Исследование образования изомеров и вторичных пучков в реакциях с легкими заряженными частицами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

НАЩОНАЛЬНА АКАДЕМ1Я НАУК УКРА1НИ НАУКОВИЙ ЦЕНТР "1НСТИТУТ ЯДЕРНИХ ДОСЛЩЖЕНЬ"

На правах рукопису

ЛАШКО. ТАМАРА МИКИТ1ВНА

УДК 539.163

ДОСЛ1ДЖЕННЯ УТВОРЕННЯ 130МЕР1В I ВТОРИННИХ ПУЧК1В В РЕАКЦШХ 3 ЛЕГКИМИ ЗАРЯДЖЕНИМИ ЧАСТНИКАМИ

01.04.16 - ф1зика ядра та елементарних частинок

АВТОРЕФЕРАТ

дисертащ! на здобуття паукового ступеня кандидата 4лзико-матемаптчних наук

Кюв - 1997

Робота виконана в НЦ "Ьктшут ядерних дослцдаень" HAH Укра!ни

Науковий хер1вншс: кандидат ф1зико-математичних наук Гаврилюк BiKxop 1ванович

Офяцйш опоненти: доктор ф1зико-штематичних наук . Купряшюн Володимир Тихонович

(НЦ "Гнспггут ядерних дослдасень", м. Ки!в) кандидат ф1зико-математичних наук Скакун £вгеи Олександрович (ННЦ "Харгавський фшико-техшчшш шстктут м. Харюв)

Провадна установа: Кшвський державшей ушверситет (м. Кшв)

Захист в!дбудеться травня 1997 р.

о 1415 год. на зайдант.Спешалгаовано! Ради Д 01.68.01 при НЦ "1нсттуг ядерних. дослщжень" HAH Украши за адресою: 252028, м. Ки1в, пр. Науки, 47.

3 дисертащею можна ознайомитися в б1блютещ НЦ "1нстнтут ядерю дослщженъ" HAH Украши

Автореферат рш1сланос^^квггня 1997 р.

Вчений секретар 'М,

Спещашзовано! Ради "

кандида! фЬико-математичних наук

ВД. Чесно5сова

ЗАГАЛЬНА л'ЛРАГШ:Р И СТИI(Л РОЕОТк ЛктуалыпстГ) проблем». Д'ослщжеппя пзаемоди легких зарядженн;; частинок еередтх енергш (10-100 МеВ) з атомнтт ядрами е н» простою, але в тон же час актуальною й'щкавою задачею.

Р1зиомаштн!сть 1 складность пронесш, ят в!д6уваготься и ядр1 при таких енсрпях нал'П'аючнх частинок, ускладиюе дсслцркешш, але зато да;: можлнвгсть сностер1глти ряд ушкалышх явищ I процес!в ие до.стушшя для внвчешш при би'.ъш низыенх енерпях. При достатньо впсокиг енсрпях вэаемодн ста с можлишш дослциженпя таки;, шгсакЫнформэттших япищ як збуджешм високоспШогшх ¡зомерг». Шпчення ощношеиь утссрсиня впсокосппгепих )зомер1п нкз1костносих (¿зсмер'п ьчдношешш) о пронес! ядьринх взасмопт дагать Шину шформашю як прэ зластикост! з5уд:кегшх стан ¡в агсмки:: ядер, так ! про механизма ядершгх регкцш,

Гнтерес з беку сксперцментатор1п до шп>четш ¡зокернпх п1дношехг-экачно посидияся гпеля стсзрсння I ддосксндлення моделей для Ь розрахункш. Псрпняшгя теоретично резрахогдякх £ схсперпмеиталыг.: поийряинх 1зсмерппх сЦдасгяеиь дозеэляс отримуагти шферьпциэ при енергетцчш 1 епшои розпздЬш збуд.'кеиих рюи1п. Б деякнх ишадках використоьуючц зв'язок моменту Шерца ядра з параметром епшово залежност! з енраз! густи»« ядерних ршшп, г.южна зроб)пи висновок про величину моменту шерци ядра п збуджсиому стан:.

