Гамма-лучи из реакции радиационного захвата протонов ядрами изотопов никеля, германия и селена тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

л е

^ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ --

ХАРЬКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ЕХИЧЕВ Олег Иванович

ГАММА-ЛУЧИ ИЗ РЕАКЦИИ РАДИАЦИОННОГО ЗАХВАТА ПРОТОНОВ ЯДРАМИ ИЗОТОПОВ НИКЕЛЯ, ГЕРМАНИЯ И СЕЛЕНА

Специальность 01.04.16 - физика ядра и элементарных частиц

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

ХАРЬКОВ -1997

Диссертация является рукописью.

Работа выполнена в ННЦ "Харьковский фиэихо-техничесхий инстйт и а Институте прикладной физики НАНУ (г. Сумы)

доктор физико-математических тук, академик НА^ Сторижко Владимир Ефимович (ИПФ НАНУ, г.Сумы дохтор физико-математических наук, профессор Намашкало Борис Андреевич (ИНЦ ХФТИ, г.Харько

доктор физико-математических наук, профессор Машкаров Юрий Григорьевич

(Акад. кадров управления при Президенте Украины кафедра информационных технологий, г.Харьков) кандидат физико-математических наук, доцент . Афанасьев Валерий Дмитриевич (ХГУ г.Харьков)

Ведущая организация: Институт ядерных исследований (г.Кивв)

Защита диссертации состоится *l(> " lS97r..

час. на 'заседаний Специализированного ученого совета Л 02.02.12, при Хгрькозском государственном университете по адресу: 310108,,г. Харьков-108, лр-т. Курчатова,31, ауд. 301.

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной Ни5лйоте кв Харьковского государственного университета по адресу 310077, г. Харьков, пл. Свободы,4.

Автореферат разослан 'НС^лА 1937года.

Ученый секретарь Специализированного совета

доктор физико-математических наук, профессор Азаренков H.A.

. Научные . руководители:

Официальные оппоненты:

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Реакции с протонами подбаръерных энергий являются удобным и широко используемым методом ядерной спектроскопии. Применение этих реакций для легких ядер, с присуще л им спецификой резонансного характера, в последние десятилетия все больше уступает место использованию метода для изучения ядер с А>40, для которых естественным являются статистические методы анализа, оперирующие понятиями средних сечений, плотности уровней, силовых функций и др. Светосила этих методов существенно выше по сравнению с исследованиями отдельных резонансов. Среди методов ядерной спектроскопии в реакциях с протонами имеются разные подходы, или вернее, разные возможности постановки экспериментов и их усложнения с целью получения достаточной информации для однозначного определения параметров модели и ядерных данных. Это могут быть, простые энергетические спектры, угловые распределения, спектры совпадений. Последние; не всегда удается поставить из-за низкого сечения, малых телесных углов детекторов, низкой их эффективности. Однако, задача может быть решена и на основе простых экспериментов, если механизм реакции хорошо известен, параметры модели найдены б других экспериментах. Такой подход очень актуален в исследовании ядер с А^40+50, особенно в случае необходимости получения усредненных данных, таких как средние радиационные ширины, радиационные силовые функции, каскадность, спектры множественности излучения у-квантов при снятии возбуждения ядер и др.

К началу наших исследований было установлено, что сечения заселения конечных состояний ядер в реакции (р,у) в случае применения полутолстых мишеней являются достаточными для постановки экспериментов по измерению угловых распределений, функций возбуждения и даже угловых корреляций, однако, постановка экспериментов ограничивалась изучением небольшого числа ядер с А=50ч-70 и только для наиболее сильных переходов. С другой стороны, было обнаружено, что, несмотря на статистический характер заселения низколежащих уровней, угловые распределения у-лучей с энергиями вплоть до 3-4 МэВ имеют значительную асимметрию, а значит, эти состояния выстроены и данные по угловым распределениям содержат информацию о спинах, коэффициентах смешивания, каскздности, заселенности магнитных подсостояний и др. Чтобы получить эту информацию надо знать статистические тензоры, определяющие спиновые состояния нижних уровней конечных ядер. Статистические тензоры могут быть

Еычислены в рамках статистичосюзй. модели (если выполняются ее основные предположения ) ит определены в других экспериментах и, таким образом, может быть решена задача связанная с анализом дифференциальных сечений реакции (р,у), измеренных » условиях статистического усреднения, и нахождением искомых данных -сгшктроскопичэской и другой ядерной информации. Последнее вместе с измерениями Аис|)ференциальных сечений л функций возбуждения и составляет постановку задачи о разработке и применении метода дифференциальных сечений реакции (р,у) для с пределе ния характеристик ядер.

