Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінде философия докторы (PhD) дәрежесін алу үшін Талпакова Карашаш Айдаралыевна «6D060500 – Ядролық физика» мамандығы бойынша «9Ве ядроларының экзотикалық күйінің сипаттамаларын дейтрондар мен альфа-бөлшектері арқылы өзара әрекеттесуін нуклонның 7-10 МэВ энергияларында зерттеу» тақырыбында диссертациясы қорғалады.
Диссертация Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «Ядролық физика, жаңа материалдар мен технологиялар» кафедрасында орындалды.
Қорғау тілі - қазақ тілінде
Ресми рецензенттер:
Ибадуллаев Дастан Алишерұлы – философия докторы (PhD), Біріккен ядролық зерттеулер институты, Ядролық реакциялар зертханасының ғылыми қызметкері (Дубна қ., Ресей Федерациясы);
Наурузбаев Досбол Кабдрашиевич – ф.-м.ғ. к., «Nazarbayev University Research and Innovation System» жеке мекемесінің аға ғылыми қызметкері (Астана қ., Қазақстан Республикасы).
Диссертациялық кеңестің уақытша мүшелері:
Лебедев Игорь Александрович – ф.-м.ғ.д., «Физика-техникалық институты» ЖШС, Ядролық физика және радиациялық экология зертханасының меңгерушісі (Алматы қ., Қазақстан);
Шаймерденов Асет Абдуллаевич – философия докторы (PhD), қауымдастырылған профессор, «Ядролық физика институты» ШЖҚ РМК, Атом энергиясының қауіпсіздік мәселелері зертханасының меңгерушісі (Алматы қ., Қазақстан);
Бозтосун Исмаил – философия докторы (PhD), Акдениз университетінің профессоры (Анталия қ., Түркия).
Ғылыми кеңесшілері:
Морзабаев Айдар Капарович – ф.-м.ғ. к., Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті, Ядролық физика, жаңа материалдар мен технологиялар кафедрасының профессоры (Астана қ., Қазақстан Республикасы);
Насурлла Маулен – философия докторы (PhD), қауымдастырылған профессор, «Ядролық физика институты» ШЖҚ РМК, Төмен энергиялы ядролық реакциялар зертханасының меңгерушісі (Алматы қ., Қазақстан Республикасы);
Галанина Лидия Ивановна – ф.-м.ғ. к., М.В. Ломоносов атындағы Мәскеу мемлекеттік университеті, Д.В. Скобельцын атындағы ЯФҒЗИ аға ғылыми қызметкері (Мәскеу қ., Ресей Федерациясы)
Қорғау 2026 жылғы 3 қыркүйек, сағат 10:00 Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «6D060500 – Ядролық физика» мамандығы бойынша «8D053 – Физикалық және химиялық ғылымдар» кадрларды даярлау бағыты бойынша диссертациялық кеңесте өтеді. Диссертациялық кеңес мәжілісі аралас форматта (офлайн және онлайн) өтеді.
