Фотонейтронные реакции вблизи порога на изотопах железа и никеля тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

; о 3 ' 9 ^

• * ^

ГОСКОМ СССР ПО НАРОДНОМУ ОБРАЗОВАНИЮ ИНСТИТУТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

На правах рукописи

РОГОВ АЛЕКСАНДР ВИКТОРОВИЧ

УДК 539.172.3

ФОТОНЕЙТРОННЫЕ РЕАКЦИИ ВБЛИЗИ ПОРОГА НА ИЗОТОПАХ ЖЕЛЕЗА И НИКЕЛЯ

01.04.01 — техника физического эксперимента, физика приборов, автоматизация физических исследований

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Обнинск — 1990

Работа выполнена в ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени Физико-энергетическом институте.

Научный руководитель: кандидат физико-математических наук,

Ведущая организация: ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции Институт атомной энергии им. И. В. Курчатова, г. Москва.

на заседании специализированного совета К 064.27.02 Института атомной энергетики в зале заседаний по адресу: 249020, г. Обнинск, Калужской обл., Студгородок, ИАТЭ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Обнинского Института атомной энергетики.

старший научный сотрудник, доцент

АБРАМОВ Александр Иванович.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор

ИШХАНОВ Борис Саркисович,

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ПОЛЕТАЕВ Евгений Дмитриевич.

Защита состоится

часов

Автореферат разослан

Ученый секретарь

специализированного совета К 064.27.02, кандидат физико-математических наук, доцент

> + 1 .. (К* с'.1:,. .1

• ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

» I. Г.,

Актуальность темы. Экспериментальные исследования фотонейтрон—— - них реакций вблизи порога открывают возможность получения новых спектроскопических данных о свойствах атомного ядра и механизмах ядерных реакций. Развитие экспериментальной техники позволило проводить измерения методом времени пролета с энергетическим разрешением, достаточным для получения детальной информации о параметрах отдельных уровней, таких как парциальные ширины радиационных пере. ходов, полные.ширины, спиновые характеристики, а из обработки и анализа полученных данных - силовые функции, сечения нерезонансных процессов, сведения о входных состояниях ядер и т.д.

Результаты подобных фотоядерных исследований существенно дополняют сведения, полученные при измерениях сечений в резонансной об -ласти в прямых нейтронных экспериментах, а в ряде случаев открывают возможность получения совершенно новой информации, недоступной при проведении экспериментов других типов.

Объем полученной до настоящего времени .экспериментальной информации по фотонейтронным данным достаточно мал. Измерения были проведены лишь для относительно небольшого числа элементов, но и для них исследованы далеко не все изотопы и не во всех энергетических интервалах.

Исследованные в данной диссертации изотопы железа и никеля являются основными конструкционными элементами. Экспериментальная опенка параметров резонансной структуры и соответствующих парциальных радиационных и нейтронных силовых функций для изот<зпов м»й6Ре и 58,60^. может йыть осуществлена лишь в фотонейтронном эксперименте, так как проведение нейтронных экспериментов на соответствующих ядрах ( ^3,55ре и 57,59у: ) невозможно ввиду их нестабильности.

Полученные экспериментальные данные представляют интерес для прикладных работ: разработки методов неразрушающего контроля, создания новых конструкционных материалов с определенными свойствами, гамма-активационного анализа.

Эксперимент, результаты которого излагаются в данной диссертации, является, пожалуй, единственным экспериментом, результаты об -работки которого позволяют без привлечения данных других работ проводить анализ корреляций парциальных нейтрсчных и радиационных ширин, полученный коэффициент корреляции дает возможность по дан-

ным эксперимента определить вклад валентного механизма' в формирование радиационной силовой функции.

Целью данной диссертационной работы является получение и анализ спектров йотонейтронов в реакциях (у,л) вблизи порога на изо-

КД СС С17 ГО КО С.Г) ,

топах ' ' ' Ро и 'ииЛч , что предполагало усовершенствование эксперимента по определению спектров фотонейтронов методом времени пролета и разработку комплекса математических программ, позволивоюго полнить сечения {¡¡',") реакций, расчитать параметры резонансной структуры и сделать оценку парциальных силовых функций.

Новизна работы. В работе получены дифференциальные сечения фотонейтронной реакции в околопороговой области на ядрах и.о1,оо,о/,ооре> дШи1ые дЛЯ изотопов л: и » Ре получены впервые.