К началу настоящих исследований статистическая модель получила свое полное развитие, а ее применение для англизл |различных конкретных реакций практически было завершено. Она получила название комбинированной статистической модели, т.к. для ранения ее внутренних проблем были привлэчены оптическая модель, модель Ферми-газа и, естественно, испарительная модель,. В работах Хаузеря-Фешбаха и Сачлера, была полностью учтена и/ немгтика реакций, получены статистические выражения для анализа рега/ций неупругого рассеяния и других частичных реакций, а также корреляций различного типа. Позже других в ХФТ71 была получена возможность описания корреляций и сечений в реакциях (р,у).

При анализе саченмй реакции згквата проблема состоит в необходимости догюлнит-эпьно иметь данные о распределении средней радиационной силы в широком интервала энергий возбуждения (т.е. от нуля до (Ер +• О)) помимо общей для всех реакций необходи мости расчета коэффициентов прилипания с параметрами оптического потенциала, определенного, как правило, в упругом рассеянии либо иных экспериментах. Однако, измерение корреляций всегда представляет в ядерной спектроскопии более гзудную :4адачу, требуется постаноЕ1ка экспериментов в специальных геометриях, нужны зысокоас'фективные детееторы с высоким энергетическим разрешением. Последние два условия противоречат друг другу, поэтому Есегда возникает вопрос, нельзя ли обойтись без корреляционных измерений ограничиваясь измерением дифференциальных сучений, угловых распределений и функций возбуждения.

К началу наших исследований не было известно:

а) будут ли ядра в конечных состояниях выстроены (т.к. каскадное заселение постепенно должно снижать его ), т.е. будут ли угловые распределения анизотропными в ядерных |>еакциях захвата и, аналогично, в (р.р'у), (р.пу)-реакциях. Ясно, что выстраивание

в реакциях (р,р'т). (р.пу) будет более высоким, т.к. при исследуемых Сергиях {Ер:'> 3 МэВ), гак правило, будут заселяться нижние состояния в первом же переходе, тогда как е (р,у) из-за высокой энергии возбуждения заселение может осуществляться многими пернходами, геряя выстраивание. С другой стороны, сильная зависимость вероятности у - переход;« эт энергии поз:золяла надеяться на низкую касиаднооть;

б) каким образом достичь нужного усреднения и какие интервалы усреднения па »нергии необходимы для того, чтобы средниэ ф;1зы матричных элементов 5ысоховозбуждвнных состояний стали равными нулю из-за случайного характера их >аспределения;

в) возможно ли применение статистической г/юд€!ли для описания 1ифференциальных сечений при столь низких энергиях;

г) можно ли использовать параметры ,яля описания -(-переходов, по/ученные бычно при Ер« 10 МэВ; '

д) какова величина и энергетическая занисимость радиационных силоеы* 5ункций в ядрах, т.е. необходимо знать распределение радиационной силы при энергия* озбужцения е;6лизи энергии связи нуклонов.

Развитие техники эксперимента в последние десятилетия существенно асширило возможности изучения этих реакций, а разработка методов вычисления! элновых функций в области непрерывного спектр;» и для конечных состояний позволяет эстаточно хорошо интерпретировать экспериментальные данныо.

Применение статистической теории :< анализу сечений реакции (в,у) раничивается, кроме естественных причин (низкая плотность у|ювней, флуктуации эртера - Томаса для ширин др.), рядом нестатистических эффектов, таких гак корреляции дотационных ширин и спектроскопических факторов нижних состояний, определяемых е> ,Р). (с1,п) (3 Не,й)-реакциях, усиление -/-г,ере ходов в состояния с большим* значениями екгроскопических факторов, обнаружение структуры сечений, связанной с возбуждением стояний аналоговой или коллективной природы, обогючечные эффекты.

Изучение реакций с протонами возможно не гслько с точки зрения использсея-^и в ядерной спектроскопии, но и для получения данных о сечениях «тих реакций. Реакции протонами часто используются как источники нейтронов и у-квактов, необходимы яти иные для изучения конструкционных материалов при имитации повреждений в твердом 19. Изменение микроскопических свойств твердого тела под действием протс нов есть зультат целого' ряда последовательных процессов, в том числе ядерных, в которых

образуются выбитые атомы и продукты ядерных реакций, приводящие к ассоциациям дефектов, ответственных за изменение свойств материалов. Характер и место повреждений определяются выходами ядерных реакций. Можно найти и другие области, где знания о поведении сечений с протонами играют важную роль, например, в астрофизике для объяснения происхождения элементов тяжелев *Не в звездах .

