Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінде философия докторы (PhD) дәрежесін алу үшін Алиева Гульжайна Жумабаевна «6D060500 – Ядролық физика » мамандығы бойынша «Энергияның 7-30 МэВ диапазонында орташа ядроларды протондармен бомбалау кезінде пайда болатын Z=1, 2 бөлшектердің энергетикалық спектрлері» тақырыбында диссертациясы қорғалады.
Диссертация Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «Ядролық физика, жаңа материалдар мен технологиялар кафедрасы» кафедрасында орындалды.
Қорғау тілі - қазақ тілінде
Ресми рецензенттер:
- Федосимова Анастасия Игоревна – философии докторы (PhD), қауымдастырылған профессор, Э.Г.Боос атындағы жоғары энергиялы радиациялық физика зертханасының меңгерушісі, ЖШС «Физика-техникалық институты», (Алматы қ., Қазақстан Республикасы);
- Ғани Ерғалиұлы – философии докторы (PhD), Назарбаев Университеті, Астана ұлттық зертханасындағы (National Laboratory Astana) Озық сенсорлар лабораториясының аға ғылыми қызметкері, (Астана қ., Қазақстан Республикасы).
Диссертациялық кеңестің уақытша мүшелері:
- Артемов Сергей Викторович – физика-математика ғылымдарының докторы, профессор, Өзбекстан Республикасы Ғылым академиясының Ядролық физика институтының бас ғылыми қызметкері (Ташкент қ., Өзбекстан Республикасы);
- Нурбакова Гулия Серикмухаметовна – физика-математика ғылымдарының кандидаты, Әл-Фараби атындағы ҚазҰУ «Теориялық және ядролық физика» кафедрасының доценті (Алматы қ., Қазақстан Республикасы);
- Бактыбаев Мурат Кыргызбаевич – физика-математика ғылымдарының кандидаты, Қ.И. Сәтбаев атындағы ҚазҰТЗУ-дың «Робототехника және техникалық құралдар автоматикасы» кафедрасының қауымдастырылған профессоры, (Алматы қ., Қазақстан Республикасы).
Ғылыми кеңесшілері:
- Жолдыбаев Тимур Кадыржанович – физика – математика ғылымдарының кандидаты, қауымдастырылған профессор, ҚР МЭ «Ядролық физика институты» ШЖҚ РМК Ядролық физика бөлімінің басшысы, Алматы қ., Қазақстан Республикисы;
- Ясемин Кучук – философия докторы (PhD), Ақдениз университетінің қауымдастырылған профессоры, Анталия қ., Түркия.
Қорғау 2025 жылғы 10 қыркүйек, сағат 14:00 Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «6D060500 – Ядролық физика » мамандығы бойынша «8D053 – Физикалық және химиялық ғылымдар» кадрларды даярлау бағытытындағы диссертациялық кеңесте аралас (офлайн және онлайн) форматта өтеді. Онлайн трансляция Microsoft Teams платформасында жүргізіледі.
Сілтемесі: https://clck.ru/3MrV8S
Мекен-жайы: Астана қаласы, Сәтбаев көшесі 2, 302 аудитория
Аңдатпа (қаз.): Алиева Гульжайна Жумабаевнаның 6D060500 – «Ядролық физика» мамандығы бойынша философия докторы (PhD) дәрежесін алуға ұсынылған «Энергияның 7-30 МэВ диапазонында орташа ядроларды протондармен бомбалау кезінде пайда болатын Z=1, 2 бөлшектердің энергетикалық спектрлері» диссертациялық жұмысына АҢДАТПА Жұмыстың жалпы сипаттамасы. Диссертациялық жұмыс 103Rh және 120Sn ядроларында Ep=7, 22 МэВ және 30 МэВ энергияларындағы протондармен қоздырылған (p,xp), (p,xd) және (p,xα) реакциялары үшін екінші ретті дифференциалдық және интегралдық қималардың жаңа эксперименттік деректерін алу және оларды теориялық талдауға арналған. Зерттеу тақырыбының өзектілігі. Тұрақты және қауіпсіз энергия көздеріне жаһандық көшу жағдайында дүниежүзілік ғылыми қауымдастықтың назары озық ядролық технологияларды, атап айтқанда, үдеткіштермен басқарылатын субкритикалық ядролық-энергетикалық жүйелерді (ADS) дамытуға бағытталған [1]. Мұндай қондырғылардың сөзсіз артықшылығы – энергия өндіруден бөлек (оның бір бөлігі үдеткіштің жұмысына жұмсалады), ұзақ өмір сүретін радиоактивті қалдықтарды трансмутациялау мүмкіндігімен ерекшеленуі. Бұл