Деление 237 Np резонансными нейтронами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3-2000-92

На правах рукописи УДК 539.173.4

РГБ ОД

РУСКОВ

Иван Николов ^ } - - ^

ДЕЛЕНИЕ 237 Ир РЕЗОНАНСНЫМИ НЕЙТРОНАМИ

Специальность: 01.04.16 — физика атомного ядра и элементарных частиц

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Дубна 2000

Работа выполнена в Лаборатории нейтронной физики им. И. М. Франка Объединённого института ядерных исследований

Научные руководители: доктор физических наук,

старший научный сотрудник П степени ИЯИЯЭ-БАН,

ДЕРМЕНДЖИЕВ Элмир

доктор физико-математических наук,

начальник Отдела ядерной и нейтронной физики,

Государственный научный центр Российской Федерации

Физико-энергетический институт

им. акад. А.И. Лейпунского, ГНЦ РФ-ФЭИ,

ГОВЕРДОВСКИЙ Андрей Александрович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

ведущий научный сотрудник ЛЯР им. Г.Н. Флёрова ОИЯИ

ГАНГРСКИЙ Юрий Петрович

доктор физико-математических наук, профессор,

заведующий Кафедрой ядерной физики Обнинского института атомной энергетики,

ГРУДЗЕВИЧ Олег Теофильсиич

Ведущая организация: Научно-исследовательский институт ядерной физики

им. .Д.В.Скобельцына Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова

Защита состоится « » ИЮНЯ 2000 г. в 16 часов на заседании специализированного совета Д 047.01.05 при Лаборатории нейтронной физики им. И. М. Франка и Лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флерова Объединённого института ядерных исследований, г. Дубна, Московской области, конференц-зал ЛЯР.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИЯИ.

Автореферат разослан « » ................... 2000 г.

Ученый секретарь специализированного сонета: ']• У\ЛЛА/У- ПОПЕКО А. Г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

В последние годы в связи с обсуждением проблемы трансмутации [Б11а89] высокоактивных и токсичных трансурановых изотопов (23^р, 236Ри, 239-242рц^ 214,242ш,243дт^ ^Од^ образующихся в активной зоне (АЗ) современного ядерного реактора, интерес к 2 7Ыр сильно возрос. Причина в том, что он образуется в больших количествах в АЗ. Имея Т]/2,а = 2,14.106 лет он является один из самых самых неблагоприятных изотопов с точки зрения утилизации радиоактивных "отходов". Для его трансмутации предполагается использовать реакцию деления (п,1}. Моделирование этого процесса требует знания всего набора ядерных данных для 237Ир, в том числе и сечения деления Стг 237Ир нейтронами. Около порога при Еп = 0,65 МэВ оно плавно возрастает и известно с достаточной для целей трансмутации точностью. В подпороговой области 0( имеет ярко выраженную кластерную структуру [РВМ68+]. "Хвосты" делительных резонансов определяют величину 0( в тепловой области. Поскольку для трансмутации предполагается использовать реакторы на тепловых нейтронах, то точное знание параметров резонансов очень важно и нужно. Тем более, что имеются сильные различия ~ 1,5-3 раза между данными разных групп [РВМ68+, РВР76, .ГВ072, АММ84+, КУК92+].

Изучение резонансного деления 23^р актуально и с точки зрения физики деления для получения важной информации о самом процессе деления ядра и его характеристиках, таких как: высота и структура барьеров деления; структура переходных состояний над барьерами деления; силы связи коллективной моды между состояниями I и И класса составного ядра, влияние квантовых характеристик возбуждённых состояний составного ядра на свойства осколков деления; схемы 7"пеРех°Д°в между высоковозбуждёнными состояниями делящегося ядра и т.д. [Щер90].

Цель работы

1) Измерение сечения деления 0( (Е„) и усреднённого сечения <с^> 237 Ыр в интервале энергии нейтронов Е„ е (3-500) эВ и сравнение с данными других групп;

2) Определение площадей ст0Гг и делительных ширин П резонансов деления 237НР в интервале энергии нейтронов Е„ е (3-60) эВ, где эти значения в работах различных авторов отличаются в 1,5-3 раза;

3) Проверка гипотезы о существовании (п,уО-реакции при подбарьерном делении 23 Нр резонансными нейтронами; оценка её вклада в процессе деления, определение ширины Г-^ и энергии Еу предделительного у-кванта.

Научная новизна и практическая ценность работы

Новизна экспериментов в том, что полученные нами экспериментальные результаты привели к предположению о существовании (п/у^-реакции в

подпороговом делении 237Np, которая может быть конкурентом деления ядра через изомерное состояние.

Практическая ценность работы состоит в определении сечения деления, параметров резонансов, энергетического хода of. Эти ядерные данные важны для расчёта реакторов на тепловых и/или быстрых нейтронах и для моделирования процесса трансмутации трансурановых изотопов.

Основные результаты диссертации

1. Измерено сечение деления с высокой статистической точностью в области Епе (3 -1000) эВ;

2. Определены площади а0 Ff и ширины Ff для ряда слабых резонансов в области Е„ < 10 эВ, а также для резонансов в области первого резонансного кластера при Е„ ~ 40 эВ;

3. Впервые выявлена вариация выходов 3 и более ^-квантов деления от резонанса к резонансу, которая изменяется в пределах ~ 5 % по отношению к усреднённому значению.

4. Показано, что часть этой вариации может быть связана с протеканием (п.тО-реакции в подпороговом резонансном делении 237Np нейтронами.

5. Впервые получена оценка энергии этого предцелительного 7-кванта (или этих 7-квантов) Е^ > 0,6 МэВ и оценена ширина возможного (п,уО~ процесса (Г-^ ~ 1 — ЮмкэВ).

Апробация работы

Представленные в диссертации результаты докладывались на симпозиуме "Ядерные данные для науки и технологии" в Юлихе, Германия, 1991 г., на конференциях по физике деления в Смоленице, Словакия (1993 г.), на конференциях и совещаниях по нейтронной физике в Алуште (1991 г.), Дубне (1994-95 гг.), Обнинске (1993-95 гг.). По материалам диссертации опубликованы 11 работ. Наши исследования были поддержаны Российским Фондом Фундаментальных Исследований (грант № 95-020-03740) и Международным Научно-Техническим Центром (грант № 471-97).

Публикации

Основные результаты опубликованы в 11 работах, в которых Диссертант является соавтором: в том числе, журнальные статьи - 4 [5, 7, 10, 11], доклады на международных конференциях и рабочих совещаниях - 5 [1, 2, 6, 8, 9], препринты ОШШ - 2 [3, 4].

Объем и структура диссертации

Диссертация содержить 195 страниц, включающих в себя 76 рисунков и 15 таблиц. Диссертация состоит из Введения, 4 глав и Заключения. Полный список литературы состоит из 301 наименований.

Большое число методических вопросов, которые могут оказаться полезными для Читателя, обсуждаются в отдельных Приложениях 1-9, содержащих 152 страниц, 49 рисунков и 20 таблиц, которые предоставлены в конце Диссертации.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении " 23^р - проблемы фундаментального, прикладного и методического характера " дано исчерпывающее представление об актуальности исследования подпорогового деления 2Э7Кр и о современном состоянии проблемы. Подчёркнуто, что из за больших сложностей, с которыми сопровождается изучение подпорогового деления изотопа 23^р, число работ по теме невелико, а получение данные неполные. Существующие данные по параметрам резонансов и усреднённом сечении деления к началу нашей работы различались в 1,5-3 раза.