Изучение реакций с протонами на ядрах pf-oбoлoчки и более тяжелых имеет ту особенность, что мы имеем дело с большими плотностями резонансных состояний. Это делает методы, основанные на отдельных резонансах трудоемкими и пригодными лишь для решения рада специальных вопросов. Чаще сечения, радиационные силовые функции ширины надо знать усредненными по некоторым энергетическим интервалам существенно меньшим чем энергия возбуждения, но включающим в себя большое число резонансных состояний. Такие интервалы позволяют изучать поведение сечений, ширин в широком интервале масс и энергий, выявлять структуру сечений и ее связь со структурой ядер. Первоначально метод был предложен Стсрижко В.Е. и носил название "способ анализа дважды дифференциальных сечений реакций захвата, измеренных на полутолстых мишенях, в рамках статистической теории."

Изучение реакций с протонами методом усредненных резонансов разбивалось е ХФТИ как новое направление, целью которого являлось существенное расширение области исследуемых ядер. Такой подход потребовал разработки новых теоретически» методов анализа, их апробации и более совершенных экспериментальных методически» разработок, чем используемые при исследованиях отдельных резонансоэ. Аналогичны« исследования выполнялись в Японии, России (Обнинск), США. В Украине систематические работы в таком плане проводились только в ХФТИ.

Цепь

1. Разработка метода анализа дифференциальных сечений реакции радгационноп захвата нуклонов в рамках статистической теории.

2. Изучение возможности применения' метода усредненных резонансов и статистическо модели к анализу реакций радиационного захвата ядрами р^оболочки.

3. Разработка методики эксперимента и измерение дифференциальных сечений реакци (р,у) на ядрах изотопов Се, Бе. Получение спектроскопической информации о ядра изотопов Си, Аз. Вг.

4. Исследование возможностей метода для определения квантовых и неквантовых характеристик конечных ядер.

5. Определение квантовых характеристик и схем распада изотопов Си, Аэ, Вт.

6. Изучений статистических свойств низколежащих состояний ядер pf-oбcлoчки: каскадность, заселение прямыми первичными переходами, спектры множественности.

Научная новизна

1. Впервые разработан метод анализа дифференциальных сечений и угловых распределений у-лучей из реакции захвата на выстроенных ядрах в рамках статистической модели.

2. Впервые измерены функции возбуждения низколежащих состояний ядер и в1Ю-е5 сц, 7Э'75Аз, 7,'7;,'™8,Вг и угловые распределения у-пучей, сопровождающих распад этих состояний »дер, образующихся в реакции (р,у); измерены функции возбуждения прямых у-переходог> на нижние уровни в названных ядрах .

3. Определены или подтверждены спины нижних состояний конечных ядер и коэффициенты смешивания мультиполей для у-переходов между ними.

4. Получена нозые данные о каскадности заселения нижних состояний конечных ядер, цанные о доле прямых у-переходов на эти состояния, получены также спектры множественности в зависимости от энергии возбуждения, спина конечного состояния и др.

5. Показана возможность продуктивного использования метода для анализа данных из реакции (п,у) для ядер 2р-1 Г оболочки, а также для более тяжелых ядер.

Выбор ядер обусловлен: а) необходимостью получения новых ядерных данных; >) необходимостью проверки применимости статистической модели для описания этих (энных; в) проницаемостью барьера, которая для энергий протонов до 3-4 МэВ должна ¡ыть еще достаточной, чтобы выход реакции был заметен; г) конечные ядра должны были |ринадпежать разным подоболочкам (структура конечных состояний должна быть азличной), чтобы исключить влияние обопочечной структуры конечных состояний на озможность применения разрабатываемого метода.

Научная и практическая ценность . Ценность работы определяется разработкой надежного метода анализа ифференциальных сечений реакции захвата, определением области его применения и чедрением его в научную практику.

2. Метод анализа позволяет во многих случаях упростить постановку экспериментов, необходимых для получения новой спектроскопической информации и в большинстве случаев избежать трудоемких и дорогостоящих корреляционных измерении при изучении пространственного распределения у-и:шучения из реакций захвата.

