Physics of Atomic NucleiPhysics of Atomic NucleiЯдерная физика0044-00273034-6282The Russian Academy of Sciences69659610.31857/S0044002725040026ЯДРА. ЭкспериментResearch ArticleProduction cross sections of 233, 232, 230Pa and 231Th via 20.9 MeV proton irradiation of 232ThСЕЧЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ 233,232,230Pa И 231Th ПРИ ОБЛУЧЕНИИ 232Th ПРОТОНАМИ С ЭНЕРГИЕЙ 20.9 МэВTitarenkoYu. E.ТитаренкоЮ. Е.yury.titarenko@itep.ruArkhipovA. A.АрхиповА. А.BalyukS. A.БалюкС. А.BatyaevV. F.БатяевВ. Ф.BatyaevaM. V.БатяеваМ. В.DavidenkoV. D.ДавиденкоВ. Д.ZhivunV. M.ЖивунВ. М.ZaritskiyYa. O.ЗарицкийЯ. О.KovalishinA. A.КовалишинА. А.KotelniyM. V.КотельныйМ. В.KirsanovA. S.КирсановА. С.KulevoyT. V.КулевойТ. В.MednikovI. V.МедниковИ. В.NovikovB. A.НовиковБ. А.OrlovA. V.ОрловА. В.PavlovK. V.ПавловК. В.StolbunovV. S.СтолбуновВ. С.TitarenkoA. Yu.ТитаренкоА. Ю.TikhonovR. S.ТихоновР. С.ShlenskiiM. N.ШленскийМ. Н.KovalenkoN. A.КоваленкоН. А.VinokurovS. E.ВинокуровС. Е.KazakovA. G.КазаковА. Г.KhvorostininE. Yu.ХворостининЕ. Ю.IgnatyukA. V.ИгнатюкА. В.NRC “Kurchatov Institute”НЦИ “Курчатовский институт”Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry of the Russian Academy of SciencesГЕОХИ РАН им. В.И. ВернадскогоIPPE JSCГНЦ РФ ФЭИ им. Ф.И. Лейпунского15082025884VOL 88, NO4 (2025)ТОМ 88, №4 (2025)31732620112025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://transsyst.ru/0044-0027/article/view/696596

This study presents the production cross sections of 232,230Pa resulting from proton irradiation of 232Th at an energy of 20.9 MeV. In addition, the excitation functions of 233Pa and 231Th produced via proton-induced reactions on 232Th in the energy range from 0.02 to 1.6 GeV are analyzed, with consideration of the possible contribution of secondary neutrons to their formation. The production cross sections for all reaction products were measured using direct gamma-ray spectrometry without chemical separation. The obtained experimental data are compared with results reported by other authors, as well as with calculated excitation functions generated using the PHITS-3.31 code (INCL4.6/GEM, JAM, and Bertini models) and the TENDL-2023 nuclear data library.

В настоящей работе представлены сечения образования 232,230Pa при облучении 232Th протонами с энергией 20.9 МэВ и выполнен анализ функции возбуждения 233Pa и 231Th, которые образуются при облучении 232Th протонами в диапазоне энергий от 0.02 до 1.6 ГэВ и в образовании которых возможен вклад вторичных нейтронов. Сечения образования всех продуктов реакций измерялись методом прямой гамма-спектрометрии, без химической сепарации. Полученные экспериментальные данные сравниваются с данными других авторов, а также с расчетными функциями возбуждения этих нуклидов, полученных с использованием программы PHITS-3.31 (INCL4.6/GEM; JAM и Bertini) и библиотеки TENDL2023.