Сілтемесі: https://clck.ru/3UrHST
Мекен-жайы: Астана қаласы, Қажымұқан көшесі, 13, 310 аудитория
Аңдатпа (қаз.): Жұмыстың жалпы сипаттамасы. Диссертациялық жұмыс 9Ве ядросында альфа-бөлшектер мен дейтрондардың серпімді және серпімсіз шашырауын эксперименталдық және теориялық тұрғыда зерттеуге негізделген. Тақырыптың өзектілігі Нейтронды гало және айқын кластерлеу сияқты экзотикалық құбылыстар қазіргі таңда ерекше қызығушылық тудырып отыр. Жеңіл ядролардың құрылымын және олардың зарядталған бөлшектермен (α-бөлшектер мен дейтрондар) әрекеттесу механизмдерін зерттеу ядролық физика мен астрофизиканың маңызды міндеті болып саналады. Ядро құрылымын стандартты түрде зерттеу бөлшектердің шашырауын қарастырудан басталады. Серпімді шашырау деп әсерлесу нәтижесінде ұшып келетін бөлшектің де, нысана ядроның да ішкі күйі мен энергиясы өзгеріссіз қалатын процесті айтады. Мұндай өзара әрекеттесу бөлшек-ядро жүйесіндегі ең қарапайым реакциялардың қатарына жатады және ядролық әсерлесудерді зерттеудің бастапқы моделін құрайды. Серпімді шашырау механизмдерін теориялық тұрғыдан талдау және дифференциалдық қималарды кең бұрыштық интервалда өлшеу ядролық физикада әсерлесетін жүйелердің тиімді потенциалы туралы маңызды ақпарат алуға мүмкіндік береді. Осы мақсатта тәжірибелік деректерді интерпретациялаудың ең тиімді жолдарының бірі – феноменологиялық тәсіл болып табылады. Бұл әдісте серпімді шашыраудың эксперименттік нәтижелері оптикалық модель (ОМ) шеңберінде қарастырылады. Аталған модельде ядроның негізгі сипаттамалары потенциалдың нақты бөлігі арқылы анықталады, себебі ол ядро ішіндегі нуклондардың орташа өрісін бейнелейді. Оптикалық модель нуклондар мен күрделі бөлшектердің ядромен шашырауын сипаттайтын кешенді потенциалдарды оңтайлы қолдануға мүмкіндік береді. Дегенмен, оптикалық потенциалдың (ОП) параметрлерін сенімді түрде анықтау үшін жаңа әрі дәл тәжірибелік мәліметтердің қажеттілігі туындайды. Сонымен қатар, күрделі бөлшектердің серпімді шашырауын сипатау барысында ядролық потенциал параметрлерінің екіұдайлы шешімдері жиі кездеседі. Бұл екіұдайлылық дискретті және үздіксіз болып екіге бөлінеді. Жеңіл бөлшектер мен ядролар арасындағы әсерлесу жұтылу әлсіз болған жағдайда, шашырау процесінің бұрыштық үлетірілімі классикалық дифракциялық көріністен елеулі түрде ауытқиды. Атап айтқанда, кіші бұрыштар аймағында шашырау қимасы бірқалыпты емес, айқын тербелмелі сипатқа ие болады. Ал орташа бұрыштарда шашырау қарқындылығы артып, кең бұрыштық максимумның пайда болуына алып келеді. Бұдан кейін бұрыш үлкейген сайын шашырау қимасы тез, экспоненциалды түрде азаяды. Мұндай ерекше бұрыштық тәуелділік ядроның бөлшектерге сындыру әсері бар екенімен түсіндіріледі, яғни бөлшектер ядролық тартылыс өрісінде белгілі бір шекті бұрыштармен ауытқиды. Дәл осы құбылыс ядролық кемпірқосақ (ЯК) деп аталады, себебі ол жарықтың кемпірқосақ түзуіне ұқсас заңдылықпен пайда болады. Кең бұрыштық диапазонда зерттеу жүргізу нәтижесінде ЯК пайда болатын болса, ядро мен бөлшек арасындағы өзара әрекеттесуді сипаттайтын ОП нақты бөлігін айқын анықтауға мүмкіндік аламыз. Осы тұрғыда айта кететін жайт: ОП-дың нақты бөлігі мен жорамал бөлігі тығыз байланысты. Егер нақты бөліктің параметрлері өзгерсе, бұл