3. Благодаря своей светосиле метод расширяет число ядер доступных спектроскопическим исследованиям и количество доступных состояний.

4. Практическая ценность данной работы состоит также в получении hoboí слвхтроскопической информации о квантовых состояниях ядер, о неквантовых параметра) для у-переходов, данных о кааждносги заселения нижних состояний, спектра) множественности, что является взкным для определения потока у-излучения, ere жесткости на ускорителях, реакторах и других научных и промышленных установках.

На защиту выносятся следующие положения и результаты: "I. Мвюд у среди энных резона,нсов, как метод ядерной спектроскопии ядер средней атомно1 массы.

2. Метод анализа дифференциальных сечений реакций захвата и угловых распределена у-лучей в рамках комбинированной статистической модели, основанной на испарительно! модели и опирающейся на оптическую модель при вычислении коэффициента прилипания нуклонов, модель Ферми-газа для плотности уровней, гидро-динамическу» модель дипольного гигантского резонанса и гипотезу Бринка при вычислени радиационных силовых функций.

3. Методика изучения реакции (р,у) в условиях статистического усреднения по состояния! составного ядра.

4. Новые экспериментальные данные по дифференциальным сечениям реакции (р,у) н ядрах «•»■«■"Ni, 7:'74Ge, 70'7г,м,76,п,в0£;е, угловые распределения и результаты их анализ; коэффициенты смешивания.

Информация о ядрах, полученная при анализе экспериментальных данных, схем распада, данные о вероятностях прямых у-переходов в нижние состояния ядер изотопе меди, мышьяка, бреша.

6. Каскздностъ излучения и спектры множественности -/-излучения в зависимости < энергии возбуждения и спиноз конечных состояний ядер.

Личный вклад автора

Принимал участие в планировании, подготовке, проведении экспериментов, обработке! результатов измерения и обсуждении полученных данных. 13 рамках сгатистачесгай модели теории ядерных реакций получены формулы для дифференциальных сечений реакции (р,у) в случае -/-переходов между низке лежащим и уровнями конечных ядар, заселяемыми каскадами ненаблюдаемых-у-п^эехедов. Разработаны аггоритм и программа! для ЭВМ для расчета этих сечений.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 1 б работ, список которых приводится, а также включен в цитируемую литературу диссертации..

Апробация работ

Основные результаты диссертации докладывгшись на всех Всесоюзных конференциях по чдерной спектроскопии и структуре атомного ядра с 1263 по 19!'8год, на Международной конференции по избранным вопросам структуры ядра в Дубне (ОИЯИ), 1976 год (ч.1, с.57), опубликованы в открытой печати и получили признание и продолжение, в частости, аналогичные работы выполнялись позже в Японии, России (ИАЭ) и др.

краткое содвр:кану е работы

Диссертация состоит из ваздения, пяти разд.злов и захпючения .

В разделе 1 описаны спектрометры, методы измерения, мишени. Ыиш&ни 5е и Эе получены методом сублимации из газовой фг.з.=1 на подложки Та и затем покрыты онким слоем золота (=0,05мкм)для предотвращения испарения их под, пучком. Нагреваясь ри облучении пучком протонов йе и Эе образовдои твердые растворы с золотом, одерживающие такие же токи пучка как и мишени №. Последние получены методом пектролитичоского осаждения. Мишени закрепляются на специальном держателе в пшенной «(¡мере, позволяющей проводить измерения в плоскости реакции с дновременным мониторированием выхода реакции.

1) Подготовлены методики для проведения серии экспериментов, вкточакодк« зготовление мишеней, реакционных камер, технического оборудования.

2) Проведены измерения эффективности регистрации у-квантов однокристальным (простым) и парным у-спехтрометрами в абсолютных единицах, предусмотрен учет просчетов, калибровка шкалы энергий и ее линейности. Раздел 2

1. Получены выражения в рамках статистической модели для парциальных сечений реакции (р,т>), описывающие распад высоковозбужденных захватных состояния прямыми (первичными) у-переходами на низкопежащие уровни конечного ядра, а также для дифференциальных сечений заселения низколежащих состояний ненаблюдаемыми каскадами у-переходов различной краткости.

2. Обсуждены и обоснованы критерии, позволяющие выбрать параметры ста тистической модели:

- параметры оптического потенциала;

- параметры плотности уровней;

- величину и энергетическую зависимость радиационных силовых функций.

3. Записаны выражения для описания угловых распределений у-лучей, возникающих при распаде низколежащих состояний ядер.