Полусны данные по угловым распределениям фотонейтронов для изотопа

Впервые показано, что часть резонансов соответствуют переходам на возбужденные состояния конечньк ядер.

Проведен анализ резонансной структуры сечений фотонейтронной реакции с помощью усовершенствованного метода нелинейной параметризации спектрометрических данных, в результате которого по полученным резонансным параметрам сделаны оценки парциальных нейтронных и радиационных силовых функций для указанных изотопов. Оценки радиационных силовых йушеций для ^/у'г, ^4,58ре и нейтронных силовых (функций для ^>, ^4,Б6ре на основе экспериментальных данных сделаны впервые.

Определены коэффициенты корреляций радиационных и нейтронных ширин, что позволило впервые сделать экспериментальные оценки валентной части радиационных силовых функций для указанных шести изотопов.

Научная и практическая значимость работы. Решен ряд методических вопросов, позволивших получить экспериментальную информации и провести обработку наблюдаемой резонансной структуры сечений йотонейтронных.реакций. Определены параметры фотонейтронных резонансов для изотопов 54»56>&7,58рр и 58,60^ Сделаны оценки парциальных радиационных и нейтронных силовых функцг^ для этих изотопов. Часть информации получена впервые и является единственной экспериментальной оценкой значений силовых функций.

Анализ угловых распределений фотонейтронов для изотопа '"^Ре позволил сделать рдц выводов о природе возбузденных уровней г^.ри

б7ре-

На примере ядра Ре показана возможность сравнения результатов реакции радиационного захвата и. фотонейтронной реакции. Подобное сравнение, когда оно возможно, может дать дополнительную информацию для обеих реакций, а также подтвердить или опровергнуть предположения, сделанные при анализе отдельного процесса*

Результаты диссертации дают определенный вклад в построение систематики поведения радиационной силовой функции для Е1-пе-реходов (или приведенной радиационной ширины К(Е1) ) в зависимости от массового числа.

• Экспериментальные результаты, полученные в настоящей работе, дают вклад в еще недостаточно широкий объем фотонейтронных околопороговых данных. Сделанные оценки включены в Международный файл данных (ЕХРОЮ.

На защиту выносятся следующие положения;

1. Методические вопросы эксперимента по спектроскопии фотонейтронов в околопороговой области по времени пролета.

2. Метод расчета абсолютного дважды дифференциального выхода тормозных фотонов из толстой мишени.

3. Расчет функции разрешения спектрометрической установки для анализа дифференциальных сечений методом формы.

4. Результаты измерений сечений (1',п) реакций на изотопах. ^'^^Ре, 57,&рв „ 50,60^

5. Результаты оценки параметров наблюдаемой резонансной структуры и радиационных и нейтронных силовых функций для указанных изотопов.

6. Экспериментальная оценка вклада валентного механизма в. формирование радиационных силовых функций исследованных изотопов. Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались

на ХХУ (Ленинград, 1976г.}, ХХЛ (Баку, 1976г.), XXXIX (Ташкент, 1989г.) Совещаниях ..о ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, 1У, У, У11 Всесоюзных конференциях по нейтронной физике (Киев, 1975, 1979 и 1987 гг.), опубликованы в трудах этих конференций,* в журналах "Известия АН СССР", "Ццерная физика", "ПГЭ". Публикации.

По результатом диссертации опубликовано 12 работ. Объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Материал изложен на НО страницах, включая 12

таблиц и 21 рисунок. Список цитируемой литературы содержит 66 наименований на 7 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, формулируется цель исследования и приводятся основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе, носящей в основном обзорный характер, рассматриваются возможности исследования конкретных свойств атомных ядер, модельных концепций, возможности получения физических данных прикладного характера при использовании околопороговых фотонейтронных реакций. В первую очередь представлены некоторые данные об известных до настоящего времени работах экспериментальных групп (разрешение спектрометра, интервал энергий нейтронов, исследованные нуклиды), позволяющие лучше понимать достигнутый уровень и возможности данного экспериментального направления. Далее рассматриваются результаты конкретных работ и выводы, касающиеся определения моментов и четности возбужденных состояний ядра, сопоставления данных по (у,п) и (п,у) реакциям, исследования нерезонансных процессов,•определения корреляций радиационных и нейтронных ширин и входных состояний.

Вторая глава посвящена методике получения и обработки экспериментальной информации.