Первая глава " Модели строения атомного ядра и деление " представляет обзор по физике деления атомного ядра с точки зрения разных ядерных моделей. Коротко рассмотрены основные понятия физики деления ядра, такие как делимость, барьер и порог деления согласно моделям жидкой капли Хила-Уилера [Н>М39] и оболочечных поправок Струтинского [81x67], а так же модели составного ядра Н. Бора [ВоЬЗб]. Кроме того, обсуждается каналовая теория деления О. Бора [Вог56]. В § 1.8 подробно описана промеэюуточная структура в сечении подпорогового деления 23 1Мр (РВМ68+], 240Ри, 2* и как результат разной по силе взаимной связи между состояниями I и II класса составного ядра. Рассматрываются и спонтанное деление тяжёлых ядер [РР40] и изомеры формы [РОК62+],

Во второй главе описана методика измерения сечения деления 237Ыр резонансными нейтронами, площадей ОсГг и ширин Гг резонансов деления и исследования вариации выходов у-квантов деления от резонанса к резонансу.

В § 2.1 рассмотрен метод времени пролёта, который использовался для выделения эффекта деления нейтронами разных энергий.

В § 2.3 описаны условия измерений (§ 2.3.1) и составные части и характеристики созданной экспериментальной установки для исследования о(-2Э7Мр нейтронами. Она состояла из (Рис. 1): импульсного источника нейтронов ИИН (1) (§ 2.2); системы формирования нейтронного пучка (2)-(6); измерительно-накопительно-обрабатывающей компьютеризованной системы (ИНОС) (7}-(10).

В качестве ИИН использовался бустер ИБР-30, работающий совместно с ЛУЭ-40. Отмечаются как положительные стороны этого источника (относительно высокая плотность потока резонансных нейтронов до Е„ ~ 50 эВ), так и его недостатки (относительно большой фон запаздывающих нейтронов и плохое энергетическое разрешение при ширине вспышек х ~ 4 мкс).

Частота повторения нейтронных импульсов была / «100 Гц, а их средняя ширина <Т> зависела от коэффициента размножения быстрых нейтронов к в активной зоне ИБР-30. Были выполнены измерения при двух размножениях нейтронов в АЗ: <к>~ 200 (<т>= 4 мкс) и <к> - 100 (<т>~ 2,5 мкс).

ИНОС (§ 2.3.2) состояла из детектора осколков деления (7), Ап-детектора у — лучей (8), электроники детекторов осколков и у — квантов (9), компьютеризованного модуля для временного и амплитудного анализа (10) и была расположена на III канале ИБР-30 в павилионе И2 52 на расстояние Ь ~ 58,4 м от его АЗ (1). На этой базе диапазон доступных для измерения энергии нейтронов: Еп » 0,2 эВ - 1 кэВ, а временное разрешение нейтронного спектрометра составляло 8т = 70 нс/м при <к> ~ 200 и 5т = 40нс/м при <к> «100.

Рис. 1. Схема экспериментальной установки на 3 пучке ИБР-30:

1 - активная зона; 2 - вакуумированный нейтроновод; 3 - коллиматор нейтронного пучка; 4 - фильтр из С<1; 5- фильтры из Мп, Со, Ий; 6 - защита -коллиматор; 7 -многосекционная камера деления; 8 - БЖСД; 9 - аналоговая часть электроники; 10 - компьютеризованный времяпролётный анализатор.

В § 2.3.2.1 и Приложении 6 описаны используемые дла регистрации осколков деления многослойные ионизационные камеры деления (КД), работающие в импульсном режиме. Показано, что использование такого типа детектора осколков является предпочтительным для решения задач, связанных с регистрацией осколков деления на фоне высокой собственной а-активности 237Нр. Использовались две КД, содержащие разное количество изотопа нептуния 237Ыр: малая камера деления (МКД) { тм (2371\р) = 0,133 г } и большая камера деления (БКД) {тб (2371Чр) = 1,5 г}. Конструкция обеих КД определялась поставленными выше задачами и условиями измерений. КД располагалась в сквозном отверстии большого 6-секционного жидкостного сцинтилляционного детектора у-лучей БЖСД (§ 2.3.2.2).

Нкоторые параметры используемых мишеней данны в Таблице 1.

Конструкция и схема расположения электродов большой камеры деления (БКД) показана на Рис. 2. Рабочим газом служила стандартная смесь из 90 % Аг + 10 % СН4 (Р10-газ) при давлении р ~ [ 600 760 ] мм рт. ст.

В качестве

Таблица 1

Мишени Камера МВД БКД

Число двухсторонних мишеней с Гч'р, шт. 6 15

Химическое соединение ЫрОг ыРо2

Диаметр активного слоя, мм 40 80

Средняя плотность изотопа, мг/см*' - I - 1

Суммарная масса, мг 133 + 13 1507 + 45

Суммарное число ядер2"Ыр, 10л> 3,38 ±0,34 38,30+ 1,15

Примеси г/г 10" 10"

Примеси •ши, г/г 10' 10"

Калибровочные мишени из V, шт 1 1

Химическое соединение и,о8 и,О,

Обогащение по изотопу % 90 90

Средняя плотность изотопа, мг/см2 1 1

Масса, мг 8,4 + 0,85 10,5± 1,05

Число ядер 10" 2,17 ±0,22 2,71 ±0,27

стандарта определения

для

О, 237Кр использовалось сечение деления 235и в

диапазоне резонансных энергий до Е„ ~ 20 эВ, где имеется ряд сильных и относительно изолированных резонансов деления, чии характеристики известны с высокой точностью [Мищ84].

аяц 1

8

Рис. 2. Принципиальная схема БКД:

1 - корпус, 2 - плоскопараллельные секции, 3 - держатели, 4 - фланец, 5 - СР разъём для урановой секции, 6 - СР разъёмы восьми нептуниевых секций, 7 - вакуумный вентиль для откачки и наполнения. Все размеры показаны в

миллиметрах.

из Ир, а так же числа ядер и в

с помощью а-спектрометра ЛЯР

235т

Определение числа ядер Кр в мишенях калибровочной мишени из и проводилось (Приложение 7). Определение доли примесей изотопа в Кр-мшиснях

проводилось и по счёту делений в интервале энергий нейтронов Е„» (8,55 + 8,85 ) эВ во времяпролётных спектрах деления 23^р ( § 2.4 ), т.е по проявлению наиболее сильного резонанса деления 235и при Е„ ~ 8,8 эВ. Таким образом, было определено, что доля примесей 235и не более 10"6 г/г.

В § 2.3.2.2 рассмотрены регистрация у-квантов деления при помощи 6-ти секционного жидкостного сцинтилляционного детектора нейтронов и у-лучей и его

характеристики [МПР72+]. Основное качество этого детектора в режиме ■ регистрации у-лучей - это его низкая чувствительность к рассеяным быстрым

нейтронам и безрадиационное поглощение тепловых

нейтронов растворенным в толуоле метил-боратом.

§ 2.4 посвящён

измерениям времяпролётных (ВПС) и амплитудных

спектров (АС) импульсов осколков деления и их совпадений с импульсами у-квантов с БЖСД, а так же определению эффективности регистрации осколков (§ 2.4.2), величины и поведения фона (§ 2.4.4) в ВПС деления и совпадения.

Блок-схемы электроники БЖСД и большой камеры деления (БКД) показаны на Рис.3. Накопление, сохранение, предварительная обработка и визуализация спектров

осуществлялась с помощью программы МАК [МАК91]. Каждый из 2048 канальных времяпролётных спектров состоял из 4 групп временных окон: 1024 х 1 мке, 512x4 мке, 256 х 8 мке и 256 х 16 мке.