Кр1.ч чисто лаукопега, ¡снус I прикладшш аспект винченш; збудженкя ¡зомерлп в [и'зномаштних ядерних процесах. Вш гшв'язашш застосувашшм 1зомср1в в медкциш, а також з пикористанням реакторобудувакш матер1алш, здатних при опромшенш .переход»™ с збуджеш ¡зсме;ии станн.

Не менш шгеавнм 1 шформатишшм ятнцем для цього дкшалону енерги взасмоди зарядженнх. частинок з атомннмн ядрами с явнше вниромшкшання кластеров I утверешш вториншх пучкш частпног, шщшованих' пучком частинок, яю !ЮЕшст:а гальмугаться и -юистШ

¡»1Ш/СШ.

Мета робота. Метою диеертацишоТ робот;I було два аспект« Д0СЛ1Д>кень процес1э, яга вЬдбуваючъся при ядерних взаемо;иях в д1аназош енергш до 100 МеВ:

1. Експернментальне достижения шдношепня збуджепми високоспшовпх ¡зомерних ста] я в до ншькосшповнх 1 1х валежин.-л, шд енерги налпаючих частинок.

2. Вивчення Еипромшютшшя кластеров впсокозбудженими атомними ядрами \ утворення вторинних пучюв ницНюваних первинним пучком прискорених частинок в товстШ м1шеш.

Науко»;г новизна.

1. Створешш низькофоновий гама-спектрометричннй комплекс, якнй дозволяе проводил! прецизшш дослщження процессе я ¡а вщбуваються з малою вдропднктю на фош великов1ропдних процес1в, коли дослщжувагош процес на 3-4 порядки менший фонового.

2. Вперше дослужено- енергетичну залежшсть 1зомерних тдношеаъ для 7 1зомерних пар.

3. На 6аз1 прискорювача У-240 створена установка для одержання штенсивних пучюв нейтройв з енерйями до 70 МеВ.

4. Методом детектуючих реакцШ вперше виявлено випромишвання ядрами и при опром1ненш товсто! мшеш а-частинками з Еа=100 МеВ кластеров, яга приводять до утворення в детектуючШ М1шеш нейтронозбагачених нуклцЦв.

Практична цштстъ робота:

Створений. низькофоновий гама-спектрометричний комплекс успешно використовуеться як для наукових, так 1 для прикладних дослвджень. •

Одержан! експериментальн1 результата дослШжень 1зомерних пщношень занесет в банк даних Центру по атомннм 1 ядер ним даним ДКАЕ СРСР (м. Москва). Вони можуть бути кориап для практичного використання в активащшгому анал!з1, при розрахунках радаащйного захисту а також для вдосконалення теоретичних моделей.

Установка для одержання пучюв нейтроМв високех енерпй може бути використана в нейтронних досл1дженнях. >

На захнст виносяться:

1. Результата вим1рювань енергетично! залежносп вщношення Биход1В 1зомерних пар. ""•«Бс, 93т'«Тс, "«"■«БЬ, '.о4«1^ в реакщях з а-частинками I ""•"«с, 93т*Тс, Мп^Тс, 108т-81п 1 110т'81п в реаюйях з протонами.

2. Результата анал!зу експериментальних даних в рамках статистично!, каскадно-йипаровувально! 1 передр1вноважно1 моделей.

3. Методику досл1дження, експерименталый результата й аналш процес!в, як! вадбуваються при опром1ненш товсто! м!шен! а-частинками з енерпею 100 МеВ при повному поглинанн! первинного пучка.

Об'ем I структура роботи. Дисертад1я складаеться ¡з вступу, трьох роздШв та висновйв, що викладен! на 104 сторЬпсах, включаючи 15

габлпць i 22 рисунка. Перел1к виксрлстанс! литератур» Micnrrb 153 найменування.

