их предравновесных составляющих.
  • Определены величины парциальной скорости эмиссии сложных частиц из множественно-несвязанных состояний, изучена роль такого механизма в реакциях индуцированных нуклидами гелия.
  • Получены экспериментальные энергетические спектры протонов в диапазоне 4 / 29 МэВ, дейтонов 4 / 17 МэВ и альфа-частиц 6 / 24 МэВ в реакциях инициированных 30 МэВ протонами на ядрах изотопов 27Al, 56Fe, 90,92Zr, 92Mo, 120Sn, 204,207Pb, 209Bi, являющихся кандидатами конструкционных элементов гибридных ядерно-энергетических систем (ADS).
  • Лабораторией, одной из первых в Советском Союзе, разработан и реализован экспериментальный многомерный измерительно-вычислительный комплекс с программно-управляемой системой регистрации и идентификации продуктов ядерных реакций на основе ЭВМ, обладающий высокой эффективностью и оперативной адаптацией к обширному кругу ядерно-физических исследований на пучках ускоренных частиц Казахстанского изохронного циклотрона У-150 М.
  • Экспериментальные сечения исследованных реакций внесены в Международную базу ядерных данных EXFOR (МАГАТЕ).
  • Разработаны алгоритмы программ набора и обработки экспериментальной информации на языках C++, Borland Pascal, Fortran.
  • Создана методика регистрации и идентификации продуктов ядерных реакций по форме импульса кристалла CsI(Tl).
  • Разработана методика идентификации альфа-распадчиков в объектах окружающей среды с использованием ионизационной камеры с сеткой.
  • Реализована методика измерения полных сечений реакций с ионами 4Не на 28Si.
  • За истекший период сотрудниками лаборатории опубликовано свыше 500 научных работ в престижных научных изданиях.
  • По материалам исследовательских программ Лаборатории защищены 5 докторских и 15 кандидатских диссертаций.

Дуйсебаев Альнур

Доктор физико-математических наук, профессор, заведующий лабораторией ядерных процессов. Область научных интересов — экспериментальная ядерная физика, механизм ядерных реакций с заряженными частицами, кластерные аспекты ядер, исследование свойств экзотических ядер, альфа-радиоактивность объектов среды. Автор более 200 научных работ.