Рис. 3. Блок-схема электроники детекторов осколков и у-квантов:

(1) - многослойная газовая ионизационная камера деления (БКД); (2) - БЖСД: НУ--предусилитель; У - усилитель; Д - дискриминатор; ДФ - дискриминатор + формирователь; £ -сумматор; БМСС - быстрая мажоритарная схема совпадений; МСС - "медленная" схема совпадений; МКА - многоканальный анализатор амплитуд АК-1024; (Д, С, ЗС) - временные анализаторы импульсов делений, совпадений и задержанных совпадений; КК - крейт-контролер, ио~ 300 -400 В, и -2100 -2250 В. .

Для определения эффективности регистрации (§ 2.4.3) осколков деления ядер 237Np - е/7' и 235U - ef(5), измерялись их амплитудные спектры. Постоянство величин £f(?) и £f(S) в разные моменты времени после нейтронной вспышки ИИН проверялось путём измерения амплитудных спектров осколков деления в 8 временных "окнах" шириною по 128 каналов каждое. Было найдено, что начиная со 2-го "окна" все амплитудные спектры имеют одинаковую форму без каких-либо сдвигов спектров по временной оси. Это свидетельствовало о постоянстве величин е/7) и ef(5i вплоть до Еп~1 кэВ.

Фон в ВПС

шшслелилсн

N„

1ШЯ,

•ММ -

деления "" U определялся (§ 2.4.4.1) при помощи резонансных фильтров из Мп (337 оВ), Со (132 кэВ), Rh (1,26 эВ) и Cd (0,18 зВ), помещённых в пучок нейтронов. На Рис. 4. показано одно из измерений с

резонансными фильтрами в пучке. Для

определения параметров фоновой кривой нами использовался метод наименьших квадратов (§ 2.4.4.2), реализованый в неопубликованной до сих пор программе Диссертанта для

обработки ВПС на базе минимизирующего модуля FUMILI

[ГЖИ89], а также хорошо известная

программа ORIGIN

[Ori98] (Рис. 5).

Определение фона в ВПС деления Np (§ 2.4.4.4) с помощью резонансных фильтров сильно затруднено по следующим причинам: во-первых - это чрезвычайно малые

межрезонансные значения <У/ на уровне

З.ЭД

1000 1200 1400 1600 . Kin ten ы

Рис. 4. Экспериментальные ВПС импульсов деления

"5и (снизу) и 237Кр (сверху). Использовании "черные" резонансные фильтры из Мп, Со, КЬ и Сс1. Временная

кодировка ВКП-4: 1024 х 1 мке + 512x4 мке + 256 х 8 мке + 256 х 16 мке. Время набора спектров: = 21 ч. 20 мин. Коэффициент размножения нейтронов в АЗ ИБР-30: к = 100. ~ 10 1 барн, при которых

применение резонансных фильтров не даёт нужного эффекта; во-вторых, как

было указано выше, это - характерный для ИБР-30 недостаток — относительно высокий фон запаздывающих нейтронов из АЗ между вспышками (§ 2.2.1.3).

2Ш 400

каналы

61» SIXI 1(Х)0 1200 1400 160(1 180(1 2000

X W4

- 11

«

...........«..........................' ... ..ЗрЙ.........

i • i < t 1 i ■ t > t • i ' i • i

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1SOO 2000

каналы

Рис. 5. ВПС 2351) вместе с кривыми фона. (1) - измерение с фильтрами нейтронов из Мп, Со, Кк, СУ, 1 = 21 ч. 20 мин; (2) - измерение с фильтром из Сс1, I = 83 ч. 48 мин. Средняя мощность ИБР-30: <\У> ~ 4,5 кВ.

Поэтому, для определения фона в диапазоне Е„ от ~ 3 эВ до- 1000 эВ выбирались — 20-ти интервалов, где по данным [М1щ84] нет резонансов и МНК проводилась гладкая кривая фона. Аппроксимация фоновых точек разными гладкими функциями показала, что величина неопределенностей при определении фона, возникающих при использовании различных функции для описания его хода в области кластера резонансов при энергии нейтронов Еп ~ 40 эВ, не больше статистической ошибки фона и практически не влияет на величину отношения площадей соответствующих резонансов в обоих ВПС — "делительном" и "совпадательном".

Практически равноточные результаты были получены при использовании в качестве подгоночной функции суммы трёх экспонент (Рис. 6), полинома 6-ой степени, 4-параметричной квадратической функции или путём сглаживания спектров кубической сплайн-фунукцией (Рис. 7).

Фон в ВПС совпадений импульсов у-детектора с импульсами КД (§ 2.4.4.6 ) имеет кроме плавно изменяющейся составляющей ещё и резонансную - это случайные совпадения между у-квантами и фоновыми делениями.

Рис. 6. Кривые фона в делительном ВПС 23^р (в [-представлении). Показаны гладкие кривые фона и их параметры: (1) - фон провёден по 59 точкам; (2) - фон проведён по 56 точкам, не учитывая 3 точек в районе (3), доверительные интервалы - 95 %.

каналы

Рис. 7. Кривые фона в делительном ВПС 237Кр. Показаны гладкие кривые фона, полученные по 59 точкам с использованием: (1) - 4-параметричной квадратической функции (пунктир с точками); (2) - полиномом 6-степени (пунктирная линия); (3) - кубической сплайн-функцией (непрерывная линия).

Поэтому, для определения вклада случайных совпадений (СС) вводилась временная задержка импульсов с БСЖД и измерялись ВПС задержанных совпадений (ЗС). Измерения ВПС ЗС выполнялись одновременно с измерением мгновенных совпадений (МС) [ГКП59]. Ширина временного окна схемы совпадений после оптимизации была выбрана равной 1 мкс, а измерения проводились и на пониженной мощности реактора <\У> ~ 4,5 кВ, при которой ВПС имели несколько лучшее временное разрешение.

На Рис. 8 показаны ВПС: деления (1), " >3у^ "- совпадений (2) и задержанных совпадений (3) для 237Ыр. Эффективность детектирования делений в канале совпадений ~ 42 %, доля случайных совпадений < 10 % от суммарного счёта совпадений и ~ 2-3 % от счёта делений.

Л},

ими

ю'

10'

юг

10'

10°

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 кацапы

Рис. 8. Времяпролстпые спектры 23^р. Время измерения: I = 83 ч. 40 мин. Временная кодировка ВКП-4 как на Рис. 4. (1) - ВПС деления, N. = (2)-ВПС совпадений >3у-квантов с делениями, Щк); (З)-ВПС задержанных совпадений, N^=N^(10; Временное окно (разрешающее время) схемы совпадений: т= 1 мкс. Время задержки: ^ = 5 мкс.

После поканального вычитания ВПС задержанных совпадений (3) от суммарных совпадений (2), определялся фон согласно изложенной выше процедуре.

Третья глава посвящена методу определения из ВПС деления площаде» о0Гь ширин П и усреднённого сечения деления <ст(> (§3.1).

Для определения величин о0Гс, ВПС, измереные с помощью малой камерь деления (МКД) обрабатывались методом "площадей" , а ВПС с БКД - методои "формы". Оба метода подробно описаны в Приложении 4 Диссертации.