4. Коротко описаны программы модельных расчетов и анализа экспериментальных данных. В разделе 3 показано, что применение методов усредненных резонансоЕ!, которые реализуются применением мишеней соответствующей толщины, статистических методов анализа, выбора параметров модели и современных экспериментальных методик, позволяющих выделять первичные у-переходы, позволило установить механизм реакции радиационного захвата протонов низких энергий. На основании изученных данных и и> анализа и сделаны следующие выводы:

а) механизм реакции захвата протонов ядрами изотопов М, Бе, £;а связан < образованием составного ядра и может быть описан в рамках статистической модели с параметрами, определяемыми в независимых экспериментах;

б) зависимость радиационной силовой функции от энергии, определяемая ка "хвост" гигантского дипольного резонанса, правильно передают энергетическук зависимость сечений возбуждения, однако, величина радиационной силовой функции I области энергии связи, как правило, не соответствует экстраполяции лоренцеаой криво? основанной на параметрах гигантского дипольного резонанса, и для каждого ядра сил; Е1-переходов в исследуемой области возбуждения должна быть определена из услови

описания абсолютных сечений возбуждения (или парциальных сечений) китих уровней прямыми у-переходами.

в) нестатистические эффекты не играют заметной роли н определении моханизма реакции (р.у) при низких энергиях для исследуемых ядер и выявлены тог ьга дпя ограниченного числа переходов и узких интервалов энергии и связаны с возбуждением состояний, отгичных от компаунд-состояний.

Описание сечений хорошее. Учитывая сильную зависимость сечений ог спиное конечных состэяний, мы можем говорить об их однозначном определении. Приведенные на рисунках 4.15,а-з схемы распада и коэффициенты: ветвления позволяют получить данные о спинах и других конечных состояний в схеме распада данного уровня, например, зависимости от энергии дифференциальных оэчений для переходов в состояние 304, 2!Ю, 265 кэВ (рис. 4.15, г) будут такими же как для переходов 401—>0, а величины сечений будут определятся коэффициентами ветвления. Ска:>анно<> относится и к другим состояниям. Дня некоторых состояний данные могут быть получены из анализа разных переходов. Например, состояние 265 кэВ заселяется е> перехэдах 401 (5/2*)--»•265 (3/2 ) и 572 (5/2")-»265 (3/2"). Кроме различия в энергии у-излучения, эти переходы могут иметь разные значения IX (Е1 и М1+Е2, соответственно).

Каскадность заселения для изотопов Аэ несколько выше, чем для Си. Во всех :лучаях учитывались шесть переходов, причем вклад шести переходов составлял меньше 1%. Средняя каскадность составляла 3(4) (для изотопов меди 2(3)). Закономерности поведения каскадности от энергии, спинов повторяют те, которые наблюдались для Си. С ростом каскадности возникают трудности вычислительного характера, так как с ростом V растет кратность интограла при достаточно сложной форме ■юдинтегральной функции.

Анализ сечений позволил определить спины многих состояний нечетных изотопов 45. например, для 75Аз это спины состояний 199 кэВ -1/2". 265 кэВ - 3/2", 280-5/2", $04-9/2*, 401-5/2*, 469 -1/2', 572-5/2", <¡79-3/2', 822-7/2". Мы подтвердили на эксперименте наличие спаренных (сдвоенных) состояний и триплетов состояний 1/2", 3/2" 5/2', близко расположенных, подтиеряодено наличие пары состояний 9/2* -5/2", указывающих на характер взаимодействия в ядрах Аг, во всех случаях ^пользовалась гипотеза о спинах основных состояний изотопов Аэ 3/2', чем и тодтверждено это значение, статистический характер заселения нижних состояний вляется непременным условием описания сечений.

Раздел 4

1. Измерены дифференциальные сечения реакции (р,у) на ядрах изотопов ве и ве в зависимости от энергии протонов и угла детектирования у-квантоа.

2. Показано, что статистическая теория позволяет описать наблюдаемые функции возбуждения и угловые распределения без вариации параметров модели, опираясь на литературные данные.

3. Получена спектроскопическая информация о коэффициентах смешивания у-переходов в ядрах изотопов меди, данные о схемах распада нижних уровней изотопов Аэ и Вг и данные о спинах (и четностях) многих состояний нечетных изотопов Ак и Вг.

4. Получены данные о множественности у-иалучения (каскадности) и спектрах множественности, их зависимостей от спинов конечных состояний и энергии возбуждения.