Важнейшие публикации

  1. Дуйсебаев А.Д., Черенков П.А., Денисов Ф.П. Исследование механизма реакции 12С(γ,n)11С методом ядер отдачи при энергиях фотонов до 260 МэВ // Ядерная физика.- 1969.- Т.9, вып.1.- С.3-8.
  2. Дуйсебаев А.Д, Буртебаев Н., Вонгай А.Д., Глухов Ю.А., Иванов Г.Н., Канашевич В.И., Спасский А.В., Теплов И.Б., Лаптев С.В., Сакута С.Б., Чуев В.И., Оглоблин А.А. Возбуждение состояний с большим моментом в реакциях (α,р) на изотопах углерода //Ядерная физика.- 1976.- Т.24, вып.5.- С.873-879.
  3. Дуйсебаев А.Д, Буртебаев Н., Иванов Г.Н., Канашевич В.И., Кэбин Э.И., Личман В.А., Нечаев Ю.И., Хаймин В.А., Сухаревский В.Г. Исследование реакций на ядрах 27Al, 59Co, 112Sn под действием ускоренных ионов 3Не с энергией 34,8 МэВ с вылетом протонов, дейтронов, тритонов и α-частиц //Ядерная физика.- 1982.-Т.36, вып.1 (7).- С.19-32.
  4. Дуйсебаев А.Д, Буртебаев Н., Иванов Г.Н., Канашевич В.И., Личман В.А. Энергетические спектры частиц с Z≤2 из распада промежуточных систем 60Ni*, 62Cu*, 64Zn* // Изв.АН СССР, сер.физ.- 1984.- Т.48, №5.- С.1006-1012.
  5. Адодин 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.- Т.55, вып.3.- С.577-589.
  6. Rudchik A.T., Koshvhy E.I., Budzanowski A., Mashkarov Yu., Ziman V., Burtebaev N., Duisebaev A., Adodin V.V. et al. Strong coupled-channnel effects in the 9Be(3He,3He), 9Be(3He,7Be) and (3He,6Li) reactions at E(3He)=60 MeV //Nuclear Physics.- 1996.- A609.- Р.147-162.
  7. Буртебаев Н., Дуйсебаев А.Д., Дуйсебаев Б.А., Иванов Г.Н., Сакута С.Б. Упругое и неупругое рассеяние α-частиц на ядрах 6Li и 7Li при энергии 50 МэВ: роль обменных эффектов в аномальном рассеянии на большие углы //Ядерная физика.- 1996.- Т.59, №1.- С.33-42.
  8. Blechman A.M., Duysebaev A. Emission from unbound states in preequilibrium reactions (α,3He) and (α,t) on 197Au at Еα=50 MeV // Acta Physica Slovaca.- 2000.- Vol.50, № 6.- P.655-666.
  9. Baktybaev M.K., Duisebaev A., Duisebaev B., Ismailov K.M., Itkis M.G., Kadyrzhanov K.K., Penionzhkevich Yu.E., Sadykov B.M., Sobolev Yu.G., et al. Total reaction cross section from the interaction of 4He ions with 28Si at 10-30 MeV //Ядерная физика.- 2003.- Т.66, № 9.- С.1662-1664.
  10. Duysebaev A., Ismailov K.M., Bostosun I. Inclusive spectra of (p,xp) and (p,xd) reactions on 90,92Zr and 92Mo nuclei at Ep= 30.3 MeV // Physical Review. 2003. C67, 044608.
  11. Duisebayev А., Ismailov К.М., Boztosun I. Inclusive Cross-sections of (p,xp) and (p,xd) reactions on 56Fe nucleus at Ep=29.9 MeV //Physical Review C 72.- 054604 (2005)
  12. Penionzhkevich Yu.E., Luk’yanov S.M., Oganessian Yu.Ts., Sobolev Yu.G., Zholdybaev T.K. et al. Excitation functions of fusion reactions and neutron transfer in the interaction of 6He with 197Au and 206Pb // The European Physical Journal A — Hadrons and Nucle.- 2007.- А 31.- Р. 185-194.
  13. Duisebayev A., Duisebayev B.A., Zholdybayev T.K., Sadykov B.M. and Ismailov K.M. Inclusive Spectra of Protons and α-Particles from Reactions Induced by Protons with an Energy of 30.0 MeV on the 209Bi Nucleus // Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Physics. — 2014. — Vol. 78, № 7. – P.601-604.
  14. Дуйсебаев А., Дуйсебаев Б.А., Жолдыбаев Т.К., Садыков Б.М., Исмаилов К.М., Мереке А. Дважды-дифференциальные и интегральные сечения реакций (3Hе,xd), (3Hе,xt) и (3Hе,xα) на ядре 59Co при энергии 3Hе 50,5 МэВ// Вестник НЯЦ РК.- 2014.- № 1.- С.30-38.
  15. Sakuta S.B., Burtebayev N., Burtebayeva J.T., Duisebayev A., Nassurlla М., Kliczewski S., Rusek K. et al. The channel coupling and triton cluster exchange effects in scattering of 3He ions on 6Li nuclei // Acta Physica Polonica B. – 2014. – Vol. 45, № 9. – P.1853-1863.
  16. Danilov A.N., Demyanova A.S., Ogloblin A.A., Sobolev Yu.G., Trzaska W., Khlebnikov S.V., Burtebaev N., Zholdybayev T. et al. Study of Elastic and Inelastic 11B + α Scattering and Search for Cluster States of Enlarged Radius in 11B // Physics of Atomic Nuclei. — 2015. — Vol. 78, N 6.- Р. 777–793.
  17. Burtebayev N., Burtebayeva J.T., Duisebayev A., Kerimkulov Zh. K., Nassurlla М., Zholdybayev T.K., Artemov S.V., Sakuta S.B., Kliczewski S., Rusek K., Amar А. et al. Mechanism of the 7Li(d,t) reaction at 25 MeV energy of deuterons, values of spectroscopic factors and asymptotic normalization coefficients for the 7Li → 6Li+n vertex // Acta Physica Polonica B. – 2015. – Vol. 46, № 5. – P.1037-1054.

Заведующий лабораторией к.ф.м.н. – Т.К. Жолдыбаев