Спектрометр, использованный в данной работе, был создан на базе импульсного микротрона ФЭИ. Параметры электронного пучка, постоянные в основном для каждой серии измерений, были следующими: амплитуда тока в импульсе 30 мЛ, длительность импульса 0,3 мке, частота повторения 1500 циклов в сек. Пучок электронов генерировал тормозные фотоны в вольфрамовой мишени толщиной 0,45мм. Угол между осями электронного пучка и нейтронов, попадающих в детектор (за исключением измерений на изотопе составлял 78°. Длина пролетной базы 43,8 м. Наилучшее временное разрешение было 8 нс/м.

Регистрация нейтронов осуществлялась борным жидкостным сц:ш-тилляционным детектором большой площади, представлявшим собой сборку из 19 блоков. Каждый из таких блоков - это бачок конусообразной формы, соединенный с ?ЭУ-42,

В детекторе используется процесс замедления регистрируеглнх

- Б -

нейтронов на ядрах водорода сцинтиллирующей жидкости.с последующим захватом их ядрами бора.

Бачок заполнялся равными объемами растворителя - сцинтилля-ционного параизопропилдифенила - и боросодержащей жидкости - три-метилбсрата с обогащенным до 92$ изотопом бор—ТО. В качестве вторичного растворителя используется нафталин. Активатором служит дифенилаятрацен.

На рисЛ предотавлена схема спектрометра. В одном из последних экспериментов нами был использован поворотный магнит, смонтированный на выходе электроновода, который позволял, изменяя угол между электронным пучком и нейтроноводом, получать на одной пролетной базе данные об угловых распределениях фотонейтронов.

. Рис.1. Схема времяпролетного спектрометра.

. "' ' I - электроновод, 2 - тормозная мииень, 3 - исследуемый образец, 4 - -коллиматор из парафина с В^С, 5 -коллиматоры (Ре н парафин с 3.С), 6 - коллиматоры (Ре, Рв и парафин);* 7 - иейтроновод, 8 - коллиматор (Рв), 9 - коллиматор'(парафин с В^С), 10 - кадмий толщиной 1мм, II - детектор, 12 - защита детектора (Рв, Си, парафин)

Тормозная мишечь представляла собо* пластину из вольфрама диаметром 30 мм, за которой помещался цилиндр из алюминия толщиной 30 мм, служшций поглотителем электронов, прошгтчих сквозь

вольерам. С тормозной мишени снимался сигнал, который позволял судить о форме и величине тока пучка. По Форме пучка фиксировалась ширина импульса ускорителя, которая является одним из основных параметров, йормирувщих временное разрешение спектрометра. Величина тока определялась с помощью предварительно прокалиброванного интегратора.

Расположение коллиматоров и диаметр их внутренних окон выбирались такт,? образом, чтобы диаметр пучка нейтронов, попадающих в детектор, составлял 500 мм, что соответствовало площади чувствительности детектора. Перед детектором пометался лист кадмия для защиты от рециклических нейтронов.

Истинное (Т,Я) и экспериментальное { (Т,^) распределения фотонейтронов связаны интегральным соотношением

Л К 0 ^1)сИ'с1 52' = (Т,5г)

1 л

Восстановление истинного спектра излучения и интерпретация экспериментальных данных существенно зависит от того, в какой мере известна спектральная характеристика прибора - ядро данного интегрального уравнения Некоторые составляющие этой характеристики изучались нами в калибровочных' экспериментах. В окончательном виде функция разрешения прибора рассчитывалась путем интегральной свертки основных функций распределения: I) отклика детектора, 2) временных неопределенностей параметров ускорителя и регистрирующих устройств, 3) углового распределения тормозного излучения по площади образца, 4) спектрального распределения нейтронов в образце. Последнее связано с тем обстоятельством, что генерируемые нейтроны, являющиеся изначально моноэнергетическими в системе центра инерции, приобретают в лабораторной системе разброс вследствие кинематики фотонейтронной реакции. Вклад двух последних сТункций распределения в К(Т,£) приводит к энергетической зависимости временных функцйй распределения, то есть вид их меняется в зависимости от номера канала временного спектр-.. Наличие сильных резонан"ов в полном сечении сказывается на появлении пьедестала и длинного хвоста у К(Т,&) в соответствующих каналах спектра. '

Для расчета дважды дифференциального тормозного спектра нами была разработана методика, позволяющая не только определять выход-тормозных "фотонов из .олстой мишени, но и оценивать оптимальную ее толщину. При этом, после введения в расчет аппроксимирующих функций, допускающих аналитическое интегрирование, уда- '

лось создать компактную быстродействующую программу.