қазіргі заманғы ядролық энергетиканың басты міндеттерінің бірі болып табылады [2]. Мұндай жобаларды сәтті іске асыру үшін әртүрлі ядролардың өзара әрекеттесуін сипаттайтын ядролық тұрақтыларды кең энергия диапазонында нақты білу шешуші рөл атқарады [3]. Әсіресе, ядролық модельдерді верификациялау, нейтрон ағындарын есептеу, қалдық белсенділікті болжау, сондай-ақ ядролық қондырғылардың құрамдас бөліктерінің радиациялық төзімділігін талдау үшін реакциялардың екінші ретті дифференциалдық және интегралдық қималары бойынша эксперименттік ақпараттың маңызы зор. Мұндай деректер қолданыстағы ядролық модельдердің және соларға негізделген есептік бағдарламалардың болжау мүмкіндігін арттыру үшін қажет. Бұл бағдарламалар келесі буын реакторлық жүйелерін жобалауда кеңінен қолданылады. Қазіргі таңда әлемдік ядролық деректер базаларында ондаған, жүздеген МэВ аралығындағы энергиялар диапазонында жеңіл зарядталған бөлшектермен және нейтрондармен қоздырылатын реакциялардың қималары бойынша қажетті мәліметтердің айтарлықтай жетіспеушілігі байқалады. Дәл осы энергия диапазонында екінші реттік нейтрондар мен бөлу өнімдерін генерациялауда маңызды рөл атқаратын тепе-теңдік алдындағы және көпбөлшекті ыдырау механизмдері жүзеге асады. Қолданыстағы теориялық модельдердің дәлдігінің жеткіліксіздігі мен эксперименттік деректердің шектеулілігі жаңа эксперименттік мәліметтер алудың өзектілігін айқындайды. Әсіресе, энергиялар мен бұрыштардың кең ауқымында шығарылатын бөлшектердің энергетикалық және бұрыштық үлестірілімдерін сандық сипаттауға мүмкіндік беретін екінші ретті дифференциалдық қималарды өлшеу аса маңызды. Мұндай деректер жобаланатын ядролық жүйелердің жұмысын дұрыс модельдеу және оңтайландыру үшін аса маңызды. Осылайша, бұл зерттеу іргелі және қолданбалы ядролық физика саласындағы өзекті міндеттерге жауап береді, қолданыстағы эксперименттік ядролық деректер базаларындағы олқылықтарды жоюға бағытталған және қазіргі заманғы ядролық технологияларды қауіпсіз әрі тиімді іске асыру тұрғысынан үлкен маңызға ие. Диссертациялық жұмыстың мақсаты Қазіргі заманғы ядролық-энергетикалық қондырғыларды жобалау кезінде құрылымдық материалдар ретінде қолданылатын 103Rh және 120Sn ядроларымен 7, 22 және 30 МэВ энергиялы протондардың әрекеттесуі нәтижесінде пайда болатын жеңіл зарядталған бөлшектердің үздіксіз энергетикалық спектрлерін эксперименттік және теориялық тұрғыдан зерттеу. Зерттеу міндеттері Қойылған мақсатқа қол жеткізу үшін осы диссертациялық жұмыс аясында келесі негізгі міндеттер шешілді: 1. Эксперименттік әдістемені әзірлеу және жетілдіру У-150М циклотрон қондырғысындағы ядролық реакция өнімдерін тіркеу мен сәйкестендірудің автоматтандырылған жүйесін оңтайландыру, сондай-ақ бастапқы эксперименттік ақпаратты жинау, өңдеу және талдауға арналған бағдарламалық қамтамасыз етуді жетілдіру. 2. Жаңа эксперименттік деректерді алу және өңдеу Ep=7, 22 және 30 МэВ энергияларында 103Rh(p, xp), (p, xd), (p, xα) реакциялары үшін 30°–135° бұрыштық диапазонда және Ep=30 МэВ энергиясында 120Sn(p, xd) реакциясы үшін 30°–120° диапазонда екінші ретті дифференциалдық қималарды өлшеу; эксперименттік деректерді өңдеу және екінші ретті бөлшектердің энергетикалық және бұрыштық үлестірімдерін құру. 3. Теориялық модельдер мен есептік бағдарламаларды қолдану Жеңіл зарядталған екінші ретті бөлшектердің үздіксіз энергетикалық спектрлерінің түзілу механизмдерін сипаттау және алынған реакциялық қималарды талдау үшін заманауи есептік бағдарламаларды бейімдеу. 