Согласно методу "площадей", в приближении тонкой мишени > пренебрежимо малой межрезонансной интерференции, площадь 7-ого резонанс

-л—.—|—I—с

ш

^ .V №

- \ : у—| 'к''"

.и,

г*\ 2 **

1 I

1» <! I М1 * £ 1

'¡и ч 1; 'Г >ь т

Ир - (осП)/ , при известном значении площади для 1-ого резонанса

5и, определялась по формуле:

Ь>/1

(5)

п0) (Е,

(1)

Таким образом, нахождение (ст0П-)/" сводилось к определению: сумм и

(ЕМ[)1<5), которые являются суммарными скоростями деления в пределах соответствующих резонансов; эффективностей регистрации актов делений е/7) и

(5)

е/ с КД; числа ядер п изотопа Np в мишенях из нептуний и п калибровочной урановой мишени.

Для определения делительных ширин (Гг)/7> с помощью полученных площадей (СТсП)/7', из формул (4-26) Приложения 4, после несложных преобразований, можно получить следующую формулу:

(Г/)<7)=0,384.10-6-

ст.Г,

\<7)

иг„/г

■Е,

(2)

В ней все константы учтены числовым множителем, а размерность всех

остальных

величин дана в "эВ". Для расчёта (а0Гг)|'

(5)

рекомендованные значения для

л7)

. (5)

и Гг

(7)

(5)

использовались которые, как и значения нейтронных и полных ширин Г/", брались из [М\^84]. Суммарные

ошибки площадей и делительных ширин рассчитывались стандартным образом, учитывая ошибки всех величин в обеих формулах (1) и (2).

Для сравнения полученного нами сечения деления с данными других авторов, рассчитывалось усреднённое в интервале [Е|-Е2] сечение по следующей формуле:

\0,9

<о/(Е„Е1Уп>1 =

1,66.10" Е2-Е,

(3)

Здесь Ej - энергия нейтронов, соответствующая середине энергетического интервала [Е1-Е2], а Е, - энергия г'-го калибровочного резонанса 235и. Каждое значение <оу(Е1,Е2)> является средним по трём значениям Е; ^ Е„, ={7,1; 12,4; 19,3} эВ.

После вычитания фона, для 27 резонансов в интервале 3 эВ -4- 50 эВ были определены величины а0Г[ и Гг ( Таблицы 1 4 ). В Таблице 1 представлены значения о0Гг, измеренные Платтардом и др. [РВР76], Пикельнером и др. [ГКК70+] и нами [3,5], в интервале Еп = (0,5-ь 11) эВ. Видно, что данные полученные в Дубне систематически выше данных французской группы [РВР76]. В среднем, отношение сумм по величинам ст0Гг работы [3, 5] и этой работы = 2,4. Значения асГ{ для резонансов в интервале Еп ~ (24 + 50) эВ показаны в Таблице 2. В этом интервале отношение = 3,2, т.е. на 30 % выше значения отношения в первом интервале. Но в обоих интервалах

имеются слабые резонансы,такие как при 4,86 эВ; 10,68 эВ; 29,49 эВ и 38,18 эВ, для которых разница в значениях выходит далеко за пределы ошибок Д(о0Гг). В Таблице 3 и Таблице 4 сравниваются значения делительных ширин Гг взятые из работ Платтарда и др. [РВР76], Колллара и др. [КТ1Л1] и Дерменджиева и др. [3,5].

Таблица 1. Площади а„ Г, резонансов в интервале

е., (эВ) о,, Г[, (барн.эВ ). 10'3

Пикельнер и др. [ГКК70+] Платтард ' и др. [РВР76] Дерменджие в и др. [3,5]

0,489 2,9 ± 0,7

1,321 3,8 ± 1,0

1,479 3,5 ± 1,0

1,969 1,9 ± 1,0

3,865 16 ± 4 6 ± 0,9 11,7 ± 1,9

4,26 0,4 ± 0,3 1,3 ± 0,2

4,86 0,1 ± 0,1 1 ± 0,2

5,78 46 ± 9 1,6 ± 1,8 35,4 ± 5,6

7,42 12 ± 6 2,7 ± 0,6 6,6 ± 1,1

8,30 0,9 ± 0,5 3,5 ± 0,6

8,97 4,1 ± 0,5 11,8 ± 1,9

10,68 2,5 ± 0,4 10,2 ± 1,6

10,84 1,8 ± 0,6 3,1 ± 0,5

11,10 1,0 ± 0,3 2,6 ± 0,5

Таблица 2. Площади о0 Гг резонансов в интервале энергий нейтронов от ~ 24 эВ до - 50 эВ.

Е„, (зВ) ст0 Г,, ( барн. эВ ) х 10'®

Платтард и др. ( рвр76 ] Дерменджиев и др. (3,5]

24,98 17,8 ± 1,8 43 ± 7

26,19 11 ± 4 44 ± 7

26,56 70,7 ± 5,5 170 ± 30

29,49 0,6 ± 0,2 23 ± 4

30,41 308 ± 12 850 ± 140

30,75 1,3 ± 0,6 5,2 ± 0,8

31,30 2,2 ± 0,7 1,5 ± 0,3

37,15 147,3 ± 12 440 ± 70

38,18 7,7 ± 2,2 82 ± 13

38,92 288 ± 24 890 ± 140

39,24 153,2 ± 12 530 ± 80

39,79 69,4 ± 22 190 ± 30

39,93 891,8 ± 44,5 2920 ± 470

41,35 389 ± 27 1230 ± 200

42,81 21,3 ± 7 95 ± 15

46,04 130,2 ± 7 400 ± 60

50,34 117,7 ± 13 370 ± 60

Сравнение данных, приведенных в Таблицах 1 + 4 показывает, что в интервале энергий нейтронов ниже ~ 50 эВ полученные значения делительных ширин Гг [3,5] для большинства резонансов согласуются, в пределах достигнутой точности ( ~ 15-20 % ) с рекомендованными значениями [\lug84], хотя значения Гг для некоторых резонансов выходили за пределы ошибок. Значения усреднённого сечения 237Ыр в районе Е„ е [3-5- 500 ] эВ представлены в Таблице 5 (1-ая колонка) вместе с их полными ошибками.

Таблица 3. Делительные ширины Гг резонансов в интервале Последние включают В

себя статистическую ошибку суммы делений Д(Ш/7)) в интервале нейтронных энергий

[Е,-Е2] и указанные выше систематические ошибки.

Значения для

усреднённого сечения <о({ДЕ„)> показаны на Рис. 9 вместе с данными работ [РВР76], [1В072] и [КУК92+], которые получены на значительно отличающихся по своему энергетическому разрешению нейтронных спектрометрах: от ~ 0,04 % [РВР76] и ~ 2 % [3] до ~ 30 % [00097+] и ~ 40 % [КУК92+]. Поэтому

приведенное здесь

сравнение данных,

полученых на разных по разрешению спектрометрах, является качественным. Видно, что значения усреднённого сечения работы [4,7] в нтервалах Е„ - (5-6; 30-60; 110-130; 180-240} эВ примерно в 3 раза выше величин о/7', полученных в Сакле [РВР76], и в пределах ошибок согласуются с данными Кимуры и др. [КУК92+] из Университета в Киото, а также с данными Джаколетти и др. [Ш072], полученными с использованием нейтронов подземного ядерного взрыва. Полученые нами значения усреднённого сечения между кластерами практически совпадают с данными Сакле, хотя можно было ожидать, что они, как и значения а/7) в области кластеров, будут выше их.