Апроб2ц!я робота. Ocnomii матер!али дисертзцП i ix oKpeMi положения були представлен! i дгажкщалнсь иа 33-30 Всессшэних парадах з ядерно! спектроскопИ i структур« атомного ядра, МЬкнародних парадах по мультинейтронним системам, на сем!нарах ШД i 1ТФ HAH Украши, в КДУ та IAE 1м. Курчатова. Основа! результат!! досл1дзхения :яублп<соаш в 19 наукогих роботах.

Зм5ст дисертацН.

У пступ! сфсрмульошшо мету робот;i, обгруитовано .".ктуалыпсть забору дс:сл1джупаних прсцеск*, пауковий 1 практнчний' iirrepec теми госл{джеиь, приведено короткий з?,пст дпсертацИ, вказан1 ccHOBHi юложення, як! вииосяться иа захист.

У першому розяЫ оикладено методики, ' використан! и щсертацШнШ робот!. В нШ наведено короткий опис низькофонового •ама-спектрометричноп> комплексу для лрецизШних шш!рювань, шкоианих в дисертац1йя!й робот! Описано коксгрукц!ю i принцип дн »сновних чаетин комплексу, яхий складаеться з:

1) пневкотранспортного пристрою для транспортування 1ад1оактивних мшекей;

2) гсма-сис:строметра на баз! нап!впров!дникового детектора велико! фективносй I Ы1С0К01 роздЬшю! здатност!, сбладнаного спец!алыюю :смб1нопаною бапггошарсйою захксиога конструкц1ею;

3) блок!э автоматики, керования ЕОМ,. для упразлШня процесами про^неяня i тралспортувания м!шеней;

4) ЕОМ з пакетом програм для керуванпя експериментом, акопичення, обрсбки i видач! гама-спекгрометрйчно11кформац1).

Приведена пршщнпова блок-схема йневмотранспортного пристрою ля досл1джёгаш короткогяивучих ядер.

В залеяснсст! кошсретних умоз i мети експеримент!в в даному омилекс! булн використшй нап1впр0в5д1»исов1 детектор» об'емом в1д 100 о 230 см3 з розд!льнога здат1Йспо 1.8-2.0 кеВ на у1333 кеВ ""Со.

Накопнчеюм спестр1в проводилося за допомогош анал1затор1в ICA-0 I NOKIA LP 4900. Щ спектри пот!м передавалися в зовнйпию ЕОМ M-142Ö для подалышй обробки.

• . Описано пакет програм для накопичеиня i первиннр! обробки гама-1ектр1в, визначеШш. енергШ та 1нтенс!шностей гама-л!н1й, розрахунку омерних в!дноШень та деяких серв1сних програм.

У цьому ж розд!л! описано три методй1сн опромшення мишеней, яю Wh використан! в дан!й робот!

Другий роздал присвячено дослшженшо ¡зомерних вщношень в реакц1ях з легкими зарядженими частниками в д'тпазот середшх енерпй.

В ньому наведено короткий огляд експериментальних даних по i30MepHi«i вщношенням опублшованих в науковцх виданнях, проведено анал1з найбшьш важливпх попередтх po6i?, показана актуальшсть досл1джсння i30MepÍB в реакциях з а-частинками i протонами.

В дьому розд!Л1 описана, методика ишшрюнань i розрахунюв експернментальних ¡зомсрпих глднотень, методи виготовлення зразшв мшеней i способа Ix опромШешы. В таблиц! 1 приведен! товщини мшеней та ¡зотопшш склад матер1ал1в, як! вшсористовувалися для ix виготовлешш.

На рисунках 1-S представлен! результат» енергетично! залежност! ¡зомерннх в>дношень, одержан! в реакщях з а-частшшшк.

Експерименталыи результате поршшоються. з розрахункамк. Теоретичш розрахункн були виконаш в рамках статистичких моделей, hkí враховували передр1шюважну ewiciio частпнок.