4. Реакция механизмдерін талдау және теориямен салыстыру Алынған эксперименттік деректерге теориялық талдау жүргізу, инклюзивтік қималардың қалыптасуына тікелей, көпсатылы, тепе-теңдік алдындағы және статистикалық механизмдердің қосқан үлесін анықтау; есептік нәтижелерді эксперименттік спектрлермен және бұрыштық үлестірімдермен салыстыру. Зерттеу нысаны ретінде қазіргі заманғы ядролық энергетикалық қондырғыларды жобалау барысында құрылымдық материалдар ретінде қолданылатын 103Rh және 120Sn ядролары таңдалды. Зерттеу пәні 103Rh және 120Sn ядроларымен 7, 22 және 30 МэВ энергиялы протондардың әрекеттесуі нәтижесінде жүретін ядролық реакциялардың екінші ретті дифференциалдық және интегралдық қималары. Зерттеу әдістері Эксперименттік зерттеулер 7, 22 және 30 МэВ энергиялы протондармен қоздырылатын ядролық реакциялар нәтижесінде пайда болатын екінші реттік зарядталған бөлшектерді тіркеу және сәйкестендіруге арналған автоматтандырылған жүйені пайдалану арқылы жүргізілді. Өлшеулер Ядролық физика институтының У-150М циклотронының шығарылған үдетілген бөлшектер ағыны (протондар) негізінде жүзеге асырылды. Эксперименттік зерттеудің негізгі әдісі ретінде жеңіл зарядталған бөлшектерді түрі бойынша дәл сәйкестендіру және олардың энергетикалық сипаттамаларын анықтауға мүмкіндік беретін стандартты ΔE–E схемасы қолданылды. Алынған эксперименттік нәтижелерге теориялық талдау TALYS-1.8 және PRECO-2006 есептік бағдарламаларының көмегімен жүргізілді. Бұл бағдарламалар феноменологиялық және статистикалық модельдерге, соның ішінде тепе-теңдік алдындағы ыдыраудың экситондық механизміне негізделген. Аталған модельдер қозған ядро энергиясының кең диапазонында бір бөлшекті де, көп бөлшекті де эмиссияны сипаттауға мүмкіндік береді және эксперименттік нәтижелерді теориялық қималармен салыстырмалы түрде талдауға жағдай жасайды. Жұмыстың ғылыми жаңалығы 1. Алғаш рет 103Rh ядросына 7, 22 және 30 МэВ энергиялы протондармен әсер еткенде түзілетін протондар, дейтрондар және α-бөлшектер үшін кең энергия және бұрыштар диапазонында екінші ретті дифференциалдық қималар бойынша эксперименттік деректер алынды. 2. Алғаш рет 120Sn ядросына 30 МэВ энергиялы протондармен әсер ету нәтижесінде пайда болған дейтрондар үшін кең энергия және бұрыштық диапазонда екінші ретті дифференциалдық қималардың эксперименттік мәндері өлшенді. 3. Алынған екінші ретті дифференциалдық және интегралдық қималарға алғаш рет теориялық талдау жүргізілді, бұл қималардың қалыптасуына тікелей, көпсатылы тепе-теңдік алдындағы және компаунд-механизмдердің қосатын үлестері анықталды. Қорғауға ұсынылатын негізгі тұжырымдар 1.103Rh(p,xp) реакциялары үшін Ep=7, 22 және 30 МэВ энергиялы протондармен жүргізілген интегралдық қималарды эксперименттік және теориялық зерттеу нәтижесінде екінші реттік протондар спектрінің қалыптасуында негізгі рөлді тепе – теңдік алдындағы механизм атқаратыны және оның үлесі энергия артқан сайын өсетіні анықталды. 2.103Rh(р,хα) реакциялары үшін Ep=22 және 30 МэВ энергиялы протондармен жүргізілген интегралдық қималарды эксперименттік және теориялық зерттеу нәтижесінде екінші реттік α-бөлшектер спектрінің қалыптасуында негізгі рөлді тепе – теңдік алдындағы механизм атқаратыны және оның үлесі энергия артқан сайын өсетіні анықталды. 