Двойной бета-распад изотопов кадмия, церия, гадолиния и вольфрама тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

и Г Б ОД

/ В ШОП 1953

Нащональна Академия наук Укра'ши Науковий центр «1нститут ядерних досл1джень» Спец1ал1зована рада Д26.167.01

Кобичев Владислав Валершович

УДК 539.163

ПОДВШНИЙ БЕТА-РОЗПАД ВОТОП1В КАДМНО, ЦЕРИО, ГАДОЛ1Н1Ю I ВОЛЬФРАМУ

Спещальшсть 01.04.16 - ф1зика ядра, елементарних частинок I високЬс енергш.

Автореферат дисертащ'1 на здобуття паукового ступеня кандидата ф!зико-математичиих наук

Кшв- 1998

Дисертащею е рукопис.

Робота виконана в Науковому центр! «Гнститут ядерних досл1джень» НАН Укра'ши.

Науковий кер1вник: доктор ф13ико-математичних наук ЗДЕСЕНКО Ю. Г., НЦ «1ЯД» НАНУ

Оф5цшш опоненти: доктор фнзико-математичних наук КУПРЯШКШ В.Т., НЦ «1ЯД» НАНУ

доктор ф1зико-математичних наук, професор ПРИМЕНКО Г. I.

Кшвський Нащональний ушверситет 1м. Т. Шевченка Проввдна установа: Об'еднаний шститут ядерних дослщжень, г. Дубна

Захист В1дбудеться « » ^ _ 1998 р. о № годин1 на зас1данн1

спещал1зовано'1 вченоТ ради Д26.167.01 Паукового центру «Гнститут ядерних досл1джень» HAH Укра'ши за адресою: 252028, Кшв-28, пр. Науки, 47.

3 дисертащею можна ознайомитись у 61бл1отец1 Наукового центру «1нститут ядерних досл1Джень» HAH Украши.

Автореферат розюланий « 2$» 05Г 1998 р.

Вчений секретар

спец1ал13овано'1 вчено\' ради Ji /„_. Чеснокова В. Д.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ.

Актуальтстъ проблеми.

Пряме спостережеши бтьшосп ефекпв, що завбачаються теор1Ями Великого Об'еднання, суперсиметри та супергравитацй (народження суперсиметр1чних партнер1в звичайних частинок, важких нейтрино, нових промшсних бозошв i т. ¡н.), вимагае енергш, недосяжних на сучасних прискорювачах. Безнейтршний подвшннй бета-розпад - один з небагатьох низькоэнергетичних гтроцесш, в яких може проявлятися нова ф1зика, яка виходить за рамки Стандартно! Модель Саме ним зумовлений шдвшцений штерес до дослщження подв1йних бета-процеав, що спостер1гаеться в останшй час. Ягацо десятир1ччя тому в провщшх ф1зичних журналах свяу за рк пубшкувалося в середньому бшя 20 статей, присвячених даному явшцу, то зараз частота публжащй зросла в 4-5 раз. Зросташпо штересу до проблеми сприяло також вдариггя для деюлькэх Ьотошв двохнейтринного 2р-розпаду - процесу, не забороненого Стандартною Моделлю, проте надзвичайно сильно подавленого. Хоч в жодному з десятгав експерименпв, спрямованих на пошук безнейтринного 2р-розпаду, цей процес доки хцо не виявлений, встановлеш експериментальш обмеження на його шов^ршсть дозволяклъ обмежити значения багатьох принципово важливих параметра теори: ефективную майорашвську масу нейтрино, константу зв'язку нейтрино з майороном, параметри право-л1во-симетричних розширень Стандартно! Модел1 тощо.

Дослщження безнейтринного 2р-розпаду -псно зв'язаш також з аюуальними питаниями астроф13ики (проблема сонячних нейтрино; процеси, що протжають у Наднових...) 1 космологи (середня щшьшсть Всесвпу; природа темно! матери; пер-винний нуклеосинтез; зарядова асиметрия...).

До цього часу з 69 icнyючиx у природа iзoтoпiв, здатних до 2р-розпаду, в цьо-му вадношенш дослщжеш лише 37. Велика илыасть ¡зототв, для яких всганов-пення експериментальних обмежень на ¡мов1ршстъ 2р-процеав може забезпечити високу чуттшсть до вищезгаданих параметрт теорй, доа не вивчеш (або встановлеш для них обмеження на сучасному р1вш експериментально! техшки можуть бути суттево полшшеш). До них вщносягься, зокрема, 106С(1 i 160Сё, що вщизняються високою доступною енерпею 2Р-переходу, таким чином, при шпшх р1В1Гих умовах, вдаосно бшьш високою 1мов1ршспо безнейтринних 2р-процесш.

Зв 'язок роботи з науковшт програмами, планами, темами.

Роботу виконано у вцщш фЬики лентошв НЦ «1ЯД» НАНУ вщповщно до тем ваддшу «Дослщження струюури ядер, властивостей нейтрино 1 слабко! взаемоди в процесах 2К-захвату 1 ¿Р^розпаду атомних ядер», «Дослщження властивостей нейтрино 1 слабко! взаемодц в подвшному бета-розпада С<1».

Мета дослгдження.

Мета робота полягала в збшьшенш числа 13ототв, що досшджувалися у вщношенш можливо12{5-акгивносп, i в розширенш набору кнуючих експеримен-тальних обмежень на iMOBipiricib подвшних p-процесЬ. Надзвичайно мала iMOBipmcrb продесу, що дослщжусться, визначае задач!, ям необидно виршити для досягнення надцчено! мети: збшьшення ефекгавносп реестраци 2р-розпаду; подавления i анал1з фону; забезпечення стабшьносп роботи апарахури протягом тисяч годин BHMipm.

Достов1рмстъ.

Достсшршсть одержаних результатов, наукових положень та висновюв, сфор-мульованих в дисертадй, вишшвае з того, що експерименти проведено на високо-му сучасному piBHi за допомогою устаткування, яке надаано контролювалося. Спектри ¡зотошв та параметра часових розподатв, видшеш за допомогою розроб-лено1 автором методики, узгоджуються з табличними. Результата р1зних цикшв втирювань узгоджуються м1ж собою на протяз! тисяч годин. Для Bcix результата приведен! оцшки fl0Bip40i iMOBipHOcri. Резузатати одержат за допомогою методики Particle Data Group, що рекомендована для спекгрш i3 малою статистикою.

Наукова новизна одержанихрезультатов.