В разделе 5 обсуждаются результаты работы. Особое значение придается дальнейшему развитию метода усредненных резонансов, оценивается значение спектроскопической информации, полученной в работе, особо выделяются результаты сеязанные с получением данных о множественности гамма-излучения и спектрах множественности. Метод усредненных резонансов вместе со статистической моделью явились одним из наиболее прецизионных методов ядерной физики, обладающим значительной с ветосилой, достаточным для многих задач энергетическим разрешением и разработанностью теоретического подхода. Метод опирается на хорошо известные модель Ферми-газа при вычислении плотности уровней, оптическую модель, раннюю испарительную модель, дополненную учетом законов сохранения энергии, углового момента и др. Современная модель начала активно развиваться с 60 годов, когда появились работы Хаузера-Фешбаха и Сачлера. В 1971 г. большой толчек развитию метода дали работы Боллингер;=| в реакции (п,у) а также работы [выполненные в ХФТИ, которые, наконец, перенесли все достоинства метода на изучение реакций захвата протонов. Настоящая работа яаляется распространением метода усредненных резонансов на случай измерения дважды дифференциальных сечений, позволяющих, однако, получать практически ту же информацию, что и в корреляционных измерениях. Это сразу^ приводит к расширению числа ядер и состояний, которые могут быть исследованы, т.к. светосила метода значительно возрастет. При этом, в отличии от реакции с нейтронами, способ усреднения состоит в применении мишеней соответствующей толщины. Работы могут выполнятся с

очень малым количеством вещества (-1 мг/см2), что позволяет проводить измерения на изотопных мишенях.

Метод является сильно чувствительным к спинам конечных состояний, угловые распределения имеют значительную асимметрию, что позволяет определять коэффициенты смешивания по мультилольностям у-переходов. Следует отметить что метод должен быть чувствительный к четностям конечных состояний, однако этот вопрос нами не исследовался. Область применения - ядра с /¿40. Со стороны тяжелых ядер ограничения связаны лишь с проницаемостью барьера во входном канале.

Е! результате измерения и анализа дифференциальных сечений реакции (р,у) на ядрах изотопов бе, 8г получены новые данные о мультипольностях переходов в ядрах в1вз в5Си, П,75А$, п,7а г1Вг, определены значения спинов нижних состояний изотопов Аэ, Вг, что позволило построить или дополнить схемы распада этих ядер, очень мало изученных к началу наших исследований.

Совершенно неожиданным явилась для нас возможность в результате статистического анализа определять множественность /-излучения в у-распаде и даже спектр множественности. Хотя определение этой величины является модельно зависимым, все же простота эксперимента и достоверность данных, связанная с одновременным описанием сечений и спинов состояний, позволяет говорить о возможности широкого использования данного метода. Коснемся кратко важности определения этого параметра и тех экспериментов, которые нужно выполнить для его определения.

Исследование у-каскадов представляет большой интерес для изучения свойств уровней ядра, например, в радиационном захвате нейтронов. Каскад можно рассматривать как процнсс, выделяющий некоторую общность уровней ядра, через которые он происходит.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты работы следующие:

1) Разработан и применен к изучению свойств ядер изотопов Си, Аз, Вг метод анализа сечений реакции радиационного захвата протонов. Анализ выполнен в рамках статистической модели ядерных реакций, опирающейся на метод усредненных резонансов.

:>) Применение метода в сочетании с современными экспериментальными методами позволило выполнить измерение усредненных по заранее выбранным

интервалам энергии возбуждения! ядер дифференциальных сечений реакции (р,у) как функций энергии протонов и угла регистрации у-квантов, соответствующих распаду нижних уровней ядер, выделить, парциальные каналы реакции распада высоковозбужденных «»стояний прямыми переходами на различные нижние состояния ядер, изучить энергетическую зависимость сечений этих переходов и выявить характерные особенности их поводэния.

3) Разработана и использована методика измерения сечений (р/у) реакции - ве-У спектрометр, NaJ (Т1)-спектрэметр, парный у-спектрометр а также экспериментальная техника измерения ъ условиях статистического усреднения.

4) Получены новые гксперимонтальные данные по дифференциальным сечениям реакции (р,у) на ядрах 58,<ад2;8,Ы1, '2,74Са, 74 ,6-7амзе в интервале энергий протонов от 1 дс 3,0 МэВ.

5) Данные по коэффициентам см«!шивания по мультипольностям у-переходов с «драх изотопов Си, Аь\ Вг полечены в результате анализа угловых распределений.