Нами разработана двухэтапная система обработки данных спектрометрического эксперимента. На первом этапе происходит обработка исходных экспериментальных спектров - определяется наилучшая в среднеквадратичном смысле их оценка и соответствующие ошибки - это задача фильтрации.. Второй этап связан непосредстветю с решением стохастического интегрального уравнения, в которое входит функция со случайними параметрами при неслучайном ядре уравнения.

Резонансная структура сечения аппроксимировалась (по числу пиков *"0) суммой кривых Брейта-Вигнера без учета интерференционное эффектов: ,, ^

<3(Е) - I СДЕА.^.Г,) - £ с^/[(е-Еог)%-Г

Г-4

где Су— приведенная площадь под резонансом ( Сг= 5Г/ 2 IV), Еог.-пол^жение максимума резонанса, Гг- полная ширина уровня, которая полагалась равной нейтронной ширине.

Фоновую составляющую спектра приходилось учитывать в процессе расчета, так как не удалось определить ее значение экспериментально. Кривая фона аппроксимировалась сглаживающим кубическим сплайном на .множестве опорных точек (узлов).

В результате обработки экспериментальных данных мы получали систему статистически независимых оценок параметров эффекта и (фона и их простых средних ошибок.

Для проверки работы данного метода нами был смоделирован стохастический имитационный эксперимент. За основу в нем была взята резонансная структура сечения реакции в ко-

торый было добавлено несколько гипотетических резонансов для выявления возможностей по разрешению близких слабых резонансов или слабого резонанса вблизи сильного уровня.

На числовом материале данной модели были опробованы разработанные нами метод фильтрации многомерных пуассоновских процос-сов и метод решения стохастических интегральных уравнений. Полученные результаты позволили сделать вывод о достаточной достоверности результатов обработки. При этом удалось преодолеть многие трудности, характерные для других методов решения некорректных задач, таких как проблемы "раскачки" решения, зависимости его от исходных данных и трудность оценки ошибок полученных параметров.

В" третьей главе приводятся результаты обработки наблюдаемой резонансной структуры для всех шести исследованных изотопов.

•НОМЕР КЯН/Ш

Рис.2. Экспериментальный спектр и результат обработки для ЛI. Экспериментальный временной спектр (точки, эффект+фон) и расчетный спектр (светлые кружки) - результат интегральной свертки восстановленной резонансной структуры (наказана в нитаей части рисунка) с функциями разрешения спектрометра (выборочно показаны в верхней части рисунка). Пунктирной линией нанесена расчетная кривая фона.

На рис.Р. приведен экспериментальный спектр и результат обработки для Экспериментальный спектр усреднялся по серия из 9 измерений каждое продол-дательностг у, ;; чазп. Б ггом экспори-

менте мы могли наблюдать лишь переходы на основное состояние ядра ^/Л. В результате обработки были оценены параметры 19 резо-наноных уровней. Других экспериментов по (у,п) реакции на ^ не проводилось. Получить физическую информацию для этого ядра из нейтронных экспериментов вряд ли возможно, так-как ядро нестабильно.. Этот же вывод справедлив для четырех из шести исследованных изотопов (кроме 7?е и ^ Ре).

В эксперименте на можно было наблюдать не только переходы на основное, но и ряд возбужденных состояний ядра ^N1. Из 27 резонансов, которые мы наблюдали, 9 соответствуют переходи/ на возбужденные состояния. Есть еще одна работа по (у,«О реакции на «к (В.Вербински и др.). В основном (разрешение спектрометра, интервал энергий нейтронов) этот эксперимент аналогичен нашему. Резонансная структура и значение сечений в обоих работах практически совпадают. Но, очевидно, отсутствие хорошей методики обработки не позволило этой группе из США извлечь в полной мере информацию из наблюдаемой экспериментально структуры, как, впрочем, и нам в более ранних работах. Результаты данных двух работ являются единственной экспериментальной информацией для ядра - по терминологии для нейтронных данных.

Для ^Ре были параметризованы 12 резонансных уровней, все они соответствуют переходам в основное состояние Ре. Других данных по (£,") реакции на этом ядре нет.

Изотопу в Лотонейтрснных исследованиях было уделено достаточно внимания - имеются еще три работы помимо нашей, две из них охватывают интервал энергий нейтронов до 100 кэВ, третья - от 80 до 700 кэВ. 3 основном сопоставимая структура наютх измерений и результатов первых двух работ хорошо согласуются. 3 результате обработки данных нашего эксперимента параметризовано 30 резонансных уровней. Пять из них соответствуют переходу на первое воз-булоденное состояние ^Ре. Шесть наиболее слабых резонансов мы оцениваем как р-волновыэ, природа которых обусловлена образованием 1+-комлаунд-состояний при поглощении- ядром ^Ре Ж-фотонов.