В дисертацшнш po6ori за допомогою вилпрювань та анагпзу фону сцинти-ляцшних дстектор1в CdWOi i GdjSiOsCCe) одержано HOBi найбшьш жорстю експе-рименгалыи обмеження на ¡мовтшсть подвшного p-розпаду ядер Cd, l60Gd, Cd, 114Cd, шСе, 138Ce, 142Ce, 18t,W i 186W. Для 7 з 9 леретченях isoroniB екс-периментальний попгук лодвшного бета-розпаду був виконаний вперше. Рашше в цьому вщношенш були доипджеш тшыа 37 ¿зотошв. Огримаш даш розширюють ¡снуючий набор експериментально! шформацц, необидно! для перев1рки теоре-тичних моделей 2р-розпаду та встановлення обмежень на параметри Teopiii Великого Об'еднання та суперсиметрц (майорашвська маса нейтрино, параметри домшюк гравих тоюв в слабкш вздемодн, параметр незбереження лептонного заряду, параметр порушення R-napHOcri тощо).

Розроблено методику амплпудно-часового аналгзу для видшення з експери-ментальних даних, яи отримат в низькофонових експериментах, корельованого фона, що обумовлений розпадами коротко живучих ядер. Для реашзацн дано! методики булорозв'язане завдання оттизацп параметров часово! селекцн i створено вцдаовщне програмне забезпечення. Методика дозволила втиряти надзвичайно низыа (на piBHi Ю-8—Ю-9 Бк/г) mroMi активносп та концентрaiiji довгоживучих радюакгавних домшок - члешв с1мейств 232Th, 235U i 238U в сцинтшипойних кри-сталах вольфрамату кадмло i орто силикату гадолшио, що характеризуе високу чут-лив1сть метода. За допомогою вказажм методики сутгево (в 2.3 раза) подавлено внутршншй фон сцинтилятора Gd2Si05 в энергетичному диапазош 1.4...1.9 МеВ, цшавому з точки зору пошуку безнейтринного подвшного бета-розпаду 160Gd. На

9% снижено шдекс фону кристалу 116Сс1\ТО4 в даапазот 2.6...2.9 МеВ, де розмь щуються гаки повного поппинання для безнейтриного 2р-розпаду ¡зотошв Сй и Сс1. В результат! розв'язування проблеми опгашзаци сбору свггла сцинтилящй велшсих кристал1в ОШС>4 \ розробки елекгронного тракту шдсшювання та форму-вання сигнатав створено сдантиляцшш низькофошш детекгори на основ1 монокристалле CdW04 великого об'ему з рекордним ецергетичним роздшенням: 7-8% и 10-20% для кристалш з об'емом 10-20 1 80-150 см3 вщповщно (при енергп 662 кеВ). Розроблен наднизысофоновий сцинтиляцшний спектрометр з великим кристалом Сё28Ю5(Се), яюй дозволив досягнуга чутливосп до 0у2р-розпаду 160Сс1 на р1вт 1021 р.

Наукове та практичие значения одержаних ргзулътат1в.

На робота, в яких опублшоваш результати дисертаци, е посилання в бшьш шж 35 публхкащях, присвячених дослщженням подвпшого ß-розпаду. На тдстав! одержаних резупьтал'в можуть буш встановлеш обмеження на тага параметри reopii, як ефекгавна майорашвська маса нейтрино, ефекгивш параметри зв'язку правих заряджених струм ¡в у слабий взаемодп, маса правого W-бозона, константа зв'язку майорона 13 нейтрино, стушнь незбереження лептонного заряду i т. ш.

KpiM того, в дисертацшшй робоп розвинута методика кшыасного визначення урану i торцо i3 чуотш'стью ~10"9г, що може буш використана, наприклад, для 1нал1зу природних мцсрооб'екпв з вдаосно високим BMicroM цих елемента (зерен 1{шерал1в, що мктять актинода, в задачах reo- та космохронологи, i т. in.). Ство-эеш програми Shelf i eXTriS для видшення корельованого фону з послщоиностей шплпудно-часових даних, отриманих у низыюфояовом експеримеггп. Iii прографи використовуються при обробщ даних бшыпосп' низькофонових експерименгпв, па зараз проводяться у в1ддш ф1'зики лептошв 1ЯД НАНУ

Особистий внесок здобувача.

1 .Безпосередня участь у створенш наднизькофонних спектрометричних уста-говок з кристалами вольфрам ату кадмио 1 ортосшкагу гадолшш, в проведений >им1р1в на цих установках.

2.Створення програмного забезпечення для обробки одержаних експеримен-гальних даних.

3.Анал1з експериментальних даних та встановлення обмежень на ¿мов1рносл1 !|3-процеЫв для ¡зототв, що входять до складу СсГУ/Од \ Ой28Ю5(Се).

4.Розробка методу видшення корельованого фону, обумовленого ланцюжками юзпаду короткоживучих члешв природних радюакгавних рядов, 1 реалгзащя цього детоду в програмах обробки експериментальних даних.

5.3астосування означеного методу до кшыасного анал1зу вм1сту радюактив-шх домшок у робочому об'ем1 шзькофонових сцинтилящйних детектор1в,

б.Сутгеве зменшення фону детектор!в у областях спектру цнсавих у плат южливого вадкриття безнейтринного 2Ь-розпаду 10бСс1, 116С<1 ¡ 04

Апробацш роботы.

Основш результата дисертацшно! робота доповвдались та обговорювались на 14-й Еврсфзичнш конференци «Rare Nuclear Decays and Fundamental Processes» (Братислава, Словаччина, 22 - 26.10.1990 р.); на 27-й конференцй Rencontre de Moriond (¿Progress in Atomic Physics, Neutrinos and Gravitations (Лес Арк, Франщя, 25.01 - 01.02.1992 p.); на III Мжнародному симпозиум! по слабим i елекгро-магштним взасмод1ям в ядрах «WEIN-92» (Дубна, Pocia, 16 - 22.06.1992 р.); на 2-му Мщнародному симпозиум з ядерно! астроф1зию «Nuclei in the Cosmos» (Карлсруе, Имечщна, 6 - 10.07.1992 р.); на 3-му МЬкнародному симпозиум! з ядерно! астроф1зиш «Nuclei in the Cosmos» (Гран Cacco, 1тал1я, 8 - 13.07.1994 p.); на 46-й Нарад з ядерно! спектроскопи i структур и атомного ядра (Москва, 18 -21.07.1996 р.); а також на шдсумкових наукових конферешдях НЦ «1ЯД» НАН Ук-раши в 1995, 1996 и 1997 pp. Результаты роботы доповадались також на зустрга колаборацц NEMO (Кш'в, лютий 1993 p.) i на семинарах в НЦ «1ЯД» НАНУ.

Публжаци'.