3.103Rh(р,хd) реакциясы үшін Ep=22 МэВ және 120Sn(р,хd) реакциясы үшін Ep=30 МэВ энергиялы протондармен жүргізілген интегралдық қималарды эксперименттік және теориялық зерттеу нәтижесінде екінші реттік дейтрондар спектрінің қалыптасуында негізгі рөлді тікелей ядролық реакциялар механизмі атқаратыны анықталды. Жұмыстың ғылыми және практикалық маңыздылығы Жұмыста алынған жаңа эксперименттік нәтижелер (p,xp), (p,xα) және (p,xd) реакцияларының екінші ретті дифференциалдық және интегралдық қималары бойынша деректер базасын толықтыруға мүмкіндік береді, бұл ядролық реакциялардың теориялық модельдерін жетілдіруге және олардың болжау дәлдігін арттыруға ықпал етеді. Теориялық модельдердің (PRECO-2006 және TALYS-1.8) көмегімен алынған спектрлерді сипаттау, ядролық энергетикалық жүйелерді жобалауда, соның ішінде үдеткіштермен басқарылатын (ADS) жүйелерде қолдану үшін маңызды. Алынған нәтижелер ядролық физика, радиациялық қауіпсіздік, ядролық материалдардың радиациялық төзімділігін бағалау және ұзақ өмір сүретін радиоактивті қалдықтарды трансмутациялау салаларында практикалық қолданыс табуы мүмкін. Автордың жеке үлесі Диссертациялық жұмысты орындау барысында автор эксперименттік зерттеулердің барлық кезеңдеріне – ғылыми міндеттерді қоюдан бастап алынған деректерді өңдеу мен интерпретациялауға дейін тікелей қатысты. Эксперименттік нәтижелерді өңдеу және оларды теориялық тұрғыдан талдау үдерісіндегі автордың үлесі шешуші болды. Жұмыстың ғылыми-зерттеу бағдарламаларымен байланысы Диссертациялық жұмыс Қазақстан Республикасы Ғылым және жоғары білім министрлігінің гранттық қаржыландыруы аясында орындалды. Атап айтқанда, зерттеу AP08955998 нөмірлі «Болашағы бар электро-ядролық қондырғылардың конструкциялық материалдары ядроларымен сутек нуклидтерінің әрекеттесу қималарын зерттеу» тақырыбындағы ғылыми жоба шеңберінде жүргізілді. Сонымен қатар, жұмыс Қазақстан Республикасы Энергетика министрлігінің BR09158499 нөмірлі «Қазақстандық үдеткіштік кешендер базасында ядролық және радиациялық физика саласындағы кешенді ғылыми зерттеулерді дамыту» атты мақсатты қаржыландыру бағдарламасына сәйкес жүзеге асырылды. Жұмысты апробациялау Диссертациялық жұмыстың негізгі нәтижелері халықаралық және республикалық ғылыми конференцияларда баяндалды және ғылыми басылымдарда жарияланды. Зерттеу тақырыбы бойынша жалпы саны 11 ғылыми еңбек жарық көрді, олардың ішінде: Web of Science және (немесе) Scopus дерекқорларына енгізілген рецензияланатын ғылыми журналдарда 2 мақала; Қазақстан Республикасы Ғылым және жоғары білім министрлігінің Білім және ғылым саласындағы сапаны қамтамасыз ету комитеті (КОКНВО) ұсынған журналдарда 2 мақала; халықаралық және республикалық конференциялардың еңбектер жинағында жарияланған 7 баяндама тезисі бар. Scopus және Web of Science халықаралық дерекқорларына енгізілген журналдардағы ғылыми жарияланымдар 1. Investigation of (p,xp) and (p,xα) reaction of 30-MeV protons with the 103Rh nucleus // Acta Physica Polonica B. – 2020. – Vol. 51. – P. 783-788. 2. Study of inclusive cross sections of 103Rh(p;xp) AND (p;xα) reactions at the proton energy of 22 MeV // Acta Physica Polonica B Proceedings Supplement. – 2021. – Vol.14. – P. 821-825. Ғылыми қызметтің негізгі нәтижелерін жариялау үшін Қазақстан Республикасы Ғылым және жоғары білім министрлігінің Білім және ғылым саласындағы сапаны қамтамасыз ету комитеті ұсынған ғылыми басылымдар 1 Эмиссия вторичных протонов из реакции (p,xp) при энергии 30 МэВ на ядре 103Rh // Вестник ЕНУ. – 2019 – Вып.2 (127). – С. 8-15. 2 Исследование реакции (p,xd) на ядре 120Sn при энергии протонов 30 МэВ // Recent Contributions to Physics. – 2021. – Т. 79, №4. – С. 26-32. Халықаралық ғылыми конференциялар материалдарында жарияланған баяндама тезистері 1. Investigation of energy dependence of the formation of protons from (p,xp) reaction with 103Rh nucleus // LXIX International conference "Nucleus-2019" on Nuclear Spectroscopy and Nuclear Structure. «Fundamental Problems of Nuclear Physics, Nuclei at Borders of Nucleon Stability, High Technologies» (Dubna, 2019. – P. 111). 2. Эмиссия заряженных частиц в реакциях с протонами на ядре 103Rh при энергии 30 МэВ // 2-й международный научный форум «Ядерная наука и технологии» (Алматы, 2019. - С. 55-56). 