В эксперименте по Ре мы получили спектры Яютонейтронов под двумя углами - 82° и 131°. Сравнение их позволило сделать определенные заключения о природе наблюдаег/ых резонансов. В таблице I для 23 резонансных уровней приведены оценки положения максимума резонанса в системе центра масс (Е0 его полной птирины Р и соответствующих абсолют-ых ошибок ДР и радиационной сирины Р<(в тех случаях, когда определен момент 3 К1_мпаунд-со',тсян'.м).Такте

в этой таблице приводятся отношения выходов (площадей под резо-нансами) У(82°)/У( 131°), рассчитанных для углов 82°и 131° с учетом ошибок этих величин и сделанные на основании этих отношений заключения о моменте компаунд-состояния.

Таблица I

Е1 О цм' кэВ Г, кэВ кэВ + Г^, У(82°)/У( 131°) эВ Я

117,5 1,46 1,30 0,40 0,18(9Гг)

86,4 3,69 3,30 0,90 0,23^ г,)

67,1 2,39 0,96 0,41 0,90 0,98-1,28 1/2

46,0 1,30 0,39 0,21 0,20 0,81-0,96 1/2

37,7 0,25 0,22 0,06 0,22 0,83-1,03 1/2

30,6 0,21 0,19 0,05 0,06 0,77-1,09. 1/2

29,4 0,16 0,14 0,04 0,16 1,25-1,37 3/2 .

27,1 0,85 0,20 ■0,11 .0,16 0,98-1,19 . 1/2

24,9 0,17 0,15 0,04 0,04 1,00-1,33 1/2

14,9 0,70 0,62 0,17 0,01 1,06-1,79 3/2

13,4 0,73 0,28 0,13 0,04 0,77-1,14 1/2

' 11,9 0,70 0,22 0,10 0,04 0,72-1,04 1/2

10,9 0,24 0,10 0,05 0,04 0,74-1,08 1/2

7,26 0,22 0,1.0 0,04 ' 0,01 1,0 - 2,9 3/2 ?

5,52 0,27 0,06 0,03 0,04 0,79-1,02 1/2

5,08 0,15 0,06 0,03 0,02 0,72-1,04 1/2

3,52 0,18 0,06 0,03 0,02 0,89-1,43 1/2

2,73 0,25 0,10 0,05 0,01 1,30-1,83 3/2

2,01 0,20 0,06 0,03 0,01 1,26-2,63 3/2

1,12 0,07 0,03 0,01 0,014 0,75-0,99 1/2

0,89 0,07 0,02 0,01 0,01 1,32-1,93 3/2

0,77 0,03 0,03 0,01 0,005(дГ,) 0,45-0,60 ?

0,60 0,01 0,01 0,00 0,004(дГ,) 0,30-0,94 ?

Для первых двух резонансов этой таблицы анализ отношений выходов не проводился, так как энергетическое разрешение в данном случае явно недостаточно, чтобы определять эти пики как отдельные, разрешенные рсзонансн. Случаи, когда определенный вывод о величине указанного отношения вызывает сомнение, отмечены в таблице знаком вопроса.

В натаем случае отношение У(82°)/У(131°) равно I при возбуждении 1/2 состояний и 1,33 при возбуждении 3/2 состояний (основное состояние ядра ^Fe имеет l"=I/2~). Угловые распределения будут одинаковыми как для EI-, так и для MI-возбуждения, то есть вышеприведенное отношение для компаунд-состояний с 3'=1/2~ и 1/2h будет равно I, а для компаунд-состояний с 3"=3/2~ и 3/24" будет равно 1,33. Поэтому заключение о четности наблюдаемых состояний на основании анализа угловых распределений сделать было невозможно. Дополнительную информацию в данном случая мо;*но было бы получить при анализе полных сечений'или угловых распределений при упругом рассеянии нейтронов для ядра Fe. Однако в области энергий нейтронов до 100 кэВ подходящей информации по этим процессам найти не удалось.