Результата дисертацй опублжоваш в 18 роботах у журналах «Physics Letters В», «Ядерная физика», «Приборы и техника эксперимента», «Известия Академии Наук, серия физическая», «Nuclear Instruments & Methods in Physical Research А» i <<Z'. 'tschrift fur Physik А», а також у материалах вшцезгаданих конференцш. Список публжацш наведений у юнгщ автореферату.

Назахист виносятъся:

1.Встановлеш в експериментах з кристалами вольфрам ату кадмйо нгокш мет перюдев натврозпаду по вщношенню до р1зних мод i канал1в подвшного бета-розпаду ядер 1&Cd, ^Cd, 1HCd, 180Wi mW.

2.Встановлеш в експерименп з кристалом ортосшнкату гадолшпо нижт меаа Tt/2 по вщношенню до подвШного бета-розпаду ядер 160Gd, Се, шСе i 142Се.

3.Метод втфювашш шпхшо! агаивноетт 232Th,127Ac i 226Ra в сцинтиляцйЬшх кристалах з граничною чутливютю виявлення на piBHi 10"9 Бк/г.

ЗШСТ РОБОТЫ

Дисертащя викладена на 118 cropimcax i складаегься з вступу, чотирьох роздшв та заключения. В юнщ робота наведений список використано! лггерэтури з 91 найменування. До дисертацй включеш 28 рисунюв i 8 таблиць.

У ecmyni розглядакггься аетуальшетъ робота, формулюеться 2 мета, даеться стислий ошяд дисертацй по роздшам. Представлений список пуйшкацш по тсм1 роботи i конференцш, на яю були винесеш i! основш результати.

В периюму роздт викладеш основи теорп подвшного бета-розпаду в сш'тш сучасних калибровочних теорш, показала залежшсть характеристик цього процесу емд пapaмeтpiв теоретичних моделей. Дал виконаний сгислий огаяд експеримен-гальних метода, що застосовуються для дослвдження подвшних бета-процеав, описаш иайбшьш чушда експерименти, що здйснюються зараз 1 плануються на аайближче майбутне в ряда ф1зичних лабораторщ свпу. Продемонстроване, що максимальна чутливклъ експерименто у цш обласп досягаеться при вибор1 методики «ДЖЕРЕЛО=ДЕТЕКТОР», чим 1 обгрунтовуегься й' використання в дашй ро-5 ст. Показана необхщшеть вивчення 2р-лроцеЫв на широкому круге ядер з вико-зистанням р!зних метцдав.

В другому роздш розглянута методика анатзу часового розподшу подай у нзькофоновому експеримезгп, що розвинута 1 використовувалася в робот! з метою 5йдшення з експериментальних даних корельованого фону (обумовленого лан-дожками розпад1в юроткожвучих ядер, що входятъ до сшейств урану-радио, ура-1у-акпнио i торно, ям представлеш в сл1Дових кщькостях у робочт речовшн де-пекгора). В робот! розглядалися, в основному, наступи! ланцюжки розпадтв:

гиВ\ (Г,/2=19.9 хв; <2г=3.26 МеВ) 214Ро (7^=164 икс; £„=7.69 МеВ)

210РЬ (Тщ~22.3 р) (ряд 238и - 22ка);

2311а (Г)/2=11.4 д-, Еа=5.5-5Л МеВ) -> 2!9Кп (Г,/2=3.96 с; £а=6.82 МеВ) -> 215Ро (7ш=1.78 мс; £<1=7.39 МеВ) -> 2,,РЬ (Тш=36.1 хв) (ряд 235и - 227Ас); 24Яа (Гш=3.62 д; Яа=5.69 МеВ) 220Яп (Тш=55.6 с; £а=6.29 МеВ) -> 2'6Ро (Г,/2=0.146 с; Яа=6.78 МеВ) -»2,2РЬ (Г,^10.6 год) (рлд 2ЙТЪ).

Ц1 ланцюжки можуть бути видшет, якщо фонова швидмсть л1чби у цщовцщих енергетичних штервалах (5.5-8 МеВ у а-шкагн, або 1.1 - 1.6 МеВ у 1-шкал1 з урахуванням а/р-сшввщношення, яке для розглядуваних cдинтшIятopiв лизько до 0.2) значно менш постшних розпаду. Двг посладовних подо вважаються акими, що вцщосяться до ланцюжка, який видшяетъея, якщо вони задовольняють одночас трем критер1ям:

£ц5Я, ¿Е,2; Е2\<ЕгйЕгг-, Ь^к-ь ¿4, (1а, б, в) ,е Е\ , Ег, Н 1(2- енергй i момента реестрацц 1-1 та 2-1 подай, Еп та Еа - нижня 1 ерхня меж! енергегичного вши для И пода, г,г 1 (к - початкова \ кшцева ме>н частого в1кна. Швидвасть л1чби «реальних» (не фонових) ланцюжмв у^Аг^Ц, де А аетившеть у зразку мэтеринського 1зотопу ланщожка, е, - ефекгившеть реестрацн 1 поди ланцюжка, Т) - iмoвipнicть того, що момента реестрацн подш задовольня-угь критерии (1в).

Чyтливicть даного методу обмежена реестрадаею фонових пар розпаду, що здоволышоть критериям (1а-в). Якщо швидюсгь л1чби фонових (незалежних) од1й в ¡нтервалах \Е\\...Е\г] i [Е21...Е22] позначити через и , а ширину ча-эвого висна - через Д£ = то мипмальна акгившеть, що може бути виявлена

при обмеженому 4aci вим1рювання í Í3 застосувашшм часового анал!зу, складае

~ 1 л hilVélAl . - te.

Атт ---Л / :—, тод1 як застосування «традицшного» методу (тобто

S1S2TI V г

видшення шка вщ одного з розпадав ланцюжка, наприкпад першого, без урахуван-ня часових сшввщношень) дае Añm № ~ Чутливкть А^ може бути

шшпшена шдбором ошимальних параметр1в часового вшна, що мЫм1зують вщ-

ноше^ня чутливостей двох методов "4т2"и ~— л/х^дГ. Для дано! цшьово! фун-

Лтт £]£2Л

кщ1 була виршена в загальному вишяда задача опттпзацн по змшним 1и 1 1 показано, что Iи01П.= О, А/ош. = 1.8126...-Т\ц, причому 1Д? незалежш (тобто при мо-дифкаца одше! з них оптимальне значения шлю! не змшюеться). При вибор1 цих меж часового вшна ефекгившсть селекцц доринюе г)01а = 0.71533... , вщюшення

чутливостей " 1.8821.. .• Слщ вщмшгга, що коефоденти в цихфор-

лш С 2

мулах не залежать ю вщ яких ф1зичних параметр1в 1 е свого роду «ушверсальними

константами».