6) Получена информация о вероятностях первичных у-переходах в ядра> изотопов Си, Ав, Вг.

' 7) Получены данные о каскаднос! и излучения и спектрах множественности е исследуемых ядрах.

Показано, что механизмом реакции (р,у) в области ядер оболочки связан с образованием и распадом составного ядра, которые носят сугубо статистический характер Описание сечений в гимнах статистической модели возможно практически без вариации каких-либо параметров, однако, опирается на использование хорошо апробированногс к;Зора параметров. Расчеты выполнены, используя литературные данные по плотное« уровней, параметрам оптического лотенцигла и данные по гигантскому £1-резонансу Ежлад М'1-переходо£1 учтен стандартным образом.

Практически все, прыведенныз в работе экспериментальные данные являюта ноэыми, либо получены ранее других. После окончания наших исследований п< у-спектрометрии и изучению механизма реакции (р,у) многие из исследованных нам! кдеэ были изучены в реакциях (3Не,с1), (й,п) и др. Информация о ряде нижних состояни! была подтверждена и расширена за счет применения метода у-у-корреляций и др. причем во всех случаях имеется полно«) (»гласив с нашими данными. Метод исследовани: открыл возможности для изучения других ядер, особенно в реакции (п,у), где он может быт использован практически без изменения и применен для изучения ядер с А>40. Мето,

1вляется эффективным, во многих случаях заменяет трудоемкие и сложные эксперименты ! измерением корреляций, которые для слабых переходов вообще на могут быть юпользованы.

Следует также отметить возможность применения метода для определении юлных сечений радиационного захвата как в случае «>мбинироЕ!анного использовании с ксперименгаяьными данными по у-переходам медцу нижними уровнями конечного ядре, ак и в случае отсутствия последних.

ПУБЛИКАЦИИ ЕХИЧЕВА О.И. ВОШЕДШИЕ В ДИССЕРТАЦИЮ

1. О.И. Ехичев, Б.А. Немашкало, В.Е. Сторижко, В.К. Чирт. Заселение низколежащих уровней 59,61 да'а5Си в реакции (р,у). - ВАНТ, сер. Общая и яд. физика, вып. 3(3), 1978, с.10-13.

2. Чирт В.К., Немашкало Б А, Ехичев О.И., Кривоносое Г.А., Рева Н И., Сторижко В.И. Уровни изотопов 75,77Вг. - ВАНТ, сер. Общая и яд. физика, вып. 3(3), 1978, с. 29-32.

3. Немашкало Б.А., Ехичев О.И., Сторижко В.Е., Чирт В.К, Письменецкий С.А., Залюбовский И.И. Радиационный захват протонов ядрами изотопов Ni, - ВАНТ, сер. Общая и яд. физика, вып. 3(3), 1978, с. 33-35.

4. Антуфьев Ю.П., Дейнеко A.C., Ехичев О.И. и др. Программы обработки экспериментальных данных по ядерной физике низких энергий. - ВАНТ, сер. Общая и яд. физика, вып. 3(3), 1978, с.36.

5. Рева Н.И., Немашкало Б.А., Ехичев О.И. и др. Гамма-лучи из реакции 7<ш-74Се(р,7) 71,7375As, - ВАНТ, сер. Общая и яд. физика, вып. 3(3), 1S7S, с.40-44.

6. Ехичев О.И., Кривоносов Г.А., Немашкало Б.А. и др. О возможности использования статистической теории для анализа дифференциальных сечений радиационного захвата нуклонов средними ядрами. - Изв. АН СССР, сер. физ.: 1S77,41,

с. 1732-1737, N 8.

7. Чирт В.К., Ехичев О.И., Кривоносов Г.А., Немашкало Б.А., Сторижко В.Е., Попов А.И. Эффективность некоторых стандартных Ge-U детекторов. - ВАНТ, сер.: Физика высоких энергий и атомного ядра, Харьков, 1977,1(18), с. 45-49.

8. Кривоносов Г.А., Немашкало Б.А., Ехичев О.И. и др. Сечение реакции 7,Se(p,7) 78Вг, - Тезисы докл. XXVI сов. по-яд. спектроскоп, и ат. ядру., Л.М. Наука, 1976, с. 151.

9. Чирт В.К., Ехичев О.И., Кривс-носов Г.А., Немашкало В.А. и др. Радиационный захват протонов ядрами e2Ni, - ВАНТ, сер.: Физика

зысоких энергий и атомного ядре, Харьков, 1977,1(18), с. 26-29.