В таблице I не приводится конкретное сравнение резонансов с данными других работ. Это объясняется тем, что исследованный нами энергетический интервал (до 100 кэВ) мало пересекается с большинством работ по исследованию (у,") и (», у) реакций (от 20 кэВ и выше). В результате этого, помимо "общеизвестных" резонансов с энергией 1,15 и 27,9 кэВ (1,12 и 27,1 кэБ в таблице I), мы наблюдаем еще ряд четких структурных особенностей. Однако, энергетическое разрешение не позволяет в данной диссертации сделать столь яе уверенные выводы о наблюдаемой структуре выше 45 - 50 кэВ.

Фотонейтронная реакция на Fe изучалась только нашей группой. Но для данного ядра мы имели возможность сравнения с результатами обратной реакции - реакции радиационного захвата.Результаты этого сравнения отражены в таблице 2.

В таблице 2 приведет некоторые параметры 14 резонансных уровней, полученные в результате обработки наших экспериментальных данных. В этой таблице такта приводятся результаты и для обратной реакции 57Fе(п,з) 8Fe, взятые из работ Хокенбери и др.- (X), и Вира и др.- (Б), и з"ачения энергий Е^'Ч» ), рассчитанные по данным первого столбца и соответствующие возбуждению идентичных уровней в реакции. Структура возбужденных уровней ядра 58Fe,

проявляющихся в реакции при захвате s-нейтронов яв-

ляется более полной, чем при эмиссии ь-нейтронов в реакции (j',>0, так как в первой реакции возбуждаются уровни с 3=0 и I, а по второй реакции - только уровни с 3=1 (при поглощении дипольного излучения). Подтверждением сказанному вше может служить отсутствие в данной диссертации уровней при EQ=3,92 и 55,01 кэП с известным

значением 3 =0. Очевидно по этой же причине отсутствуют уровни при Е0=1,63 и 4,75 кэВ. Из сопоставления результатов следует, что до энергии нейтронов 30 кэВ во всех: работах наблюдаются одни и те же резонансы при почти совпадающих значениях энергий. При этом подтверждается сделанный нами ранее ьыаод о том, что резонансный пик при энергии 9,60 кэВ, а также пик при энергии 5,65 кэВ, проявив-' шийся при обработки, соответствуют переходам на один из первых возбужденных уровней ядра ^Ре. Подтверждением этому может служить также отсутствие указанных уровней в нейтронных экспериментах. При энергии вмче 30 кэВ, из-за недостаточно высокого разрешения в ншпкх измерениях, наблюдается слияние отдельных пиков и, соответственно, часть резонансов теряется.

Таблица 2

■ р О цм' г, А Г± кэВ 1 г 'к01 Е0(, ,у),кэВ

кэВ коЗ + - вВ кэВ (X) (Б)