термоядерный источник нейтроновсечениепротактинийторийпротоннейтронскорость реакцииплотность потокаРабота проведена в рамках выполнения государственного плана задания НИЦ “Курчатовский институт”, расчеты выполнены с использованием оборудования центра коллективного пользования “Комплекс моделирования и обработки данных исследовательских установок мега-класса” НИЦ “Курчатовский институт”.Experimental Nuclear Reaction Data (EXFOR) Website, International Atomic Energy Agency, Nuclear Data Services; https://www-nds.iaea.org/exfor/ (Database Version of 2025-05-09).Yu. E. Titarenko, V. F. Batyaev, E. I. Karpikhin, V. M. Zhivun, A. V. Ignatyuk, V. P. Lunev, N. N. Titarenko, Yu. N. Shubin, V. S. Barashenkov, INDC(CCP)-0447 (Vienna, 2009); http://www-nds.iaea.org/publications/indc/indc-ccp-0447.pdfYu. E. Titarenko, V. F. Batyaev, A. A. Belonozhenko, S. P. Borovlev, M. A. Butko, S. N. Florya, K. V. Pavlov, V. I. Rogov, R. S. Tikhonov, A. Yu. Titarenko, V. M. Zhivun, INDC(CCP)-0453 (Vienna, 2011); http://www-nds.iaea.org/publications/indc/indc-ccp-0453.pdfYu. E. Titarenko, O. V. Shvedov, V. F. Batyaev, E. I. Karpikhin, V. M. Zhivun, A. B. Koldobsky, R. D. Mulambetov, S. V. Kvasova, A. N. Sosnin, S. G. Mashnik, R. E. Prael, A. J. Sierk, T. A. Gabriel, M. Saito, H. Yasuda, Phys. Rev. C 65, 064610 (2002); https://doi.org/10.1103/PhysRevC.65.064610BIPM JCGM 100:2008. GUM 1995 with Minor Corrections, Evaluation of Measurement data — Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, 1st ed. (September 2008).Ю. Е. Титаренко, А. А. Архипов, С. А. Балюк, В. Ф. Батяев, М. В. Батяева, В. Д. Давиденко, В. М. Живун, Я. О. Зарицкий, А. А. Ковалишин, М. В. Котельный, А. С. Кирсанов, Т. В. Кулевой, И. В. Медников, Б. А. Новиков, А. В. Орлов, К. В. Павлов, В. С. Столбунов,, А. Ю. Титаренко, Р. С. Тихонов, М. Н. Шленский, Н. А. Коваленко, ЯФ 88, 286 (2025) [Phys. At. Nucl. 88(3) (2025)].T. Sato, Y. Iwamoto, S. Hashimoto, T. Ogawa, T. Furuta, S. Abe, T. Kai, P.-E. Tsai, N. Matsuda, H. Iwase, H. Shigyo, L. Sihver, K. Niita, J. Nucl. Sci. Technol. 55, 684 (2018).G. R. Lynch and O. I. Dahl, Nucl. Instrum. Methods B 58, 6 (1991); https://doi.org/10.1016/0168-583X(91)95671-YA. Yu. Konobeyev, A. Stankovskiy, D. Leichtle, A. Klix, D. Koliadko, in Proceedings of the International Conference ND-2025, Madrid, Spain, 22−27 June 2025.Yu. E. Titarenko, K. V. Pavlov, A. Yu. Titarenko, M. V. Chauzova, V. M. Zhivun, A. V. Ignatyuk, S. G. Mashnik, A. Yu. Stankovsky, S. E. Chigrinov, K. K. Gudima, Nucl. Instrum. Methods A 880, 6 (2018); https://doi.org/10.1016/j.nima.2017.10.049Yu. E. Titarenko, V. F. Batyaev, K. V. Pavlov, A. Yu. Titarenko, V. M. Zhivun, M. V. Chauzova, S. A. Balyuk, P. V. Bebenin, A. V. Ignatyuk, S. G. Mashnik, S. Leray, A. Boudard, J. C. David, D. Mancusi, J. Cugnon, Y. Yariv, K. Nishihara, N. Matsuda, H. Kumawat, A. Yu. Stankovsky, Nucl. Instrum. Methods A 821, 136 (2016); https://doi.org/10.1016/j.nima.2016.03.046Nudat 2 − National Nuclear Data Center (NNDC)/; https://www.nndc.bnl.govYu. E. Titarenko, V. F. Batyaev, E. I. Karpikhin, R. D. Mulambetov, A. B. Koldobsky, V. M. Zhivun, S. V. Mulambetova, K. A. Lipatov, Yu. A. Nekrasov, A. V. Belkin, N. N. Alexeev, V. A. Schegolev, Yu. M. Goryachev, V. E. Luk’yashin, E. N. Firsov, INDC(CCP)-434 (Vienna, 2002); http://wwwnds.iaea.org/reports/indc-ccp-434.pdfTENDL-2023 (Release Date: December 22, 2023); https://tendl.web.psi.ch/tendl_2023/ tendl2023.html