В робст була також виршена задача опгтшацп параметр1в часового вшна для досягнення максимально! швидкосп лiчби пар при заздалегщь заданому вщношешн ефект/фон. Ц1 параметри вщбору встановлюються, коли при вщомш акгивносп 1зотопу необхщно набрати йога спектр з якомога бшьшою статистикою, цшою деякого попршення чутливосп. Було показано, що 0, а

А/опт. одержуегься для даних значень втдношення ефект/фон а 1 постшно1 розпаду першого ¡зотопу ланцюжка X шляхом численного розв'язування р1вшшня

1-е -Сг = 0, де г = С з ^Ф^Ф? —— . У даному випадку Д?оцг залежигь

Ле]Е2 ^

вщ обраного и.

В наступному пщроздш розгляпуте видшення корельованого фону для лан-цюжюв з трьох розпадав у випадку, коли другий розпад не рееструсться (наприклад, при влученш другого розпаду в область високого фону). Щшьшсть розподшу пром1жк1в часу ьпж 1-ю \ 3-ю подоями е неекспоненщальною, внаслщок цього аналггична оптишзацш в даному випадку нездойсненна. Применительно до конкретного завдання пошуку в фоновому спекгр1 кристалу шСс1\У04 тику вщ безнейтринного 2(3-розпаду 1 6Сс1 (02р=2.8 МеВ) Була здшснена числена оптилшащ* параметров часового вшт для видшення розпадав 212Bi та його дочюшх ¡зотогав Цей ]3отоп е часгиною ряду 232ТЬ. При розпадах 212В1-^212Ро^208РЬ (64.0%) ] 21^-»208Т1-»208РЬ (36.0%) рееструються подо скяадним спектром, що лежить I основному в межах вщ 2 до 5 МеВ. Ланцюжок 22411а -> 220Ки (55.6 с) 216Рс (0.145 с) 212РЬ, що передуе розпаду 212В1, легко видшяеться (см. вище) та в да-

ному випадку служить тригером. Перюди нашврозпаду 212РЬ (пром1жного ¡зотопу, що не рееструегься) i самого 212Bi становлягь вщиовщно 10.64 години та 60.6 хви-лини. Для конкрепшх значень шдексу фону в обласп 2.8 МеВ у даному експери-менп були одержат оптимальт параметри часового вши f,r=l .9 години i tK= 16.0 години (ймовфшстъ розпаду Bi в цей пром^жок часу ri=55.3%). До вщкидання високоенергетичних подай, що потрапили в часове вкио, сумарна ек-спозищя по вщношенню до ядер !16Cd становила 2.46'1023 ядер-рйс, площа 2ß0v-шка (яка виклгочаетъся i3 90% дов1рчою iMOBipHicno) 5.1 отсчета, lim 7ю=2.8'1022 р. ГКсля вщкидання корельованого фону, що було виконане за описании методом, експозицк зменшилася до 2.17-Ю2 ядерргк, площа тку, що вик-лючаеться, - до 4.4 вщлжу, що призвело до збиыпення lim Гш до 2.9-1022 р. Хоч lim Т\п збшьшився лише на 4%, це доводить придатшсть методу. Зараз внутршнш фон Б1Д 2,2Bi та доч1*ршх ядер становить, за ощнкамц бтя третини сумарного фону в обласп 2р0у-розпаду 11 Cd. При подальшому вдосконаленш захисту ид зовшшнього фону в експериметл 31 1I6Cd буде рости вщносний вклад внутршшього фону, який неможляво виключити шшими засобами. Звщси вигога-вае важливють описаного методу подавления внутршшього фону для наступних етагав експерименту з пошуку 2р0у-розпаду 115Cd.

3 використанням методики, розшянуто! в даному роздш, була створена про-фама Shelf на платформ! MS DOS для первинно! обробки та селекцп подш по pi3HHM параметрам, яка дозволяе видшяти подвшш ландюжки. II модиф^кащя, програма eJTriS, призначена для видшення потршних ланцюжюв. U,i програми включеш до процедури оброби даних бшыпосп шзькофонових експерименпв, що [фоводяться зараз у В1ддш ф1зики лептонш 1ЯД HAHY

В третьему роздш дисертаци мютиться стислий опис наднизькофонових установок 3i сцинтиляцшними детекторами CdWC>4 i 116CdW04, на яких був викона-иий експеримент з пошуку подвштх бета-nponeciB на ядрах 106Cd, n6Cd та шших потенцшно 2р-активних i3oroniB, що входять до складу цих сцинтилятор^в. В результат вдосконалення технологи впрощування кристалш CdW04, виршення проблем огггим1зацЙ збирання cßima сцинтилляцш та розробки електронного трату тдсилювання i формування сигнатв створеш сцинтиляцшш шзькофонов1 детек-гори на 0CH0Bi монокристалв CdW04 великого об'ему i3 рекордним енергетичним эоздшенням: 7-8% i 10-20% доя кpиcтaлiв 13 об'емом 10-20 i 80-150 см3 вщповщно ¡при енергн 662 кеВ).

1з збшыненням об'ему кристашв CdW04 тхне енергетичне роздшення pi3Ko зопршуетъся. AHafli3 лггературних даних га результат проведених нами дослщ-жень показав наступи можлив1 причини цього явища:

- струетурш дефекта кристалу, що призводять до утворення в ньому оптичних сеоднорщностей (центр1в розсйовання та самоноглинаиня);

- неузгоджешсть спектру люминесценцй CdWQ* 31 спектральною чутливктю {)отоприймач1В, що звичайно застосовунлъся;

- трудношд збирання на фотоприймач свггла сцинтилящй з кристалу CdW04 завдяи високому коефщешу рефракцн (и = 2.3);

- неповне збирання Bciei енерги свплового спалаху i3-3a непогодженосп и часу висвйлювання з часовими характеристиками стандартних спекгрометричних блоюв, що звичайно використовуються.

Для подолання означених грудновдв по вс1м вдопченим напрямкам були проведет дослвдження, що дозволили значно покрапщги спектрометричш характеристики кристален великого об'ему.

3 метою зниження концентрацц струюурних дефекпв кристали в1дпалювалися при постхйшй Teitnepaxypi ~950" С на протязд 80 ч. Одержат таким чином монокристали були достатньо ripo3opi навш, на довжиш 150 мм i мали свгаю-жовте забарвлення.