На Рис. 10 показаны кривые усреднённого сечения деления 23тЫр <а({Е„)> на спектрометрах по времени замедления: (1) - [КУК92+], (4) - [00097+] и по времени пролёта: (2) - [5], (5) - [12]. Пунктиром показано, оценённое сечение (3)-[1§п96]. Видно качественное согласие между ними. Определённое различие между [4] и [11] связано с более правильным определением фона в [11]. Таким образом, Дубненские данные по <а{{Е„)> согласуются с данными Кимуры и др. [КУК92+], Джаколетти и др. [ДВ072] и примерно в 3 раза выше данных Сакле [РВР76].

энергий нейтронов от - 0,5 эВ до - 11 эВ.

Е„ (эВ) Гг ( мкэВ )

РекоменЬова и-ные значения [Ми284] Пикслъ-нер и др. [ГКК70+] Платтард и др. [ РВР76 ] Дермеиджие в и др. [3,5]

0,489 1,24 ± 0,26 1,3

1,321 8,7 ± 0,5 4,1

1,479 1,33 ± 0,14 1Д

1,969 4,2 ± 0,3 8,4

3,865 7,0 ± 0,7 7,8 3 + 0,5 5,8 ± 1,0

4,26 0,34 ± 0,2 0,2 ± 0,2 6,4 ± 1,2

4,86 7,9 ± 0,2 0,07 ± 0,07 4,4 ± 0,9

5,78 12,6 ± 0,5 13 5 ± 0,5 11,1 ± 1,9

7,42 9,5 ± 0,9 19 4,2 + 1,0 10,4 ± 1,9

8,31 670 ] 2 2,1 ^ 0,6 8,7 :1 1,6

8,97 24,0 ± 1,2 8,8 ± 1,2 26 ± 5

10,68 5,4 ± 0,4 1,5 + 0,3 6,4 ± 1,1

10,84 0,8 ± 0,3 0,8 ± 0,3 1,3 ± 0,2

11,10 3,4 ± 0,3 0,4 + 0,1 1,2 ± 0,2

Таблица 4, Делительные ширины Гг резонансов в интервале энергий Четиептяя

нейтронов от - 24 эВ до - 50 эВ - -

глава посвящена

поиску (п , у f) -

реакции в

подпороговом

делении 237Ир

резонансными

нейтронами.

В § 4.1

описан механизм

(п.у^-процесса.

В § 4.2

обсуждаются

экспериментальн

ые методы его

исследования.

Особо внимание

уделено

прямому методу,

связаному с

регистрацией

мгновенных у-

квантов. Так как

у-кванты в

основном

излучаются на

поздней фазе

деления, т.е.

через ~ 10~15 с

после деления

составного ядра,

то

предполагают, что величина энергии

возбуждения составного ядра слабо влияет на множественность и форму у-спектров с осколков деления. Поэтому, вариацию множественности (или её функционалом) и полной энергии у-квантов деления от резонанса к резонансу, за счёт испускания предделительного у-кванта, считают индикатором существования (п,у!")-рсакции.

Вариацию средней множественности делительных у-квантов А<\г^> по отношению к средней множественности предделительных у-квантов > определяют формулой [11Т873+]:

Е„, (эВ) Г, ( мкэВ )

Рекомендован-пые значения [Миг84] Колюр и др. [КТ1Л1] Платтард и др. [ РВР76 ] Дерменджцев и др. [3,5]

24,98 8,5 ± 0,6 40,8 ± 3,4 3,6 ± 0,5 8,2 ± 1,5

26,19 85 ± 5 71,6 ± 24 30,6 ± 8,5 160 ± 30

26,56 63 ± 2 64,2 ± 7,3 22,5 ± 3,2 57 ± 10

29,49 62 ± 46 9,9 ± 6,1 300 ± 50

30,41 270 ± 8 109 ± 13 79,8 ± 10,2 250 ± 40

30,75 6,6 ± 6,6 132 ± 40 5,1 ± 2,7 18 + 3

3130 17 ± 3 44,3 ± 23 6,9 ± 2,4 5 ± 0,9

37,15 340 ± 10 232 ± 46 142,3 ± 28,5 360 ± 60

38,18 20 ± 2 68,5 ± 21 8,6 ± 3,0 72 ± 13

38,92 1000 ± 200 710 ± 180 380,2 ± 84,0 970 ± 170

39,24 840 ± 12 533 ± 160 333,1 ± 105,8 1060 ± 190

39,79 21 ± 21 1686,9 ± 800,0 1480 ± 260

39,93 7720 ± 66 5500 ± 970 864,7 ± 122,7 6360 ± 1110

41,35 700 ± 20 275 ± 48 216,7 ± 32,5 720 ± 130

42,81 1000 ± 100 307 ± 88 236,8 ± 153,4 1110 ± 200

46,04 700 ± 40 550 ± 110 276,1 ± 139,8 820 ± 140

50,34 57 ± 70 57,2 ± 8,4 23,3 ± 5,9 310 ± 50

А<У/Е,)> = (Г-ус/ Гг) < >

(4)

Таблица 5 Усредненное сечение леления " Кр в интервале энергий нейтронов _от 3 эВ до 500 эВ._

<оу->, мбарн

4Е„, эВ [4,7] по Г) [3.5] из ПС Г/ 1 П] из по Г[ из 1 МиЁ84] 1П]

3 - 4 22 ■ + 6 18,3 + 4,8 18 + 2 22 ± 1 26 + 6

4 - 5 9 ± 3 5,2 ± 0,6 1,7 + 0,1 5,1 + 0,2 7,6 + 1,2

5 - 6 55 + 10 53 + 14 51 + 7 61 + 5 56 + 16

6 - 8 6 + 2 6,4 ± 1,4 6,1 + 0,7 10,5 + 0,4 12 ± 5

8 - 10 12 ± 3 12 ± 2 10 + 1 210 + 17 15 ± 5

10 - 15 8 ± 3 5,3 ± 0,9 3,4 + 0,3 6 + 3 8 + 1

15 - 20 14 ± 4 0,49 ± 0,09 0,48 ± 0,04 0,53 + 0,04 14 + 1

20 - 25 23 ± 6 10 + 3 13,5 ± 1,8 12,5 ± 1,1 22 + 3

25 - 30 110 ± 20 82 ± 14 74 ± 7 76 ± 5 96 ± 18

30 - 35 350 ± 60 254 + 65 253 + 32 276 ± 22 260 ± 80

35 - 40 1640 ± 260 1346 + 222 1263 ± 116 1362 ± 79 1030 ± 240

40 - 50 340 + 60 294 ± 52 283 ± 23 292 ± 16 420 ± 120

50 - 60 6 ± 2 57 + 18 50 ± 6 53' ± 4 50 ± 15

60 - 70 5 ± 2 12 ± 5

70 - 80 2 ± 1 10 ± 5

80 - 90 4 + 2 9 ± 2

90 - 100 4 ± 2 9 ± 2

100 - 110 16 ± 4 8,5 ± 1,0

110 - 130 160 + 30 110 ± 40

130 - 150 50 ± 9 18 ± 5

150 - 180 13 + 3 11 ± 3

180 - 240 220 + 40 160 ± 30

240 - 300 91 ± 17 70 ± 10

300 - 500 46 ± 12 34 ± 7

Считается, что из-за большого числа выходных каналов этой реакции ширина Г^ остается постоянной для резонансов одного спина [Ьуп68]. Поскольку средние множественность <Чу(> и энергия предделительных у-квантов <Е-^> зависят только от этого процесса, то они должны быть постоянными для резонансов одного спина.