Для ¡зомерно! пари 4Jm'eSc (рис. 1) спостер!гаеться задовшьне узгодлсення експериментальних i порахованих по модел: каскадного випаровуванкя значень 1зомерних вщюыень в д1апазЬш енерпй, ц1д порога реакцп до 55 • МеВ. В сблаен биьш високнх енерпй експернменталып ¡зомерш вшюшекня, на шдмшу тд передбачуваних стагистичною Teopieio, змеишуються, хоча це зменшення i незнание. Ка нашу думку, перевшцешш в 1.5-2 рази розрахованих значень v(E), псрпшяпш з екепериментальшши для реакци (а.рЗп) може бутц поь'язано si збЬ.ьшенням частки прямих npouecis з ростом енергн, а-часпшок. Аналогична картина спостер!гаеться i для ядер 0 области ,N=50,,

На рис. 2, 3 представлен! дан! для S3mgTc i si"MTc шдпошдна, результата для бшыа високо! облает! енерпй узтаджуьоться, з дащшк шших aiiTopiB для бмгьш низысоТ облает! енерпй. Як показано iiaiMan. 3> ¡зомерне шдношення плавно збшыкуеться з ростом енерги а-чзстинок нриблизна до 50 МеВ. Це зб1пьшення добре узгоджуеться з.моделлю винаропуваннв, якщо враховувати великий кутовий момент, який вносить а ядро а-частинка.з збшьшешмм еиерги.

Ыллпчасться, що при енерпях Е ä 50 МеВ в скспернментах сностериаеться максимум в cjон> який може бути пояснений в модел! каскадного шшаровушшня з врахуезнилм рол i ¡раст-лнш i вибором шдпошдного коеф1Ц'1енга проходу ipacr-nacTKH.

Вииичасться, що залежшеть csjat< вщ eiiepril а-частинок у вннадку иильоту чогирьох JieÜTpQiiiB (для s3,"-«Tc) аналогична змнп Ыдиошення

tí

ст„/ст„ при вильот1 трьох нейтрон!» '(м"«Тс). Це вказус на те, що зб!льшення числа вил!таючих частинок призводить до перерозподшу стшв ядра-залишку, а вклад р1зних мехашзм1в в реакцно суттево не змппоеться.

Бшьш плавна залежшсть оУа„ вщ енерп! для реакцн (а,4п) пор1Вняно з реакщею (а,3п), очевидно пов'язана 13 зменшенням частки Шййдких нейтроа1в вадносно загально! кшькост1 частинок ям внлетыи.

Дал1 в цьому ж роздШ розглянуто збудження Ьомерт для ядер з Ъ » 50. Показано, що до енергш близысо 60 МеВ для ¡зомер1п п0тЩ\ ч 11Ст,й5гЬ також спостер!гасться як1сне узгодження експерименталъ'нйх !зомерних вдаюшень з розрахованими по програг.п С1ЮС1-2. Однйчё, % обласи енерпй вище 60 МеВ Ыдбуваеться систематичне змсншеиня \>пс„, в той же час, розраховаш величшш утоо() (без урахування проходу 1рйс1г-лшн) мають тенденшга збшыцуватись з ростом енерп!. ВйеДёйгй 4к коефщ!ента, який враховуе можлившть ¡раст-пасток, приводить дб того, що при великих енерпях утмр стае постшною величиною, пезалежнйю в!д енерп! налгсаючих частинок.

На прнклад1 пор1вняння ¡зомерних вщношень для ядер 110т-81п \ (рис. 4, 5) показано, що за допомогою просто! кгвазййстйнково! адаёл! можна коректно врахувати вплив структури дийфетййх сташв в низь^й облает! на заселения !зомер1в.

Для ядра 110т-*1п продемонстровано вплив кайаЛу 1рей'к1цп (а,аЗп) (рис. 4) на величину ав/а„ п облает! високих енерпй.

Аиашз датшх, одержаних в реакгЛях з протоками (табл. 2, 3) показуе, що як!сна картина виходу !зомер!в така ж, як ! для реакшй з а-Чйстинками. В1дмшшстъ. числових значень ¡зомерних в!дношень, обидно, викликана зб1льшенням прнвнесеного слШу.