өзгерісті жорамал бөліктің параметрлерін өзгерту арқылы теңестіруге болады. Нәтижесінде теориялық есептеулер эксперименттік деректерді бұрынғыдай дәл сипаттайтынын көреміз. Ядро мен бөлшектер арасындағы өзара әрекеттесудің потенциалды анықтау қарқынды эксперименттік және теориялық талдаулардың жүргізіліп келе жатқанына қарамастан толық шешімін таппаған күйде қалып отыр. Бұл мәселе ядролық динамиканы сипаттаудың іргелі аспектісі, қазіргі ядролық физиканың өзекті мәселелерінің қатарында. ОП-ды бірмәнді анықтауды қиындататын жағдайлар: өріс теңдеулернің күрделілігі, ядроішілік корреляциялардың көпқұрамдылығы және модельдік болжамдарға тәуелділі. Сондықтан ядро мен бөлшек жүйесінің феноменологиясын дәл сипаттауда осы жұмыстағыдай кең бұрыштық диапазонда алынған эксперименттік деректерді алу маңызды. Ядролық жүйелердің ішкі табиғатын сипаттайтын сенімді деректерге қол жеткізудің қолайлы жолы – ядро мен альфа-бөлшек арасындағы серпімді және серпімсіз өзара әрекеттесулерді кешенді түрде талдау болып табылады. Әсіресе энергиясы бірнеше ондаған МэВ болатын ядролармен әсерлесуі ядролық құрылымның динамикалық ерекшеліктерін ашуда маңызы зор. Аталған энергия аймағында жүретін ядролық реакциялар, негізінен, күрделі аралық процестердің қатысуынсыз, бастапқы күйден нақты бір соңғы ядролық деңгейге тікелей өтулер арқылы жүзеге асырылады. Осы ерекшелік альфа-бөлшектермен жүргізілетін шашырау эксперименттерін ядролық деңгейлік құрылымы мен қозу механизмдерін зерттеуде тиімді құрал. Ал осы тікелей өтулер ядро ішіндегі ұжымдық (коллективтік) және жеке бөлшектерге тән қозулардың қасиеттерін, олардың табиғаты мен параметрлерін анықтауға мүмкіндік береді. Сондықтан α-бөлшектердің шашырауын зерттеу ядролық спектроскопияның маңызды құрамдас бөлігі болып табылады. Айта кетерлігі, нейтрондық гало құбылысы қазіргі уақытқа дейін, негізінен, белгілі бір радиоактивті изотоптардың негізгі күйлерінде ғана эксперименттік түрде расталған. Мұндай құрылымдардың қалыптасуы ядроның байланыс энергияларының төменділігімен және нейтрондардың кеңістікте таралуының айтарлықтай ұлғаюымен байланысты. Сол себепті гало ядролары ядролық материяның шеткі аймақтарындағы қасиеттерді, соның ішінде ядроаралық күштердің әлсіз байланыс режиміндегі ерекшеліктерін зерттеуге мүмкіндік беретін ерекше обьектілер ретінде қарастырылады. Қозған күйлерде гало құбылысы байқалғаны туралы хабарланған эксперименттік жұмыс көп емес, солардың бірі, 13С ядросының (1/2+, 3.09 МэВ) күйінде және 12В ядросының 1-,(2.62 МэВ) күйінде. Мұндай күйлерді зерттеу экзотикалық ядролық құрылымдар туралы қазіргі түсінікті айтарлықтай кеңейту мүмкін, өйткені олар мүлдем жаңа ядролық конфигурациялар мен байланысты болуы ықтимал. Қысқа өмір сүретін (T1/2 < ~ 10-10 сек) ядролық күйлердің радиустарын тікелей өлшеу мүмкіндінің болмауы қозған күйлерде галоны сенімді түрде бақылауға басты кедергі. Кейбір жағдайларда ядролық реакциялардың форм-факторларын талдау арқылы жанама және көбінесе сапалық мәліметтер алуға болады. Мысалы, жұмыста 12С ядросындағы Хойл күйінің құрылымы электрондардың серпімсіз шашырауы арқылы зерттелген. Ал жұмысында радиус шамалары асимптотикалық нормалау коэффициенттері (АНК) арқылы жанама түрде бағаланған. Бұл