<ср, .

мбарн 1000

3 4 567 Ю 2 3 4 567 Ю0 2 3 4 567 ЮОО 2 3 4 567

Еп,эВ

Рис.9. Сравнение значений <Ог> для Мр, измереных на нейтронах подземного ядреного взрыва (1) - [№072], в Сакле (2) - [РВР76], на КЫЬЗ (3) - [КУК92+] и на ИБР-30+ЛУЭ-40 (4)-[4,7].

Е„,ЭВ

Рис. 10. Значения <Ог > для 23^р, измереные на установках: КиЬЗ (1)-[КУК92+], ФАКЕЛ (4) - К®097+], ИБР-30+ЛУЭ-40: (2)-[4,7] и (5)-[11], показаны вместе с оценочными значениями (3) - [1$п96].

Тогда для средней множественности у-квантов деления <\»т > в случае

существования (п,уО-реакции имеем следующее соотношение [11Т873+, Тго78, Щер90, Куа97):

<ут >= <\'к> + Д<у7> = + / П) < у-/{> (5)

Здесь <\,-/(> - среднее значение множественности предделительных у-квантов, а <\!-р> - среднее значение множественности у-квантов при отсутствие (п,уО-реакции; Г^ и Г, - ширина этой реакции и полная ширина деления. Обычно среднее значение множественности у-квантов деления, в случае отсутствия (п,уГ)-реакции, <\|ц)> ~ 7 [VWS73], а для средней множественности < > предполагается, что она равна 1. Из соотношений (4) - (5) видно, что в случае протекания (п,уО-процесса должны наблюдаться корреляции величин множественности у-квантов Уг с обратной шириной деления Информация о множественности у-квантов получается

используя метод совпадений нескольких у-квантов деления с актами деления ядер.

§ 4.3 посвящён описанию эксперимента, а § 4.4 — определению относительных флуктуации выходов у-квантов деления от резонанса к резонансу. Отношение Я, числа отчётов в /-ом резонансе ВПС совпадения импульсов от 3 и больше у-квантов с импульсами осколков к числу отчётов в соответственном резонансе ВПС деления определялось по формуле:

tN.«>Л

-= ¡ег{Ег)<Уг(Еу)>, йЕу (6)

Я, =

'г//

Величины Т{„ определённые по формуле (6), представляют в действительности вероятности регистрации актов деления ядра по у-квантам деления. Ожидается, что изменению средней множественности у-квантов деления А<\'у> на ~ 50 %, отвечает изменение в их выходе Д11 на = 8 %. Т.е.:

Д<\>т> ~ 6ДЯ (7)

Значения выходов Л; у-квантов в резонансах деления были нормированными к значению Изадз Для резонанса при энергии 39,93 эВ, имеющего наибольшую ширину деления, Гг ~ б - 7 мэВ [10]. На Рис. 11 и Рис. 12 представлены величины:

= /К зч9з (8)

В результате получается следующая формула для нормированых у-выходов отдельных резонансов:

Ллд д., Лло 01 1 / Г .. А Г

(9)

Отсюда сразу становится ясно, что значение коэффициента линейной корреляции г между относительными выходами у-квантов и обратной шириной деления может служить индикатором о протекании (п,уО-реакции.

Для оценки энергии Евозможных предделительных у-квантов были использованы 3 разных значения порогов регистрации у-квантов БЖСД, соответствующих энергиям у-квантов Ег ~ {0,2 ; 0,4; 0,6} МэВ. Полученные из этих трёх измерений величины относительных выходов у-квантов в области разрешённых резонансов деления нейтронами с энергиями Е„ < 10 эВ, в резонансном кластере при Еп ~ 40 эВ и в области неразрешённых резонансов при энергии 100 эВ < £„<400 эВ, показаны на Рис.11 и Рис. 12.

В интервале энергий нейтронов 100 эВ <£„< 400 эВ, значения усреднённых по многим резонансам относительных выходов у-квантов близки к 1. Средневзвешенное значение относительных выходов в этом энергетическом интервале составляет <R>wur = 1,030 ± 0,005. Оно близко к усреднённому относительному у-выходу для "40 эВ"- кластера - <R>W = 1,02.5 + 0,012, так как центральные резонансы резонансных кластеров при ~40эВ, ~ 120 эВ и ~ 200 эВ имеют большие и близкие значения ширин деления Tf - 10"2эВ.

В интервале энергии нейтронов Е„ < 10 эВ все резонансы имеют экстремально низкие значения делительных ширин - Гг < 26 мкэВ. Нами определены оба значения: среднее и средне взвешенное по всем наблюдаемым в нашем эксперименте резонансам, т.е. <R>wlr = 1,08 ± 0,02 и <R>lr = 1,12 ± 0,06 соответственно. Видно, что в рамках ошибок оба значения согласуются между собой.

Чтобы проверить является ли увеличение относительных выходов у-квантов результатом 237Np (п,у0-реакции, каждый из трёх наборов величин R был проверен " l/rf " - тестом, т.е. на наличие линейной корреляции между величинами R и обратными делительными ширинами 1/Гь в соответствии с формулой (9). Более полное описание самого теста и полученные результы даны в Приложении 9.

В § 4.5 обсуждаются результаты теста на наличие (п,у0-реакции в подпороговом делении 237Np резонансными нейтронами, которые сводятся к следующему:

1. Имеется значительная и статистически значимая линейная корреляция между значениями относительных выходов у-квантов деления R и обратными делительными ширинами наблюдаемых резонансов в диапазоне энергии нейтронов от ~ 3 эВ до - 60 эВ;

2. Линейная корреляция большая при измерении с "низким" ( Er ~ 0,2 МэВ) и "высоким" 0,6 МэВ) порогами: г (R, Ff') ~ 0,7-0,8, тогда как при измерении с "промежуточным" порогом (Еу~ 0,4 МэВ) она умереная r(R, ГГ1) ~ 0,3-0,5 и не очень значимой. Это можно "объяснить" предполагая наличие структурности в энергетическом спектре у-квантов деления. Исключение возможных методических ошибок при проведении нашего эксперимента может быть реализовано проведением более точных экспериментов с одновременной регистрацией энергетического спектра и множественности у-квантов деления.

Nf

10"

ю5 S

1.50 1.25 1.00

Phc.11. Относительные выходы >Зу-квантов R в отдельных резонансах деления :37Np в области энергии нейтронов Е„е (1 - 500) эВ, при 3 разных порогах их регистрации {0,2; 0,4; 0,6} МэВ

Nf 104 103 В i.i

1.0 0.9

20 25 30 35 40 45 50 Е„, эВ

j р

JuhAJ^

^ .....I I

*ev " 1.030 i fi.oñs-

ai

10

100 E„, эВ

Рис. 12. Относительные выходы 3 и больше у-кваитов Д. в отдельных

резонансах деления 23^р при 3 разных порогах их регистрации Щ: ~ 0,2 МэВ (треугольники); ~ 0,4 МэВ (квадратики); - 0,6 МэВ (кружочки) в области 40-эВ кластера резонансов, Е„ е (25 - 50) эВ [8,10].

3. Линейная корреляция между сравниваемыми величинами (И, ГГ1) только для резонансов кластера при ~ 40 эВ во всех трёх энергетических интервалах хотя и умереной по величине, является не очень значимой. Это может быть связано как с недостаточным объёмом этой выборки, так и с "маскированием" (п,"^-реакцию во II минимуме потенциального барьера прямым делением.