Деталыйше розглянуто випадок для ио'",г1п, в якому явно сПосТер1гасться резонансна структура енергетично! залежност! ап/а„ (рис. Щ.' Показано, що така залежшсть у(Е) може бути пояснена т1льки прахуьанням рол! в!1утр!шньоядерного каскаду в мехашзм! реакцн.

Показано також, щоанал!з !зомерних в{дношень в деяких випздках дае !кфорМац!ю про якюний ! к!лыисний вклад тих чи !нших механ!зм!в реакцй в загальну картину.

ТретШ розд!л прксвячено досл!дженням вторинних йучк!в на ййход! товсто! м!шен1, як! вшшкагать в результат! розщепЛ'еййЯ Ьй&кйх ядер, !н!ц!йоваиого пучком первинних частинок. Ш екейфйменти проводились з метою виявлення нейтронних кластсрИсфед гфодук-пв розпаду и шд д!его пучка прискорених а-частинок.

В цьому роздш проведено короткий огляд теоретичних I експериментальннх робгг присаячених проблемам досл1Джепня ядер поблизу границ! нуклонпо! стабЬтьносп 1 можливосп ¡снування чисто нейтронних ядер (мультинейтрон1в). Розглянуто найб!льш значш роботи, як з позици ствердження кнуааннл таких ядер, так 1 з позшда категоричного 1х запереченвд.

Виходячи з критичного анайзу попередн!х експериментальних робгг, обгрунтоваио виб^р I розробку методики дослщженъ. Наводяться шркування, виходячи з яш у вторинних пучках серед продукпв розпаду опром!неного и можна оч!кувати появу ядер з великим надлишком нейтронШ Л,- ймоп1рно, нащть,, нейтронних кластер1в. Розглянуто 1снуюч1 методи, за допрмогою яких можна було б в раз! появи виявити мультпнейтроии.

Обгрунтоваио виб!р агстгозацШного методу для детектування продуктов ртортших пучйв як 11айб1льщ ефективного I чутливогс! Вказано детектукта м1шен| I рсакцИ, за допомогою яких можна зарееструвати мультинейтрони. Це:

: ' иМ8(»а,(х-3)п)28М8 •

•' ' мМа('п,(х-2)п)гзМ8

ям розпадаються по лаицюжку:

170т ^^Тт ^

Р,Г Р.У

Описано суть цьсго методу, яка полагала в пошуках радшактивних ядер 28М5 I в детектуючих м!шенях п!сля опромшеиня урану а-частинками. Хзотоп мМз може бути над1йно !дентиф!кований по гама-л1шям 1342 кеВ з розпаду 2aMg 1 1778 кеВ з розпаду МА1, який знаходнться в р$вноваз1 з 23М& а по гама-л(нН 1942 кеВ, яка належить розпаду 385 а також по лпйях 1642 I 2167 кеВ генетично за'язаного з нега МС1.

Представлена схема пробника, який використовувався для генерацй I детектування мультинейтрогов, (рис. 7), де вказан! розм!ри 1 матер!али конструктивних деталей. Пучок а-частикок з енерпею 100 МеВ з циклотрона У-240 потрапляв на м!шень з природного урану. В результат! взасмодН вплетала, велика кЬльюсть нейтрон!в та йшшх продуктов реакций, серед яких очжувався ишт нейтронних кластеров "п (х • кш.кить нейтрон1в в кластер!). Товщцна ураново! лпшен1 I видного

екрану були розрахован1 таким чином, щоб загальмувати Bci заряджеш частинки як безпосередньо первинного пучка, так i утворен) ним в урановШ Miuieni р, t, a i т. п. За мщним екраном розм1щуволись детектукте MiuieHi, наведена активнкть яких служила для визначення утворення *п в урановш MiuieHi. Для зменшення фоново! активиост1 в магшевих мшенях (яка була на п'ять порядшв б!льше досл1джувано!) виконувалось радюх!м!чне видалення Na.

Наведено фрагмента гама-спектр1в для детектуючих Miuieneft 26Mg, 25Mg i 36S шсля опромшення ix вторинним пучком з ураново! пластини де присутн1 л1нИ, що вказують на утворення в детектуючих мшгенях ¡зотоп!в 28Mg i MS, як1 мають на 2 i на 3 нейтрони бишне в1д початкових, рис. 8-10.