Ю. Немашкало Б.А., Ехичев O.W., Ключарев А.Л. и др. Гамма-лучи из реакции Mee'E*Zn(p,r) e5'II7 e9Ga, -УФЖ, 1971,16 , с. 112.

!1. Немашкг»ло Б.А., Ехичев О.И., Ключарев А.П. и др. Радиационный захват протонов ядрами ^""Сг, - Я.Ф., 1974,19 , N3, с. 1185-1189.

2. Ехичев О.И., Немашкало 8.А., Сторижко В.Е. Выстраивание низколемащих состояний ядер в реакциях радиационного захвата npoTOHOEi и нейтронов, - Дубна, Труды международной конференции по избранным вопроса^ структуры ядра, Д3682, ОИЯИ, 1976, ч.1,с. 57.

3. Ехичев О.И., Немашкало В.А., Чирт В.К. и др. Заселение низколежащих уровней 77,7а,81Вг в (р,у)-реакции. - Тезисы доклада XXIX сов. яд. спектроскоп, и структ. ат. ядра, Ленинград., П.: Наука, 1979, с. 272.

I. Ехичев О.И., Немашкало В.А., Рева Н.И. и др. Заселение низколехащих состояний ядра 75As в реакции 74Ge(p,y) 75As. -Тезисы доклада XXIX сов. по яд, спектр, и отр. ат. ядра, Д.: Наука, 1979, с. ¡597.

. Кривоносов Г.А., Немашкало Б.А., Сторижко В.Е., Ехичев О.И., Попов А. И. Неупругое рассеяние протонов ядрами среднего атомного веса при низких энергиях, - Я.Ф., 1976, 24, с. 461-470. Кривоносое Г.А., Ехичев О. И., Немашкало Б.А. и др. Радиационный захват протонов ядрами 5i,ew,Ni.- ВАНТ.1975, вып.З (15), с. 40-44.

Ан«тац1я

Gxi'ics О. I. Тама-npowieHÍ з регкцм радшцмного захоплення протон® ядрам| зотопш нжелю, герма шю га солен)'".

Дисергацш на здобуття иченого ступени кандидата фгаико-математичних наук п< :rií)L|ianbHOCTii 01.04.16-ф|зи<а атомного ядра та елементарних часток, Харювськи державнийунверсигвт, Харюв, 19£>7.

В р<закц!ях (р,у) на ¡зотопах Mi, Ge i Se помфяж на нагпвтовстих мшенях серед| диференфалью перерш прямых у-переход!в ¡з високозбуджених стан(в н низыюрсзташоваж píbhí юнцевих ядер i перерш заселения каскадами неспостергаеми Г-лереход® низькорюзташованих p¡bh¡b в залежност! bifl енерлТ протон!» (в ¡нтерва: 1- ¡5 МеВ) та нута репотргадн у-кванта в'|д,пероход1в помЬк низькорозташованмми р'щнями. рамках с:татистично'| iwofleni ядерник рэакц]и отримаж теоретичж вирази для перерыв, я зшнрисган! для аналау експеримектальних данних. Отримана спектроскотЧна шформац лро низько рсзташоЕон! píbhí досладхуваних ядер.

Ключов! слова: у-проме>н'|, прэтони, радацйже захоплення, низько розташова DiíiHi, прям! переходя, каскади у-променш, спектроскошчна ¡нформаця, статистична моде! ядерных реакций.

Abstract

EUhichev O.I. "Gamma-rays generated by radiatiue proton capture of isotopex nuclei of Ni, С -anti Se."

Thesis tor the degree of Candidate of physical and mathematical sciences on special 01.04.16 - Nucleus and Elementary Particles Physics, Kharkiv State University, Kharkiv, 1997.

The average differential cross-scictiois of direct y-transitions from high excited levi low lyir.g levels of final nuclei and cross; sections of population with unobserved y-rays cascades low lying levels are measured for semiihick ¡argots and their dependence an proton ener (for 1-3 MeV range) and y-quantum registration angle for transitions between low lying levels ; studied. The theoretical expression for the cross-sections are obtained in the frame of nucl< reaction «tatislical model. They are used for analysis of experimental data. The spectroscopic d; of low lying levels of studied nuclei have been obtained.

Key-words: y-rays, protons, radiative capture, average cross-sections, low lying lew direct transitions, y-ray cascades, spectroscopic data, statistical model of nuclear reactions.