Осюльки максимум висвтповання CdWC>4 приходиться на 490 нм i не вщповщае максимальны спекгральнш чутливосп бшьшосп фотбпомножувачхв, був проведений Bifl6ip рвних тигпв ФЕП, а також Bn6ip окремих екземплярш фото-пом ножу вач1в. Найкрапщ результата були одержат з ФЕП ХР2412 ф1рми Philips. Деяю вццбрат екземпляри ФЕП-139 показали близью характеристики.

Встановлене, що для одержання иайкращого енергетичного роздшення кри-стал повинен маги правилъну геометричну форму (бажано цшпндричну) з piBHOio боковою поверхнею. Поверхш кристалу шлифуютъся, але не шнпруються. Важли-ве значения мае Bii6ip вщдзеркалюючого покритгя. Для криспитв, висота яких менш за диаметр, найкраще енергетичне роздшення досягнуте при використанш декшькох mapiB тефлоново! 1швки товщиною 5 мкм. Для кристашв великий висо-ти торцева частина, яка вщдалена в1д ФЕП, i верхня частина боково! поверхш по-винш мати найкращу вщдзеркалюючу спроможшсть. Тут використовувався 5-мкм шар тефлоново! тмвки та алюмшзований майлар. Дал!, при наближенш до ФЕП вздовж oci цилщдра веддзеркалююча спроможшсть боково! поверхш повинна зменшуватися. Завдяки цьому покращуегься однорщпсть свиловиходу кристалу по виссш за рахунок приблизно 10%-зншкення загального свпловиходу. При ви-coii кристалу бшьш 50 мм використання неоднородного вщбивача полшшуе енергетичне роздшення в 1.2 разу. Контроль за розподшом свпловиходу по висст кристалу здшснювався при опромшент зразка юшмованим пучком гама-квантов.

Велика постшна висвгаповання сдинтилятору CdWOi робить практично не-можливим використання стандартних спекгрометричних блоюв. Дшсно, середне значения постшноУ висвшгювання складае 12 мкс, тобто час збирання свила повинен складати близько 30 мкс, год) як звичайш АЦП розраховаш на вхщш сигнали тривал1стю 1-2 мкс. Тому був розроблений спещальний електронний тракт форму-вання cигнaлiв CdW04, виконаний у вигляда модуля КАМАК подвшно! ширини. Вмонтована схема дискримшацй шушв ФЕП по формт ¿мпульсу дозволяе додатко-во понгоити нижпш nopir реестрацц та вюслючити реестращю шумових ¡мпульшв у низькоенергетично! частит спектру.

Даш в роздш розшянуп лпри, направлен! на зниження зовшшнъого та внутршнього радиоактивного фону, описана система реестрацн та накопичення ек-спериментальних дапих. Розгаядаеться часовий анал!з набрано! в експерименп щформацц, проведений для визначення ртня радюакгивно! забруднености сцин-тилятор^в природними радшнуклщами амейств урану i Topiio, а також для подавления корельованого фону в области подейшого бета-розпаду W6Cd i n6Cd. Одержат для кристигав CdW04 значения шпомо! активносп 232Th (17 нБк/r, що вщповщас концентраци ~5-10~12 г/г), 226Ra (<7.5 нБк/г, концентращя <6-10~12 г/г по урану) i 217Ас (4.4 нБю'г) дозволяють стверджувата, що вольфрамат кадмго у вщношенш радюактивних забрудненнь е найбшьш чистим з вщомих сцинтиля-

TOpÏB.

Для пошуку 2(3-розпаду 106Cd був використаний сцинтилятор CdWOi масою 1046 г. Експеримеэт проводився в Солотвшськш шдземнш лабораторп (попередт втфювання, 107 год) i в шзькофоновш лаборагорц Гран Сассо (6701 год) у кола-бораци Î3 1нститутом Макса Планка (Гейдельберг, Имеччина). Функхш вщгуку детектора по вщношенню до 0v2p+-, 0veP+-, 2v2p - i 2уер+-розпаду ,ût>Cd були розра-ховаш за допомогою програми GEANT 3.14. Одержат стдукга обмеження для р1зних мод i кашшв 2р-розпаду 106Cd:

Тт > 2.2-1019 роив (0у2р+-розпад, С1=90%);

> 3.8-10!9роюв (0у2р+-розпад, С1=68%);

Ту2 > 5.5-1019роив (ОУБр+-розпад, СЬ=90%);

> 8.6-1019 рок!в (0уер+-розпад, С2>68%).

Тш > 9.2-1017 роюв (2у2р+-розпад, CD= 99%);

Тш > 2.6-1017 роив (2\'вР+-розпад, CL=99%).

Тт > 5.8-10" роив (2v2K-, х2К-розпад, CL = 90%).

Останнш результат у цьому списку був одержаний для 2у2К-захвату i для 2К-захвату з eMÏciero майорону на шшй установщ, що була 3i'6pana на крисяит CdWOi масою 456 г (9.49-1021 ядер 106Cd) з прийняттям спещальних Mip для подавления шуму в низькоенергетично! обласп (сикуваний шк мае енергда 53.4 кеВ).

Bci обмеження в каведеному списку значно перевершують ¿снуюч1 ме>и для 106Cd. Серед ¡зотошв, здагних зазнавати 2р+- i ер+-розпзд, на сьогодняшшй день лише 78Кг був тшряний з бшьш високою чутливютю.

KpiM того, в резнях Bapiamax шзькофонових установок 3i сцинтиляторами CdWOi були вперше одержан! обмеження на ймов1рносп подвшних бета-процеав для Bcix шших ¡зотошв кадмш i вольфраму, здатних зазнавати 26-розпад (за ви-нятком 116Cd), тобто для 108Cd, 114Cd, !80W i ,siW:

ШС±

Тхп > 4.МО17 роюв (2v2K-, %2К-розпад, CL = 90%); 7 iß > 3.3-1016 роюв (0у2е-захваг, CL = 90%).

II4Cd: 180W: 186W:

Z'i/2 (0+ -^•0+)> 2.7-Ю20 роюв (0у2р-розпад, CL = 90%); 7',д (0+ -> 2t) >2.4-Ю20 роюв, (0v2ß-po3nafl, CL = 90%); Tm (0+ ->0+)> 5.9-10" роюв (2у2р-розпад, CL = 99%).

Тш > 2.0-1020 роюв (0у2р-розпад, CL = 90%).

Г1Й > 5.0-1016 роив (0v2K-, 2v2K-, х2К-розпад, CL = 90%).