102 • 1.7 0,5 0,4 0,52 106 109,6 109,6

89,8 5,5 4,8 1,3 0,18 93,0 93,7 93,7

66,8 1,0 0,8 0,2 0,15 69,2 77,2 77,2

60,5 . 1,3 0,3 0,2 0,53 62,6 61,0 61,0 64,0х*

41,8 1,5 0,2 0,2 0,41 43,3 41,0 41,4 41,93**

27,5 1,7 0,1 0,1 0,94 28,5 29,0 29,15

23,2 2,9 и 0,5 0,27 24,04 21,3- 24,85х*

14,0 0,4 0,1 0,1 0,04 14,45 13,9 13,93хх

12,9- 0,3 0,1 0,1 0,08 13,36 12,8 12,73х*

9,60х 1,8 0,2 0,1

7,81 о,н 0,09 0,03 • 0,02 8,09 7,90 7,87х*

7,11 0,08 0,02 0,01 0,19 7,36 7,22 7,17х*

6,18 0,4 0,1 0,1 0,12 6,40 6,21

5,65х 1,0 0,1 0,1

х) - резонансные уровни соответствуют переходам на возбужденные

уровни ядра Ре **) - резонансные уровни соответствуют захвату нейтронов с(?>0

Экспериментальные результаты данной диссертации были получе-

иы под одним углом вылета фотонейтронов, что не позволяет однозначно судить о природе наблюдаемых резонансов^ В работе Вира и др. по результатам измерений сечений реакции Ге(н,^-) Ге только реэонансы при энергиях 29,15 и 41,40 кэЗ и вше были отнесены к 5-резонансам, а остальные - к резонансам с 1>0. В то же время наблюдаемый в реакции (у,и) очень сильный резонанс при энергии 7,11 кэВ вызывает сомнение в правильности такой трактовки. Аналогичный вывод следует и из общих соображений об убывании силы р-волны с уменьшением энергии нейтронов. Не тлея точных данных о природе наблюдаемых резонансов,, мы пытались определить силовые функции по общей совокупности всех полученных пиков. В частности для радиационной силовой функции переходов в основное состояние Б^бьтло получено значение (3,6 «Ю-5. Эта величина позволяет найти приведенную радиационную ширину для электрических диполь-ных перёходов'К(Е1)=^0/(Е^Л2/3)=(2,4 ^о^ЫО-9, к0™?3* ока" залась очень близкой к среднему значению Й(Е1), равному 2,5«10~®. Это еще больше укрепляет наше предположение о том, что все наблюдаемые при реакции на ядре ®Ре резонансы можно интерпретировать как б-резонансы.

В таблице 3 приведены экспериментальные оценки парциальных

Таблица 3

Ядро с эксп •Э ¡о «Ю5. К(Е1) 1 ^ (о ло V Ъэ„1сп *го4 . сэкспхТп4

Е3<А2/3 и пе

54Ге' - 2'6 -0|9 - +1,7 -0,5

56Ге з.з :8;в9 3,5х 3,2х 7.6х 1,4 -0,4 + 0,3 -0,2

57Ге о п +0,5 _о,4 1,1±0,6Х 0,6х 4 П +0>7 7,о :з;1 + 0,3 -0,1

58Го 'З'ь -0,4 - 2 4 +0-3 ^ -0,3 0,9 ^ -

КЗ/VI - О С +0,5 -0,5 -

• 60/Л 5,9 9,5х ? А +0.5 -0,5 Т,0 -

Х\

' ; - данные из других ?отонеЯтрош-пг< работ

радиационных и нейтронных силовых функций, выполненные в данной диссертации. Также приводятся оценки приведенных радиационных ширин для всех шести исследованных изотопов. Здесь же для сравнения приводятся имеющиеся оценки радиационных силовых функций, полученные в фотонейтронных экспериментах других групп.

В четвертой главе проводится оценка полученных значений силовых функций, в первую очередь - радиационных. Сравниваются дан-гае по радиационным силовым функциям, полученным в экспериментах по изучению реакций ($",»•), (»»¡г), (р.1г) и (к.?).

Метод обработки экспериментально наблюдаемой резонансной структуры, примененный в данной диссертации, позволил оценивать не только радиационные, но и нейтронные ширины резонансов. Это дало возможность провести корреляционный анализ этих ширин для всех шести исследованных изотопов.

Полученные коэффициенты корреляции р были использованы для оценки вклада валентного механизма в формирование радиационной силовой функции. Эти оценки были сделаны в рамках оптико-оболочеч-ной модели, сформулированной группой сотрудников из. МИ® под руководством М.Г.Урина. Как видно из таблицы 4, наблюдается достаточно хор таше согласие экспериментальных и теоретических оценок.

' Таблица 4

эксперимент расчет Ядро ' --

с С . г

Р $£0*ю 5гдоь Ь,/ю4 ьуо*ю0

^е п Аг> +0,20 0,4,3 -0)04 д +4 у -3 2 -I,0 Т 1*Ь-1|4 п й+°>7

56Ге п оо+О^О °'33-0,02 о о+0,9 ' -0,8 п до+0,48

Б7Ге п ст+0,09 ' -0|02 о гч+0,5 ' —0*4 т 9+0,3 2,8;2,Б

50Ре п -«+0,28 з.б!§;45 а 70+0,70 6'5-4;З 3,6^.6

58^ п К(1+0,17 Р о+1«0 ^-0,6 2.2$?

п -эт+0,16 Т *5+0»7 • -0^4

г С *

Значения в этой таблице представляют собо£ наиболее в-зроятнш

значения нейтронных силовых функций, определяемые по экспериментальным данным диссертации согласно выводов работы Г.В.Мурадяна и Ю.В.Адамчука. Результаты данной диссертации позволили по крайней мере вдвое увеличить объем мировой информации по экспериментальной оценке валентной части радиационной силовой функции.

ОСНОВНОЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На спектрометре по времени пролета на базе микротрона ФЭИ измерены энергетические спектры йотонсйтронов в околопороговой области для изотопов 5415о»57>5Эре и бЗ.&Ол/,. . Данные для изотопов 1 Ре и ^ получены впервые. Проведено усовершенствование методики измерений, позволившее получить данные по угловым распределениям фотонейтронов для изотопа ^Ре при фиксированной пролетной базе.