3. Investigation of energy spectra of outgoing alphas from (p,xα) reaction on 103Rh nucleus // Book of abstracts the ninth international conference «Modern problems of nuclear physics and nuclear technologies» (Tashkent, 2019. – P. 54-55). 4. Formation of inclusive reaction spectra (p,xd) on middle codes // LXX International Conference "Nucleus-2020" Nuclear Physics and elementary particle Physics. Nuclear Physics Technologies" (Saint Petersburg, 2020. – P. 232-233). 5. Интегральные сечения реакции (p,xp) из взаимодействия протонов с энергией 22 МэВ с родием и медью // Тезисы 3-го международного научного форума «Ядерная наука и технологии» (Алматы, 2021. – С. 60-61). 6. Investigation of continuos spectra of light carged particles emitted in proton induced reaction on 103Rh nucleus 22 MeV energy // Book of Abstracts LXXI International Conference “Nucleus-2021” (Saint-Petersburg, 2021. – P. 323). 7. Energy spectra of protons and alphas from 22 MeV protons interaction with rhodium // Book of Abstracts International Conference “Modern problems of nuclear energetics and nuclear technologies” (Tashkent, 2021. – P. 43-44). Диссертацияның құрылымы мен көлемі Диссертациялық жұмыс кіріспеден, бес бөлімнен, қорытындыдан және пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады. Жұмыстың жалпы көлемі 89 бет, оның ішінде 33 сурет, 8 кесте қамтылған. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 113 дереккөзден тұрады. Кіріспеде зерттеу тақырыбының өзектілігі негізделген жұмыстың мақсаты мен міндеттері айқындалған, алынған нәтижелердің ғылыми жаңалығы ашылған, сондай-ақ олардың теориялық және практикалық маңыздылығы көрсетілген. Диссертацияда қорғауға ұсынылатын негізгі ережелер, нәтижелердің мақұлдануы және жарияланымдар тізімі берілген Бірінші бөлімде ядролық реакциялардың тепе-теңдік алдындағы ыдырау модельдерінің теориялық негіздері мен эксперименттік деректерге шолу берілген. Әртүрлі энергия диапазонында протондардың әсерімен жүретін ядролық реакцияларды сипаттайтын негізгі теориялық тәсілдер және қолда бар негізгі эксперименттік нәтижелер талданған. Екінші бөлімде эксперименттік қондырғы мен зерттеу әдістемелері сипатталған. У-150М циклотронды үдеткішінің және оның үдетілген шоғырларының параметрлері, шашырау камерасы мен вакуумдық жүйенің сипаттамалары, нысаналарды калибрлеу әдістері баяндалған. Сонымен қатар, ΔЕ – Е телескоптарын қолдана отырып бөлшектерді тіркеу және сәйкестендіру әдістемелері, мәліметтерді өңдеуге арналған бағдарламалық қамтамасыз ету және өлшеу қателіктерінің бағалануы көрсетілген. Үшінші бөлімде эксперименттік нәтижелер ұсынылған. Төртінші бөлімде ядролық реакциялардың тепе-теңдік алдындағы кезеңін сипаттайтын теориялық тәсілдер қарастырылған. Экситондық модельдің теориялық негіздері, PRECO-2006 және TALYS-1.8 бағдарламалық кешендерінің құрылымдық сипаттамасы және ядролардың тепе-теңдік алдындағы ыдырауының кванттық-механикалық теория баяндалған. Бесінші бөлімде эксперименттік деректердің теориялық есептеулер нәтижелерімен салыстырмалы талдауы жүргізілген. Протондардың, альфа – бөлшектердің және дейтрондардың эмиссия процесіне әсер ететін әртүрлі ядролық механизмдердің рөлі мен энергетикалық ерекшеліктері қарастырылған. Қорытынды бөлімде диссертациялық жұмыстың негізгі нәтижелері тұжырымдалған, олардың ғылыми және практикалық маңыздылығы атап өтілген.
Зерттеулерді этикалық бағалау жөніндегі комиссияның қорытындысы
Диссертациялық кеңестің шешімі
Диссертация қорғауының бейнежазбасы: https://www.youtube.com/watch?v=MT3hys18Ez8&ab_channel=ENUOFFICIAL