У четвертому роздШ описаний експеримент, виконаний з метою пошуку 2ß-розпаду ,60Gd (а ташж ¿зотошв церйо). Для реашзадй' методики «ДЖЕРЕЛО= =ДЕТЕКТОР» у Солотвшсьый пщземшй лабораторц була створена наднизькофо-нова установка на ochobî идангаляцшного детектора GdiSiOjCCe) масою 697.6 г. Розпынута обробка шформацп, одержано!' в цьому експерименп, видарювання BMicTy в сцинтилятор1 природних радюнуклщв, видшення корельованого фону з використанням часового ангшзу. Леля обробки всього масиву експериментально!" шформаци, накопиченого протягом 5421 ч, були одержаш наступи значения пито-мих активностей для довгоживучих компонент природних радюакгавних рядов у кристаш Gd2Si05(Ce), що використовувався: 22sTh (семейство 232ТЬ) -2.79(5) мБк/кг, 227Ас (амейство 235U) - 0.995(23) мБк/кг, i 22èRa (сшейсгао 23SU) -0.53(3) мБк/кг. KpiM того, були видапеш пода, яи вщносяться до розпада 224Ra, 220Rb, 2,6Ро (семейство Topiio); 223Ra, 215Rn, 215Ро (сшейство урану-актшш); 214Bi i 214Ро (сшейство урану-радио). Bei вони були усунеш з кшцевого енергетичного спектру, що призвело до бшьш шж дворазовому зниженню фону в обласп 1.52...4 МеВ. Зокрема, фонова швидюсть я1чбя в облает! 0у2р-розпаду I6CGd зменшилася з 0.11 до 0.045 вадлшв/(год-кеВ'Кг).

За допомогою програми GEANT 3.14 виконане моделювання функцщ вщуку для припускаемих джерел внутршшього та зовншшього фону (довгоживучз члени уранового i TopieBoro семейств разом з ïxhîmh короткоживучими дочаршми ядрами в p№H0Ba3i, внутршшй та зовшшнш 40К; експоненщший зовшшшй у-фон). Сума цих функдш з коефццентами, що пропорцШш акпвностям вщпешдних i3oroniß у кристага (i швщкостям либи зовншнього фону), складае модель фону. Ко-ефвденти, що не можна було визначити з амгошудно-часового анашзу, щпганялися за методом найменших квадралв з тем щоб мншизувати вщхилення реального фону вад моделг. Найкраща за критер!ем х2 (х2=0-88) шдгонка даеть тага значения для головних внутршшк активностей: 40К - 0.006(1) мБк/кг, 228Ас - 0.8(1) мБк/кг, 232Th- 5.9(3) мБк/кг,235U~ 0.9(1) мБк/кг, 230Th- 11.2(6) мБк/кг, 238U- 2.9(4) мБк/кг. Для знаходження гранично! активносп ефекху в процедуру шдгонки включена функщя вщгуку детектора на подо! 0у2р-розпаду 160Gd. Пщгонка в штервал1 вщ 1.0 до 2.4 МеВ дае для плопц тку, що виключаеться, значения S = (-11 ± 120) вщлшв. Звщси для 160Gd:

и

Tv1> 8.2-1020 роюв (0у2р-розпад, CL = 90%);

> 1.3-1021 роив (0у2р-розпад, CL = 68%).

Слад вщмггати, що за всю icropiro досгадження 2р-розпаду лише для 8 1зотошв у прямому експерименп був досягнуть ршень чутггавосп 1021 роюв до безнейтрин-iioi моди розпаду.

Аналопчним чином буян встановлеш обмеження для Bcix здагних зазнавати 2р-розпад 13отошв церда (який входить до складу сцинтилятору Gd^SiOs^e) в якосп активатору з BMicroM 0.8%). Жоден з них не був рашше досладжений у цьому вщношенш. Oдepжaнi шдукт результат:

13бСе: 7\п > 3.81015 роюв (0у2р+-розпад, CL = 90%);

Тщ > 1 -2-Ю16 роив (0уКр+-розпад, CL = 90%);

Ти2 > 2.0-1015 роюв (2уКр+-розпад, CL = 90%);

Тт > 2.6-1016 рогав (0у2К-розпад, CL = 90%).

шСе: Тт > 3.5-1016 роюв (0у2К-розпад, CL = 90%).

№Се: Тиг > 4.6' 1019 рогав (0у2р~-розпад, CL = 90%);

Т\п > 1.8-Ю18 рогав (2у2р~-розпад, CL = 90%).

В заключены шдведеш пщсумки дисертацшног роботи. \

ОСНОВЫ РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ

Основш результата дисертацшно! роботи стисло можуть бути викладеш слщуючим чином:

I. Була розроблена методика ввдшення з експериментальних даних корельо-ваного фону, обумовденого розпадами корагкоживучих ядер. Для реал^зацн дано! методики виршена задача оттанзаци параметр1в часово! селекцн та створене вщповщне програмне забезпечення (програми Shelf та eXTriS). Розроблена методика дозволила зм)ряти надзвичайно низью (на piBHi Ю^-Ю"9 Бк/г) питом! актив-HocTi та концентрацй довгоживучих радю актив них домшок - члешв амейств 232Th, 235U i 238U в сцинтиляцшних кристалах вольфрамату кадмто i ортосагпкату гадолшюэ, що характеризуе винятково високу чутливють означеного методу. Одержат для кристал1в CdW04 значения питом oi акшвноси232ТЪ (17-Ю'9 Бк/г, що водювдае концентрацй торию 5-Ю"12 г/г), 226Ra (< 7.5-10"9 Бк/г, концентрацхя < 6-Ю"12 г/г по урану) i227Ac (4.4-КГ9 Бк/г) дозволяють стверджувати, що вольфра-

мат кадмно у вадношенш радюакгавних забруднень е найбшьш чистим з вщомих сцинтилятсрв.

2. Використаиня розроблено! нами методики видшення корельованого фону дозволило суттево (в 2.3 раза) подавили внугршшй фон сцинтилятору GchSiOj в енергетичному дапазош 1.4...1.9 МеВ, цкавому з точки зору пошуку безнейхрин-ного подвшного бета-розпаду 160Gd. Також вдалося знизити на 9% шдекс фону кристалу 116CdW04 вдаапазош 2.6...2.9 МеВ, де розмицеш шки повного пошшан-ня дая безнейтринного 2р-розпаду ¿зотошв 106Cd i 1I6Cd.

3. Розв'язування проблем опттшацп збирання свила сцинтилляций кристал!в CdW04, вдосконалення методики видшення корельованого фону i розробка елек-тронного тракту шдсилення та формування сигналов дозволили створиги сцинти-лящйш тзькофонов1 детектори на ochobi монокристагпв CdW04 великого об'ему з рекордним енергетичним роздшенням: 7-8% i 10-20% для кристашв з об'емом 1020 i 80-150 см3 вщповщю (при енергй 662 кеВ).