Продемонстровано наднше визначення цих ядер, що здшснювалось за перюдом натврозпаду i сшввщношенням Штенсивностей 1х основних гама-лннй. Значна увага придшена досл!дженню npoueciB, як! могли б в даних умовах експерименту призвести до появи вказаних ¡зотошв. 3 щею метою зроблено оц!нку нейтронного спектру методом порогових реакцш на ,27I i Bcix можливих компонент вторинного пучка, яким опромшюються детектуюч1 м1шен1. Враховуючи досить велию потоки нейтротв, як! могли б призводити до появи всередиш магшево! Mimeni заряджених частинок в1д реакцШ типу (п,р), (n,a), (n,t) i т. п., було проанал1зовано так! Bapiaura утворення 28Mg:

а) посл1довний захват двох (трьох) нейтроШв;

б) реакцн з ядрами MiuieHi заряджених частинок, утворених в самш MiuieHi потоком швидких нейтрон!в;

в) реакцН на м!кродом1шках шд д!ею нейтрон1в. Приводиться анал!з сл!дуючих реакцш:

25Mg(n,Y)27Mg(n,Y)MMg (1) J6Mg(a,2p) 2SMg (2)

26Mg(t,p) 28Mg (3)

26Mg(6He,a) Mg (4)

26Mg(7Be,4pn)28Mg <5> 55Mg(6He,3He) 28Mg , (6) 25Mg(7Be,4p)28Mg , • (7) *Si(n,2p)%g (8

^¡(п.грп) MMfe <9>

Виходячи з експериментальних даних про nepepi3H вщповщних реакщй i оценок нейтронного спектру, було визначено можливий вклад кожного каналу в утворення i8Mg. При цьому, враховуючи складний

нейтрошшй спектр, bcî оцшки конкуруючих канал in були зроблеш в сторону завищення.

Так, iMosipHicTb утворення ï3Mg за рахунок послщовного захвату двох нейтрсшв d 1Û5 раз ыенша гад зареестровано! Для послщовного захвату . трьох кснтрошв (у ышадку з мшенню 23Mg) ця цифра, нриродньо, буде ще ыенша. Щ розрахунки дають право знехтуватл данимн каналами.

Вклад 23Mg за рахунок каналу 2cMg(a,2p) î8\ig з а-частинками, яш утворилися виаслщок (п,а)-реакцн на ядрах ¡uiuieiii, було пораховано. як па основ! оцшок нейтронного спектру i експериментальних nepepi3ÏB, так i в контрольному експеримент! Ио реакш! MCu(a,2n)67Ga. Порога них реакцш практично сшвпадають, а перерез реакци с(а,2о) для 65Си иабагато перевищуе о(а,2р) для 26Mg (перер!зи в максимумах функцн збудження для B5Cu i 2sMg станоилять а(а,2п)1Ю1 » 600 мбарн i aia^p)^ » 2 мбарн, вщшшдно). Таким чином, для визначення потоку а-частинок разом з мшенню 2SMg опромщювалась також шшень 65Си. Наявшсть 67Ga вязначалась по гама-лшн 300 кеВ. Оск1льки ця лння не була зареестрована, то ми отримали верхню границю вкладу реагаДО (а,2р) в утворення MMg за рахунок даного каналу реакцй. Din становить менш шж 0.5% В1д отримано! нами активност! i8Mg.