2. Для получения дважды дифференциальных сечений фотонейтронных реакций предложен метод расчета абсолютного дифференциального выхода тормозных фотонов из толстой мишени, а тагае расчет функции разрешения спектрометрической установки для анализа резонансной структуры методом формы.

3. Проведен анализ резонансной структуры сечений фотонейтронных реакций с помощью усовершенствованного метода нелинейной параметризации спектрометрических данных, позволившего в полной мере извлечь информацию из экспериментальных фотонейтронных спектров. . •

4. По полученным резонансным параметрам сделаны оценки парциальных радиационных и нейтронных силовых функций. Оценки радиационных силовых функций для "М и нейтронных силовых функций для ^'^Ре, на основе экспериментальных данных сделаны впервые.

5. На основании оценок коэффициентов корреляции нейтронных и радиационных ширин реэонансов, полученных в данном эксперименте, для всех шести исследованных изотопов определена валентная компонента радиационной силовой функции. Проведено сравнение экспериментальной оценки этой величгагы с теоретическим расчетом, выполненным в рамках оптико-оболочпчнсй »/одели.

Осповныа результаты диссертации опубликованы в следующих работах :

1. Рогов Л.В., Китаев В.Я., Абрамов А.И. Фотонейтронные реакции вблизи порога на изотопах 54»56.57,58ре ц Ядерная физика. 1969. Т.49.Вып.5. 0.1220-1232.

2. Рогов A.B., Китаев З.Я., Абрамов Л.И. Анализ резонансной структуры фотолейтронных реакций вблизи порога на изотопах 53Л': и // Известия АН СССР. Сер.физ. 1990. Т.54.М. С.79-63.

3. Китаев В.Я., Абрамов А.И., Рогов A.B. Силовые функции ядра стронция-88, получаемые из анализа реакции (у,vi) вблизи порога // Материалы I Международной конференции по нейтронной »?иэкке, I9S7 г. Киев / ЦНИИатоминйорм. М., 1988. Т.З. С.173-177.

4. Китаев В.Я.Семенова H.H., Абрамов А.И., Рогов A.B. ,Юткин М.Г. Детектор медленных нейтронов большой площади со схемой n-j' разделения // Приборы и техника эксперимента. 1976. КЗ. • С.7С-73.

5. Китаев В.Я., Абрамов А.И., Рогов A.B., ЮНкин М.Г. Расчет выходов и угловых распределений тормозного излучения толстой мишени. Препринт 5Ш-700. Обнинск, 1976.

6. Кк?аев В.Я., Рогов A.B., Абрамов А.И. Учет функции разрешения в измерениях двазды дифференциальных сечений. Препринт S3Z-9I6. Обнинск, 1979.

7. Абрамов А.И., Китаев В.Я., Рогов A.B., Юткин М.Г. К вопросу

о реакции вблизи порога // Ядерная физика. 1976.

Т.к.Зып.4. С.871-872. 0. Китаев В.Я., Абрамов А.И., Рогов A.B., Юткин М.Г. О реакции 58Ре^-,п)57Ре вблизи порога ff Известия АН СССР. Сер.физ. 1976. Т.40.И0. С.2274-2276. .

9. Китаев В.Я., Абрамов А.И., Рогов A.B., Юткин М.Г. О реакции 60Л^,п)59лЛ: вблизи порога // Известия № СССР. Сер. физ. 1975. T.39J?o. С.1754-1757. ,

10. Китаев В. Я., Абрамов Л.И., Рогов A.B., Юткин М.Г. ,0 реакции ^Mn(ij-,Ti)^Kn вблизи порога ff Материалы IУ Всесоюзной конференции по нейтронной йж икс, 1975 г. Киев / ЦНИИатоминформ. М., 1976. Т.З."С.280-283.

11. Абрамов А.И., Г/ба В.Г., Китаев В. Я., Рогов В., Урин М.Г., Юткин М.Г. О парциальных радиационных силовых функциях ней-троннмх резонансов // Материалы У Всесоюзной конференции по

нейтронной физике, 1979 г. Киев / ЦНИИатоминформ. М., 1980. ТД. С.100-105.

12. Абрамов Л.И., КИтаев В.Я., Рогов А.В., Юткин М.Г. Кссле-довшше реакций Ре и Те(у,г>) "Ре вблизи порога

// Материалы У Всесоюзной конференции по нейтронной физике, 1979 г. №шв / ЦНИИатоминформ. М., 1980. Т.2. С.204-209.