4. Встановлеш нижш меж перюда нашврозпаду по 2ß+- i £р+-каналам двох-нейтринного та безнейтринного 2р-розпаду що значно перевершують icHyioiii меха для цього ¡зотопу. Вперше одержана ощнка нижньо! меж! перюду нашврозпаду 106Cd по каналам двохнейтришю го 2К-захвату i 2К-захва1у з емклею майорону.

5. Створений наднизькофоновий спектрометр для пошуку безнейтринного 2ß-розпаду 160Gd з використанням в якосп сцинтилящйного детектора кристалу орто-силшату гадолшш в пасивному захисп. Установка дозволила досягнути чутливосп до Ov-моди 2р-розпаду !60Gd hapibiri 1021 роюв.

6. Встановлеш найбшьш висои експериментальш обмеження на iMOBipmcrb безнейтринного 2р-розпаду l60Gd.

7. Вперше встановлеш нижш меж1 перюдов нашврозпаду для шзних мод i каналов подвшних бета-процес1в на ядрах IOifCd, n4Cd, li6Ce, 13iCe, 14iCe, 180W i 186W. Таким чином, до списку з 37 ядер, ям досладжувалися рашше в цьому вщЬошенш, додане 7 нових ¡зотошв.

Ochobhî результата дисертацп опубласоваш в слцгуючих роботах:

1. Danevich F.A., Zdesenko Yu.G., Kuts V.N., Kobychev V.V., Ponomarev Yu., Tretyak V.I. New limits for double beta decay lifetimes in 116Cd //Rare Nucl. Decays and Fundam. Processes: Abstracts of Invited and Contribut. Papers of 14 Europhys. Conf. on Nucl. Phys., Bratislava, Czecho-Slovakia, 22-26 Oct., 1990. - 1990. - P. 29.

2. Danevich FA., Kobychev V.V., Kouis V.N., Tretyak V.I., Zdesenko Yu. New limits Tm for double p-decay of "6Cd and 0v{3+/electron capture of 106Cd H Progress in Atomic Physics, Neutrinos and Gravitation: Proc. 27 Rencontre de Moriond, Les Arcs, Savoie, France, Jan. 25 - Feb. 1,1992. - Ed. Frontières, 1992. - P. 183-187.

3. Danevich F.A., Kobychev V.V., Kouts V.N., Tretyak V.I., Zdesenko Yu. New limits Tm for double p-decay of 116Cd and OvpVelectron capture of I06Cd // Nuclei in Cosmos: Abstracts of 2 Int. Symp. on Nucl. Astrophys., Karlsruhe, Germany, July 6-10, 1992. -

1992.-P. 89.

4. Danevich F.A., Kobychev V.V., Kouts V.N., Tretyak V.I., Zdesenko Yu. New limits of half-lives for 2(5 processes in Cd and W isotopes // WEIN-92: Proc. of III Int. Symp. on Weak and Electromagnetic Interactions in Nuclei, Dubna, Russia, June 16-22, 1992. - World Scientific Publ. Co., 1993. - P. 575-581.

5. Danevich F.A., Kobychev V.V., Kouts V.N., Tretyak V.I., Zdesenko Yu. New limits Tm for 2p-decay of nsCd and OvP+/electron capture of 106Cd II Nuclei in Cosmos: Proc. Int. Symp. on Nucl. Astrophys., Karlsruhe, Germany, July 6-10, 1992. - ЮР Publishing,

1993.-P. 429-432.

6. Danevich F.A., Georgadze A.Sh., Kobychev VV, Kropivyansky B.N., KutsV.N., Nikolaiko A.S., Tretyak VI, Zdesenko Yu. The research of 2p-decay of !16Cd with enriched 116CdW04 crystal scintillators // Nuclei in the Cosmos: Abstract Booklet of 3-rd Int. Symp. on Nucl. Astrophys., Gran Sasso, Italy, July 8-13, 1994. - 1994. - P. 22.

7. Danevich F.A., Georgadze A.Sh., Kobychev V.V., Kropivyansky B.N., Kuts V.N., Nikolaiko A.S., Tretyak V.I., Zdesenko Yu. The research of 2p decay of 116Cd with enriched n6CdW04 crystal scintillators // Phys. Lett. B. - 1995. - Vol. 344. - P. 72-78.

8. Бурачас С.Ф., Даневич Ф.А., ЗдесенкоЮ.Г., Кобычев В.В., РыжиковВ.Д., ТретякВ.И. О возможности поиска 2р-распада 160Gd с помощью сцинтилляторов GSO // Яд. физика. -1995. - Т. 58. - С. 195-199.

9. ГеоргадзеА.Ш., Даневич Ф.А., ЗдесенкоЮ.Г., КобычевВ.В., Кропивян-скийБ.Н., КуцВ.Н., Николайко А.С., ТретякВ.И. Результаты исследований 2р-распада 116Cd с помощью сцинтилляторов 116CdW04 // Яд. физика. - 1995. - Т. 58, №7.-С. 1170-1179.

10. Danevich F.A., Georgadze A.Sh., Kobychev V.V., Kropivyansky B.N., Kuts V.N., Nikolaiko A.S., Tretyak VI, Zdesenko Yu. The search of 2p-decay of n6Cd with n6CdWC>4 crystal scintillators // Nuclei in the Cosmos: 3-rd Int. Symp. on Nucl. Astrophys., Assergi, Italy, July 1994. - AIP Conf. Proc. 327. - AIP Press, New York, 1995. -P.285-289.

11. Burachas S.Ph., Danevich F.A., Georgadze A.Sh., Klapdor-Kleingrothaus H.V., Kobychev V. V, Kropivyansky B.N., KutsV.N., MullerA., Muzalevsky V.V., Nikolaiko A.S., Ponkratenko O.A., Ryzhikov V.D., SaiA.S., Solskyl.M., Tretyak V.I., Zdesenko Yu.G. Large volume CdWC>4 crystal scintillators H Nucl. Instr. Meth. A. - 1996. -Vol. 369.-P. 164-168.

12. Георгадзе A.Ul., Даневич Ф.А., ЗдесенкоЮ.Г., Кобычев В В., Кропивян-скийБ.Н., КуцВ.Н., МузалевскийВ.В., НиколайкоА.С., Понкратенко О.А., Тре-тяк В.И. Оценка активностей радиоактивных примесей в кристаллах вольфрамата кадмия // ПТЭ. - 1996, № 2. - С. 45-51.

13. Георгадзе А. III., Даневич Ф.А., ЗдесенкоЮ.Г., КуцВ.Н., Кобычев В.В., Кропивянский Б.Н., Музалевский В.В., Николайко А.С., Понкратенко О.А., Тре-

тякВ.И., БурачасС.Ф., РыэюиковВ.Д., СайА.С., СолъскийИМ. Сцинтиллягоры CdW04 большого объема // ПТЭ. -1996, № 3. - С. 48-52.

