9Be cluster structure manifestation in nucleon transfer reactions

01.04.2021 – FLNR Scientific Seminar “⁹Be cluster structure manifestation in nucleon transfer reactions”, 15-30, FlerovLab Conference Hall and online WebEx.
Speaker: Kairat Mendibaev

Neutron and alpha-particle transfer channels from ⁹Ве target nucleus to ⁵He incident ion at 30 MeV energy were studied to research into ⁹Be cluster configuration. The analysis of reaction product energy distributions showed that studied channels corresponded to two-body reaction mechanism.
Product angular distributions were measured as well in ⁹Be(³He,⁴He)⁸Be, ⁹Be(³He, ⁶Li)⁶Li and ⁹Be(³He, ⁷Li)⁵Li and ⁹Be(³He,⁷Be)⁵He channels.
Analysis of differential angular distributions of these reaction channels for n+⁸Be and α+⁵He cluster configurations mainly gave 69% and 25% probabilities accordingly. It’s shown that the probability of any other possible configuration in ⁹Be nuclei, ³Не+⁶Не for example is much less (3%).
d+⁹Be→⁴He+⁷Li channel was studied experimentally to answer the question if ⁵Hе cluster transfer is possible. In theoretical description of the experimental differential cross-sections the target nucleus-deuteron-incident ion transfer mechanism with the following ⁴He formation as well as ⁹Be nucleus-⁵He cluster-incident deuteron transfer mechanism with the following ⁷Li formation were taken into consideration.
Rather large spectroscopic factor values were chosen to describe ⁹Be = α + ⁵He (S=1.0) system data amplitudes correctly. It confirms not only (α + ⁵He) cluster structure of ⁹Be nucleus but ⁵He transfer as a cluster as well.

Проявление кластерной структуры ⁹Be в реакциях передачи нуклонов

Для исследования кластерной конфигурации ⁹Ве изучались каналы передачи нейтрона и альфа-частицы от ядра мишени ⁹Ве к налетающему иону ³Не при энергии 30 МэВ. Из анализа энергетических распределений продуктов реакций было показано, что исследованные каналы отвечают двухтельному механизму реакции. Также были измерены угловые распределения продуктов в каналах ⁹Be(³He,⁴He)⁸Be, ⁹Be(³He, ⁶Li)⁶Li and ⁹Be(³He, ⁷Li)⁵Li и ⁹Be(³He,⁷Be)⁵He. На основе анализа дифференциальных угловых распределений этих каналов реакции, главным образом соответствующих кластерным конфигурациям n+⁸Be и α+⁵He, получены значения вероятностей 69% и 25%, соответственно. Показано, что другие возможные кластерные конфигурации в ядре ⁹Ве, например, ³Не+⁶Не имеют значительно меньшую вероятность (менее 3 %). Для ответа на вопрос, возможно ли наблюдать передачу кластера ⁵Не, проведен эксперимент по исследованию канала d+⁹Be→⁴He+⁷Li. При теоретическом описании экспериментальных дифференциальных сечений учтен механизм передачи дейтрона от ядра мишени к налетающему иону c последующим образованием ⁴Не, а также механизм передачи кластера ⁵Не из ядра ⁹Ве к налетающему дейтрону с последующим образованием ⁷Li. Для корректного описания амплитуды данных потребовалось выбрать достаточно большие значения спектроскопических факторов для системы ⁹Be = α + ⁵He (S=1.0), что подтверждает не только (α + ⁵He) кластерную структуру ядра ⁹Ве, но и передачу ⁵He как кластера.