тұрғыда 9Ве экзотикалық кластерлік құрылымы 1/2+ (1.68 МэВ), 5/2+ (3.05 МэВ) туралы ескере кеткеніміз дұрыс. Осындай қозған күйлерді зерттеу үшін серпімсіз дифракциялық шашырауды талдауға негізделген әдіс ұсынылған. Осылайша, 9Ве ядросының аномальды жұптықпен сипатталатын қозған күйлерінде шашырау нәтижесінде анықталған әрекеттесу радиусының ұлғаюы нейтрондық галоның қалыптасу белгісі болып табылады. Аталған мәселені шешу үшін әртүрлі бұрыштар мен энергиялардағы жаңа эксперименттік шашырау деректерін алу, сондай-ақ оларды байланысқан арналар әдісі арқылы талдау қажет. Теріс жұптылықпен сипатталатын, айнымалы тізбектерді құрайтын күйлерді талдау үшін ECIS бағдарламасы, ал оң жұптықты күйлер үшін FRESCO бағдарламасы қолданылды. Күйлер арасындағы байланысты анықтау үшін кластерлік форм-фактор аппроксимациясы қолдануы мүмкін, ол 9Ве→8Ве+n құрылымын сипаттайды. Дейтрондар мен α-бөлшектердің берилий изотоптарымен өзара әрекеттесуін зерттеу ядролық физиканың негізгі қызығушылығы мен қолданбалы міндеттерін біріктіретін өзекті бағыт болып табылады. Диссертациялық жұмыстың мақсаты 9Ве ядроларымен альфа бөлшектер және дейтрондардың әсерлесуі кезіндегі ядролық процестерді, олардың спектроскопиялық сипаттамаларын ескере отырып, эксперименттік және теориялық тұрғыда кешенді зерттеу болып табылады. Осы мақсатқа қол жеткізу үшін төмендегідей міндеттер орындалуы тиіс: - Төмен энергияларда 7-10МэВ/нуклон 9Ве ядроларындағы дейтрондар мен альфа-бөлшектердің шашырауының дифференциалды қималарын өлшеу. - Зерттелетін ядроның ұжымдық қасиеттерін де, кластерлік ерекшеліктерін де ескере отырып, байланысты арналар әдісі шеңберінде дейтрондардың серпімді және серпімді емес шашырауы бойынша алынған жаңа эксперименттік және әдеби деректерді кешенді талдау. - Спектроскопиялық факторларды анықтау және оларды қабықша және кластерлік модельдер болжаған теориялық мәндермен салыстыру. Зерттеу нысаны (объектісі) Төменгі энергиялардағы 9Ве(d,d)9Ве, 9Ве(α,α)9Ве серпімді және серпімсіз шашыраулары және 9Be(d,t)8Be ядролық реакциясы. Зерттеу пәні: 9Ве(d,d) 9Ве және 9Ве(α,α) 9Ве жүйелері үшін серпімді ядролық шашыраудың әсерлесуінің эксперименталды қималарын өңдеу жұмыстары. Оңтайлы оптикалық потенциалдар параметрлерін алу, сонымен қатар, серпімді ауысым реакцияларын серпімді шашырау процесімен бірге қарастыра отырып, ядроның құрылымын зерттеу. Зерттеу әдістері Эксперименттік зерттеулер барысында ядролық реакция нәтижесінде түзілетін зарядталған бөлшектерді сенімді түрде сәйкестендіру және олардың параметрлерін дәл тіркеу мақсатында ΔЕ-Е әдісі қолданылды. Аталған әдіс негізінде бөлшектің затпен әрекеттесуі жүзеге асатын меншікті энергия шығынын dE/dx және оның толық кинетикалық энергиясын бір мезетте өлшеу принципі жатыр. ΔЕ-Е диаграммасында түрлі бөлшектердің траекторияларының айқын бөлінуі реакция өнімдерін типі, заряды және массасы бойынша тиімді ажыратуға мүмкіндік береді. Осы қасиетіне байланысты бұл әдіс ядролық эксперименттік физикада зарядталған бөлшектерді идентификациялаудың ең сенімді әрі кең қолданылатын тәсілі болып табылады. Алынған эксперименттік мәліметтерді теориялық тұрғыда түсіндіру және модельдеу мақсатында талдаулар ядролық реакцияларды есептеудің заманауи