1 А. Георгадзе А.Ш., Даневич Ф.А., Здесенко Ю.Г., КобычевВ.В., Кропивян-скийБ.Н., КуцВ.Н., НиколайкоA.C., ПонкратенкоO.A., ТретякВ.И. Поиск двойного бета-распада 116Cd: новые результаты // Тез. докл. 46 Сов. по яд. спектроскопии и структуре аг. ядра. Москва, 18-21 июня 1996 г. - Санкт-Петербург, 1996. -С. 324.

15. Георгадзе А. Ш., Даневич Ф.А., Здесенко Ю. Г., КобычевВ.В., Кропиеян-скийБ.Н., КуцВ.Н., Музалевский В.В., Николайко A.C., Понкратенко O.A., ТретякВ.И., Прокопец А.Г. Поиск безнейтринного двойного бета-распада I60Gd// Тез. докл. 46 Сов. по яд. спектроскопии и структуре aar. ядра. Москва, 18-21 июня 1996 г. - Санкт-Петербург, 1996. - С. 325.

16. Danevich F.A., GeorgadzeA.Sk, HellmigJ., Hirsch М., Klapdor-Kleingrot-hausH.V., Kobychev V.V., Kropivyansky B.N., Kuts VN., Müller A., Nikolaiko A.S., PetryR, Ponkratenko O.A., StreckerH., Tretyak V.l., VöllingerM., Zdesenko Yu.G. Investigation of ß+ß+ and ß+/EC decay of 106Cd II Zeit. Phys. A. - 1996. - Vol. 355. -P. 433-437.

17. Георгадзе А.Ш., Даневич Ф.А., ЗдесенкоЮ.Г., КобычевВ.В., Кропивян-скийБ.Н., Куц В.Н., Музалевский В.В., Николайко A.C., Понкратенко O.A., Прокопец А.Г., ТретякВ.И. Исследования двойного ß-распада 116Cd и 160Gd // Изв. Академии Наук, сер. физ. - 1997. - Т. 61,№4. -С. 761-768.

18. Георгадзе А.Ш., Даневич ФА., Здесенко Ю.Г., КобичевВ.В., Кропив 'ян-съкийБ.М., Школайко A.C., Понкратенко O.A., ПрокопецьА.Г., ТретякВ.1. Подвшний бета-розпад ¿зотошв гадоланш та церк // Marepianm щоргаш наук, конф. НЦ«1ЯД». -Кихв, 1997. - С. 138-141.

Kobychev V. V. Double beta decay of cadmium, cerium, gadolinium, and tungsten isotopes. - Manuscript.

Thesis for a candidate's degree by specialty 01.04.16 - nuclear, particle and high energies physics. Scientific Center «Institute for Nuclear Research) of NAS of Ukraine. Kyiv, 1998.

The results of experimental investigations of double beta processes by means of su-perlow-background detectors being based on crystal scintillators of CdWO.4 and GdiSiC^Ce) are presented. A method of time-amplitude analysis for selection of the correlated background from experimental data had been developed and applied. The highest restrictions on half-life times had been set for different modes and channels of double beta processes for 10iCd, !08Cd, n4Cd, 136Ce, 138Ce, 142Ce, ,60Gd, 180W and ,86W nuclei. Double beta decay for the majority of this isotopes was searched for at the first time. The obtained results can be used for restrictions on such the parameters of theories beyond the Standard Model, as Majorana neutrino mass, right-handed current admixtures in the weak interaction etc.

Key words: Double beta decay, neutrino mass, scintillation detector, low background measurements.

Кобычев В. В. Двойной бета-распад изотопов кадмия, церия, гадолиния и вольфрама. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.16 - физика ядра, элементарных частиц и высоких энергий. Научный центр «Институт ядерных исследований» HAH Украины, Киев, 1998.

Представлены результаты экспериментальных исследований двойных бета-процессов с использованием сверхнизкофоновых детекторов на основе сцинтил-ляциошшх кристаллов CdWCU и GdiSiO^Ce). Созданы сцшггалляционные детекторы CdWQ, большого объема с уникальными спектрометрическими и фоновыми характеристиками. Разработана и применена методика амплитудно-временного анализа для выделения коррелированного фона из экспериментальных данных. Установлены наиболее высокие ограничения на периоды полураспада для различных мод и каналов двойных бета-процессов иа ядрах ,06Cd, 108Cd, 114Cd, шСе, шСе, 142Се, 160Gd, 180W и 186W. Поиск 2р-распада для большинства названных изотопов был выполнен впервые. Полученные результаты могут быть использованы для установления ограничений на такие параметры теорий за рамками Стандарт^ ной Модели, как майорановская масса нейтрино, параметры примеси правых токов в слабом взаимодействии и т.д.

Ключевые слова: двойной бета-распад, масса нейтрино, сцинтилляционный детектор, низкофоновые измерения.

Кобичев В. В. Подвшний бета-розпад ¡зотошв кадмйо, церио, гадолинио i вольфраму. - Рукопис.

Дисертац1я на здобупя наукового ступеня кандидата ф1зико-математичних наук за спещальшстю 01.04.16 - физика ядра, елементарних частинок i висоюх енерпй. Науюовий центр «1нсппуг ядерних дослвджень» HAH Украши, Кшв, 1998.

Представлеш результата експериментальних досшджень подвшних бета-процес!в з використаншш надаизькофонових детектор1в на 0CH0Bi сцинтилящйних крисгапв CdW04 i Gd2SiOs(Ce). Створеш сцшпиляцшш детекгори CdWÜ4 великого об'ему з ушкальними спектрометричними та фоновими характеристиками. Розроблена i застосована методика амшшудно-часового анагазу для видшення ко-рельованого фону з експериментальних даних. Встановлеш найбшьш висою об-меження на перюда нашврозпаду для р1зних мод та канал1в подвшних бета-npoueciB на ядрах 106Cd, 108Cd, U4Cd, шСе, шСе, 143Ce, 160Gd, I80W i mW. Пошук 2р-розпаду для бшьшосп названих ¡зотошв був виконаний вперше. Одержат результата можуть бута вишристаш для в становления обмежень на там параметра теорш за рамками Стандартно} Модели як майорашвська маса нейтрино, параметри домшок прав их струм1в у слабкш взаемода тощо.

I0n040Bi слова: Подвшний бета-розпад, маса нейтрино, сцинтиляцийний детектор, низькофонов1 вшмрювання.