Из полученного для интервала энергии нейтронов < 10 эВ средневзвешеного значения относительных выходов <К>„ =1,08 и из формулы (7), при предположении об излучении 1 предделительного у-квантач, получается следующая оценка для ширины ( п, у Г )-реакции:

Г7г~0,5.Г> (10)

Таким образом, из (10) и наблюдаемых величин делительных ширин для резонансов со спином У = 3 в этом интервале Е„, можно сделать вывод, что ширина (п,у0-пронесса находиться в диапазоне:

3 мкэВ < Г^ < 6 мкэВ (11)

так как верхняя граница значения ширины (п,уГ)-реакции не может быть больше минимально наблюдаемой ширины делительных резонансов. Эта оценка для Гу г получена впервые. Наша оценка на несколько порядков превышает рассчитанное в работе Втюрина-Попова [УР77] значение (IV ~ 0,2 нэВ).

Относительные выходы у-квантов в резонансах при Е„= 26,19 эВ и Е„-50,34 эВ первого кластера таковы, что оценённые по формуле (10) делительные ширины Г7( ~ (80-155) мкэВ во много раз больше значения Г-,( для слабых резонансов вдали от уровня II класса при £„ ~ 40 эВ. Единственная до сегодняшнего дня оценка для ширины (п,уО-процесса во II минимуме потенциального барьера деления дана в той-же работе Втюрина-Попова [УР77] и составляет Гу(- " = 150 мкэВ. С другой стороны, все эти оценки несколько десятков раз ( ~ 30-40 ) превышают величины Г7 г 1, которые были указаны выше для очень слабых резонансов в интервале до 10 эВ.

В § 4.6 рассмотрено одно из возможных объяснений наблюдаемого "усиления" оценённой ширины Г^ (п,уО-процесса в области резонансного кластера при ~ 40 эВ, которое дано в работе Дерменджиева [Дер95]. Согласно этой гипотезе вариация выходов у-квантов деления от слабых резонансов ниже 10 эВ, т.е. вдали от уровней II класса, объясняется как результат протекания (п,у0-процесса в I минимуме [Ъуп68] двугорбого потенциального барьера деления. Увеличение значения ширины Г-/1 этой реакции в резонансах первого кластера могло бы явиться результатом её протекания во II минимуме барьера деления. Качественно это объясняется следующим образом: Время жизни Tf ~ 1 / Гг составного ядра по отношению к делению в резонансе с делительной шириной 1СГ6 < Гг < 1(Г5 эВ составляет величину порядка с. Характерное время

испускания каскада у-квантов при захвате нейтрона тяжёлыми ядрами ~ 10~14 с и

соответствует радиационной ширине Гу ~ 40 мэВ. Поэтому испускание предделительного у-кванта за столь длительный промежуток времени кажется вполне вероятным. Таким образом, предполагается, что в слабых делительных резонансах испускание предделительного у-кванта происходит между уровнями

I минимума в барьере деления. Делительные резонансы в кластерах имеют значения Г{ на 2-3 порядка больше, чем в слабых резонансах. При этом интервал времени до деления ядра сокращается и более заметным становится конкурирующий процесс - прохождение через внутренний барьер с последующим испусканием у-кванта во II минимуме. Получена численная оценка для отношения ширин Г-^" / Г-/ ~ 30 для (п,уО-процесса вблизи уровня II класса. Отмечено, что относительно высокие ошибки данных единственного пока эксперимента по изучению (п,уО-процесса в резонансах 237Np, а также отсутствие необходимых экспериментальных данных о состоянии делящихся ядер при больших деформациях не позволяют провести более точные оценки величин Г.(1" / Гу/. Там же, на основании полученых нами экспериментальных результатов, высказано предположение о том, что существование именно (n,yf)-npouecca во

II минимуме потенциального барьера деления препятствует заселению изомерного уровня и сильно подавляет вероятность изомерного деления 237Np.

В Заключении подводятся итоги выполненной работы и излагаются основные выводы:

1. На III горизонтальном канале импульсного быстрого реактора ИБР-30 Лаборатории нейтронной физики им. И. М. Франка ОИЯИ была создана установка для изучения процесса деления атомных ядер тяжёлых элементов резонансными нейтронами разных энергий путём регистрации у-квантов и осколков делении ( § 2.3 );

2. Для измерения сечения подпорогового деления 237Np, получения параметров резонансов деления и поиска ( п , у f )-реакции созданы многослойные импульсные ионизационные камеры деления, одна из которых содержит рекордное количество сверхчистого изотопа 237Np порядка 1,5 г;

3. Измерены площади Ff и делительные ширины а0Гг резонансов первого кластера при энергии около 40 эВ и сверхслабых делительных резонансов 237Np в интервале энергии резонансных нейтронов ниже 10 эВ. Последние измерены с самой высокой, до сегодняшнего дня, статистической точностью. Полученые в 1993 г. данные включены в Атлас данных Сухоручкина [SSD98], Для большинства резонансов наши данные согласуються в пределах достигнутой точности с рекомендоваными значениями [Mug84] и отличаются ~ в 3 раза от опубликованных группы в Сакле (Франция) [РВР76] величин делительных ширин Ff и ~ в 1,5 раза от данных Геля (Белгия) [KTL71]. Т.е. установлено, что эти данные содержат систематическую ошыбку в 150 %;

4. Полученные данные по усреднённому сечению деления <ор- подтвердили данные Кимуры из Университета в Киото (Япония) [КУК92+]. Данные Курчатовского института [0В097+] так же подтверждают наши данные [4, 7], которые обсуждались Игнатюком (из ФЭИ-Обнинск) на конференции по ядерным данным в Японии [^п97]. Улучшеные значения параметров резонанеов и энергетического хода сечения деления, которые были получены в Дубне, опубликованы в [11];

5. Впервые были измерены относительные выходы Д у-квантов в сверхслабых резонансах вне резонансных кластеров, в резонансах первого резонансного кластера при энергии около 40 эВ и в резонансных кластерах в интервале 100-500 эВ;

6. Впервые обнаружена статистически значимая линейная корреляция между относительными выходами у-квантов деления И и обратными делительными ширинами резонанеов 1/Г(, которая показывает, что влияние (п,уО-реакции на наблюдаемые вариации выходов у-квантов деления не может быть исключено;

7. Впервые экспериментально были оценены энергия этого пред делительного у-кванта (Ет > 0,6 МэВ) и ширина возможного (п,у0-процееса (Г-^ ~ 1-10 мкэВ) в I минимуме двугорбого барьера деления [11];

8. Впервые, на основании полученых результатов выдвинуто предположение о возможном существовании (п,у0-процесса во II минимуме двугорбого барьера деления, конкурирующее процесс заселения изомерного состояния [ДеР95].

Полученые нами данные по сечению деления и по резонансным параметрам могут быть использованы в экспериментах по моделированию трансмутации 237Кр в высокопоточных реакторах следующего поколения.

Относительно высокие ошибки данных единственного пока эксперимента по поиску (п,уО-реакции в подбарьерном делении 2371\'р не позволяют более точно определить вклад этой реакции. Но полученая нами индикация о её протекания при подбарьерном делении 237Ыр резонансными нейтронами может послужить дополнительной и достаточно весомой причиной продолжить эти исследования.

Для получения более надёжных и качественных данных нужно:

1) существенно улучшить фоновые условия эксперимента и повысить разрешения нейтронного спектрометра;

2) использовать многодетекторные, высокоэффективные и быстрые детекторы у-квантов и осколков деления;

3) для сбора и обработки детекторных сигналов использовать белее современную электронику.