бағдарламалық құралдарын пайдалану арқылы жүзеге асырылды. Атап айтқанда, оптикалық потенциалдар негізінде серпімді және серпімсіз шашырау қималарын есептеуге арналған SPI-GENOA бағдарламалық кешені және реакция механизмін талдауға арналған FRESCO коды қолданылды. Диссертациядағы зерттеу нәтижелерінің ғылыми жаңалығы Зерттеу жұмысының өзіндік ерекшелігі мен жаңалығы 9Ве ядросының альфа-бөлшектер және дейтрондармен әсерлесуінен болатын реакцияларды зерттеу бойынша жаңа эксперименттік мәндер алынып, кешенді талдау ұсынылды. 9Be ядросының қозған күйлеріне қатысты серпімсіз шашыраудың БТ мәндерін байланысқан арналар әдісі (БАӘ) аясында бейнелеп, сәйкес деформация параметрлері алынды. Сонымен қатар, Ed = 14.5 МэВ энергияда 9Be(d,t)8Be нейтронды тасымалдау реакциясының бұрыштық таралымдарын келтірілген, бұл 8Be ядросының (0+, Ex= 0.0 МэВ) және (2+, Ex= 3.04 МэВ) күйлерін қоздырады. 9Be(d,t)8Be тасымалдау реакциясы бұрмаланған толқындар әдісі (БТӘ) арқылы талданды, сондай-ақ 9Be→8Be + n және 9Be→8Be* + n конфигурациялары үшін оңтайлы спектроскопиялық амплитудалар (СА) анықталып, әдебиеттік деректермен салыстырлып тексерілді. Қорғауға ұсынылған негізгі қағидалар 1. Энергиялары 14,5 және 50 МэВ болатын дейтрондар мен α-бөлшектердің серпімді және серпімсіз шашырау процестерінің дифференциалдық қималары бойынша алынған эксперименттік деректер 9Ве ядроларының қозған күйлерінде гало-құрылымның бар екенін көрсетті. 2. α+9Ве және d+9Ве оптикалық және фодинг потенциалдарының нақтыланған параметрлері потенциалдардың нақты бөлігіне тән дискретті екіұдайылықты жойды. 3. Зерттеліп отырған ядроның негізгі және қозған күйлері арасындағы арналық байланысты нақтылайтын 9Ве ядросының квадрупольдік деформация параметрлері орнатылды. 4. 9Be→8Be+n, 9Be→5Нe+α кластерлік құрылымдары үшін спектроскопиялық амплитудалар анықталды, олар үлкен бұрыштарда зеттеліп отырған ядроның қимасының көтерілуін дұрыс сипаттайды. Осы жұмыстың басқа ғылыми-зерттеу жұмыстарымен байланысы Диссертациялық жұмыc BR23891530 «Қазақстандық үдеткіш кешендер базасында ядролық және радиациялық физика саласындағы кешенді ғылыми зерттеулерді дамыту (2021-2023 жж., 2024-2026жж.) Автордың қосқан жеке үлесі Автор диссертациялық жұмыстың экспериментін қоюға дайындықтан бастап: нысананы жасау процесінде, экспериментті жүргізуде басы қасында болып, эксперименттік деректерді теориялық талдау жасауды өз бетінше орындады. Жұмыстың ғылыми және практикалық құндылығы Диссертациялық жұмыс барысында жасалған зерттеу жұмысы жоғары ғылыми және практикалық құндылыққа ие. Оның дәлелі ретінде 7-12 МэВ/нуклон энергияларда 9Ве ядросының дейтрондар және α-бөлшектермен өзара әрекеттесуін зерттеудегі жаңа эксперименттік деректер ұсынылып отыр. Кең бұрыштық диапазонда алынған осы жұмыстың жаңа эксперименттік мәндері ядролық деректер қорын толтыруға септігін тигізеді. Атап айтқанда 9Ве(d,d)9Ве, 9Be(d,t)8Be, 9Ве(α,α) 9Ве және 9Ве(3Не,α) 9Ве жүйелерінің эксперименттік қималары ядролық деректер қорына қосқан жаңа үлес болып саналып, АЭХА EXFOR халықаралық деректер базасын толықтырды. Зерттеу жұмысының практикалық маңызы термоядролық технологияларда, ядролық медицина және астрофизикалық үдерістерде берилий изотоптарының атқаратын