Список публикации с основными результатами диссертации:

1. Dermendjiev, Е., Goverdovsky, A.A., Furmam, W.I., Pikeiner, L.B., Ruskov, Iv., Siegler, P., Zamyatnin, Yu.S. "Fission Gamma-ray multiplicity measurements in

U, U, Np and Pu low energy fission resonances", Proc. of the Int. Con}. "Nuclear Data for Science and Technology", Jülich, 13-17 May 1991, p.147-149, Springer-Verlag, Berlin, Germany, 1992.

2. Dermendjiev E., Goverdovsky A.A, Ruskov Iv., Zamyatnin Yu.S., "Resonance parameters of low energy fission resonances of 237Np", An Int. Workshop "Dynamical aspects of nuclear fission ", Smolenice Castle, CSSR, 1993.

3. Говердовский А. А, Дерменджиев E., Русков И., Замятин Ю. С., "Площади и делительные ширины низколежащих резонансов 237Np", Препринт P3-93-283, ОИЛИ, Дубна, 1993.

4. Говердовский A.A., Дерменджиев Е., Русков И., Замятнин Ю.С., "Сечение деления 237Np нейтронами с энергией Е„ < 500 еВ", Припринт ОИЯИ РЗ-93-440, Дубна, 1993.

5. Говердовский А. А, Дерменджиев Е., Русков П., Замятнин Ю. С., "Площади и делительные ширины низколежащих резонансов 237Np", Ядерная физика 57 , №8(1994)1362; Dermendjiev Е., Ruskov I., Zamyatnin Yu.S., Goverdovsky A.A., "Resonance Areas and Fission Widths of Low lying Resonances of ~37Np", Physics of Atomic Nuclei 57 (1994) 1362.

6. Dermendjiev E., Goverdovsky A. A., Ruskov Iv., Zamyatnin Yu. S., Study of 237Np Low Energy Resonance Neutron Fission, In Proceedings of the XII Conference on Nuclear Fission, 27-30 Sept., 1994, Obninsk, Russia.

7. Говердовский A.A, Дерменджиев E., Замятнин Ю.С., Русков И., "Сечение деления 237Np нейтронами с энергией Ен < 500 эВ", Ядерная физика 58, № 1 (1995) 27. Goverdovsky A.A., Dermendjiev Е., Zamyatnin Yu.S., Ruskov I., "Cross Section of 237Np Fission Induced by Neutrons with Energy En < 500 eV", Physics of Atomic Nuclei 58, № 1 (1995)24.

8. Borzakov S. В., Dermendjiev E., Kalinin A. I., Konovalov V.Yu., Ruskov I., Soloviev S.M., Zamyatnin Yu.S., "Study of fission y-ray yields from low energy resonances of 237Np and observation of the (n,yf)-process", E3-95-307, Proc. of the III Int. Seminar on Interaction of Neutrons with Nuclei, Dubna, April 26-28, 1995, p. 307-317.

9. Borzakov S.B., Dermendjiev E., Goverdovsky A.A., Kalinin A.I., Konovalov V.Yu., Ruskov I., Soloviev S.M., Zamyatnin Yu.S. "Study of Fission y-ray Yields from Low Energy Resonances of 237Np and Observation of the (n,yf)-process". In Proceedings of the XIII Meeting on Physics of Nuclear Fission in the Memory of Prof. G.N. Smirenkin, Obninsk, 3-6 October, 1995, p. 41-51.

10. Borzakov S.B., Dermendjiev E., Goverdovsky A.A., Kalinin A.I., Konovalov V.Yu., Ruskov I., Soloviev S.M., Zamyatnin Yu.S., "Study of Fission y-ray Yields from Low Energy Resonances of 237Np and Searching for the (n,y f)-process", Ядерная физика 59, № 7 (1996) 1175-1179.

11. Борзаков С. Б., Говердовский A.A., Дерменджиев Э., Замятнин Ю.С., Калинин А.И., Коновалов В.Ю., Русков И., Соловьев С.М., "Параметры резонансов и сечение деления 237Np нейтронами с энергиями ниже 1000 эВ", Ядерная физика 62, № 5 (1999) 933-940; S.B. Borzakov, Е. Dermendjiev, A.A. Goverdovsky, A.I. Kalinin, V.Yu. Konovalov, I. Ruskov, S.M. Soloviev, and Yu.S. Zamyatnin, "Resonance Parameters and Neutron Cross, Section for 237Np Fission Induced by Neutrons with Energies Below 1000 eV", Physics of Atomic Nuclei 62, № 5 (1999) 872-879.

Литература

[ГЖИ88]

[ГКК70+] [ГКП59] [ДеР95] [MAK91]

[МПР72+]

[Щер90]

[AMM84+]

[BGM90]

[Boh36]

[Boh56]

[FBM68+]

[FP40]

[GDD97+]

[Hof76] [HW39] [Ign97]

Гришин B.K., Живописцев Ф.А., Иванов B.A., "Математическая обработка и интерпретация физического эксперимента, М.: МГУ, 1988.

Гаврилов К.А., Кошаева К.К., Крайтор С.Н., Пикельнер Л.Б., Атомная энергия 28 (1970)362.

Голданский В.И., Куценко А.В., Подгорецкий М.И., Статистика отсчётов при регистрации ядерных частиц, М.: ФМЛ, (1959) 366. Дерменджиев Е., "(n, yf) - процесс во II минимуме двугорбого барьера деления 237Np", Сообщение ОИЯИРЗ-95-469, Дубна, 1995. ХрыкинаТ. Д., "Программа МАК - для сбора и визуализации спектров от времяпролётных кодировщиков в системе КАМАК", Частное сообщение, 1991

Малэцки X., Пикельнер Л.Б., Родионов К.Г., Саламатин И.М., Шарапов Э.И., "Детектор нейтронов и гамма-лучей для работ в области нейтронной спектроскопии", Сообщение ОИЯИ 13-6609, Дубна, 1972. Щербаков О.А., "Экспериментальные исследования (п.уО-реакции", ФЭЧАЯ 21, вып.2, 1990.

Auchampauh G.F., Moore M.S., Moses J.D., Nelson R.O., Exterman R.C., Olsen C.E., Phys. Rev. 29C (1984) 174.

Brosa U., Gropmann S., Miiller A., Nuclear Scission, Physics Reports 197,

№4,(1990) 167.

Bohr N.. Nature 133 (1936) 344.

Bohr A., Proc. Intern. Conf. Peaceful Uses At. Energy 2 (1956) 151. Fubini А., В Ions J„ Michaudon A., Paya D., Phys. Rev. Lett. 20 (1968) 1373. Flerov G.N., Petrjak K.A., Phys. Rev. 58 (1940) 89.

Gerassimov V.F., Danichev V.V., Dement'ev V.N., Zenkevitch V.S., Mosolev G.V., "Measurements of Transuranium Isotopes Fission Cross Section With Lead Slowing-Down Spectrometer", Proc. of the ISINN-5, E3-97-213, Dubna, (1997) 348.

Hoffman M„ Bull American Phys. Soc. 21 (1976) 655. Hill D.L, Wheeler J.A., Phys. Rev. 54 (1939) 426.

Ignatyuk A., "Analysis of the evaluated data discrepancies for minor actinides and development of improved evaluations", Selected papers of ISIC Workshop on Nuclear Data of Minor Actinides, 27-31 May 1996, JAERI, Tokai-mira, Ibaraki-ken, Japan (JAERI - Conf. 97-001, p. 262-292).