ролімен айқындалады. Жүмыс нәтижелерінің сенімділігі Әлемдік ғылыми тәжірибеде дәлелденген және кеңінен танылған эксперименттік және теориялық әдістерді қолдану арқылы қамтамасыз етіледі. Эксперименттік бөлімде бөлшектерді тіркеу мен сәйкестендірудің сенімді әдістемесі ∆Е-Е - ядролық реакцияларды зерттеуде жоғары тиімділікті көрсететін әдіс. Теориялық модельдеу оптикалық және фолдинг модельдерін, сондай-ақ бұрмаланған толқындар мен байланысты арналар әдісін қолдана отырып жүргізілді, бұл реакция механизмдерінің жан-жақты сипаттамасын қамтамасыз етеді. Сандық есептеулер әлемдік ядролық физикада қабылданған FRESCO бағдарламалық кодын қолдана отырып жүргізілген. Алынған нәтижелер басқа авторлардың әдеби деректерімен жақсы келісіледі, бұл қолданылған әдістемелік тәсілдің дұрыстығын қосымша растайды және осы зерттеу шеңберінде жасалған тұжырымдардың жоғары сенімділігін көрсетеді. Жұмыстың апробациясы Диссертациялық жұмыс тақырыбы бойынша мәліметтер төмендегідей республикалық және халықаралық конференцияларда ұсынылып, қорғалды: - 69th international conference "NUCLEUS-2019" on Nuclear Spectroscopy and Nuclear Structure. "Fundamental Problems of Nuclear Physics, Nuclei at Borders of Nucleon Stability, High Technologies" (Дубна); - 36th Mazurian lakes conference on physics "Probing fundamental laws of nature with exotic nuclei and atoms" (Piaski); - Ядролық ғылым және технология 2-ші халықаралық форумы (Алматы); - 5th international scientific forum “Nuclear science and technologies” (Алматы) Мақалалар тізімі 1. Study of elastic and inelastic scattering of deuterons by 9Be at energy E=14.5 MeV // Acta Physica Polonica B. – 2020. – Vol. 51, №3. – P. 751-756. 2. Анализ рассеяния α-частиц и 3Не на ядрах 9Ве в широкой области энергий в рамках оптической модели и метода связанных каналов // Вестник НЯЦ РК. – 2025. – №4. – С. 12-19. 3. Study of (d,d) scattering and (d,t) reaction on 9Be nuclei at 14.5 MeV // Pramana J.Phys. Indian Academy of Sciences. 4. Study of the 9Be(d,d)9Be, 9Be(d,d’)9Be, 9Be(d,t)8Be, 9Be(d,α)7Li reactions in interaction of deuterons with 9Be nuclei at energy Ed,lab = 14.5 MeV // 36th Mazurian Lakes Conference on Physics (Piaski, 2019. – P. 255). 5. Study of elastic and inelastic scattering of alpha particles by 9Be nuclei at energy 29MeV // 69th international conference NUCLEUS-2019 on nuclear spectroscopy and nuclear structure (Dubna, 2019. – P. 66). 6. Исследование процессов рассеяния дейтронов на ядрах 9Be при энергии Еd lab = 14,5 МэВ // 2-й международный форум «Ядерная наука и технологии» (Алматы, 2019). 7. Study of the interaction of α-particles with the 9Be nucleus within the framework of the coupled channel method ay an energy of 45 MeV // 5th international scientific conference “Nuclear science and technologies (Almaty, 2024. – P. 77). Диссертацияның құрамы және көлемі Диссертациялық жұмыстың құрамы: кіріспе, төрт бөлім, қорытынды және тақырыпты ашу барысында қолданылған әдебиеттер тізімі. Жұмыстың көлемі 85 беттен, 8 кестеден және 34 суретттен тұрады.
Зерттеулерді этикалық бағалау жөніндегі комиссияның қорытындысы
Диссертациялық кеңестің шешімі
Диссертация қорғауының бейнежазбасы: https://www.youtube.com/watch?v=B0lMKs2nnjQ