Для сц1цки вкладу реакцИ (3) в утворення активное^ 28Mg ми використали дан1, одержан! методом порогових реакцШ на йодь По потоку швидких. нейтрон1в обчислюзався шшд тритошв з реакцн (n,t), а hotîm, знаючи поик тритон!в, визначали В1шд ^Mg, з реакцн (t,p), nepepi3 яко5 зпдно з експеркментальнимя дашши становив 100 мбарн. Одержане значения складало менще 5% шд акгивносп 28 Mg, яку ми спостер!гали в нашому експеримент!. ■ ' ,

Наводиться непрямий доказ вддсутноеп впливу цього каналу, який дае анал!з сукупност1 результате для мшеней 25Mg i 26Mg. Якби наш! ощнки виявилися помилковими i утворення 28Mg було б зв'язано з реакщею (t,p), то сшввщношення активностей для мшденей 25Mg i J6Mg ащловщало б BMicry 1зотопу 2GMg в Miuierii 23Mg (~1%), осюлькн на 25Mg така реакцш не призродить до утворення ^Mg, тобто було б 1:100: Але сшвв1дношеиня утворення wMg для наших експеримент!в складало 1:6, що сввдчить на корпеть наших ощнок.

Незважаючи на те, що утворення 6Не i 7Ве иабагато менше ник a- i t- частинок, ми визначили вплив i цих канал1в реакщй в наших експериментах. Описачо cnociô визначення утворення 6Не з реакцн 2'Al(n,6He)2ïNa по накопиченню радиоактивного 22На, припустивши, що

виходи 6Не для ядер магнпо \ алгомншо не в1др!зняються биьш шж на порядок. 1мов1рносп канал!в (п,сНе) I (п,а2п), розрахован! зпдно статистично! модели складали: р(п,6Не)/р(п,а2п) ~ 105. Таким чином, розрахувавши потпс 6Не з активности 22На 1 покладаючи перер^зи реакцш ст(бНе,эНе) 1 о(6Не,а) р1вними 100 мбарн, ми визначшш в;гад 2SMg в цих процесах. Вш внявився. в Ю-4 раз меншим, шж одержаннй нами експерименталыго. ,

У вс1х експерименгах були використовували магшеБ! мннеш збагаченнх ¡зотопш 23Mg 1 .Представлено ретельннй анал1з вах

домшшв з коицентращею бшьш шж 10'4%. В1дм1чено, що достатньо .обмежитися розрахунком вкладу кремнно, в реакц!ях (8), (9) з яким може утворюватися 28Mg. Зпдно проведенш перев1рн!, верхня грашшя вмгсту 51 в 1зотопних м!шенях не перевищувала 0.012%, що могло дате, вклад не бьльше 3% активное™ 23

Приведено дат для М1шен1 зл3, яй ще раз пщтг.ерднли утворення на вторинному пучку ¡зотопа З83 з числом нептрошв бшыним на 2 вщ вихадного. Викорнстання З63 для детектуючо! м1шеш на вЬямшу вщ 2eMg мае дв1 суттсв! переваги. По перше - нема потреби використовувати раЩох1м1чне вщцлення, по друге - що особливо важливо - е можлив1сть в процеа експерименту контролювати конкуруюч! реакцИ з зарядженими частинками, осюльки при 1х наивност! прот!кали б реакцн (назван! нами контрольними), перер1з яких значно быыиий (табл. 4).

Оск1льки контрольн1 реакцн йдуть з значно б1льшими перер1зами, то реакцн з зарядженими частинками призводили б до значно большого утворення ^О, що порушило б генетичннй зв'язок Л1и1й 1942 кеВ - 1642 I 2167 кеВ.

Проводячи коротк! 1 довЛ сери опромшення 1 експозицШ, ми, в межах похибки експеримёнту не виявнли утворення МС1. На пщетав! цього ми робимо висновох, що реакцн з зарядженими частинками не маготь вЦношення до утворення З83.

Те ж саме можна сказати-1 в1дносно реакцн"! з бНе. Хоча шдношення перер1з!в для цих реакшн не настшьки контрастне, але 1 внхщ 6Не значно мелший виход1в а-частинок I тригошв.

Як 1 у випадку г8М& проаиал!зопано утворення :1Я5 на м1кродрмшках. . •

1. На домшш1 аргону, який входить до складу пов!тря, можлипа реакц!я <0Лг(п,2рп)заЗ. Пров1вшн контрольний сксперимент а мйиснию пов!тря 1 роблячи перерэхунгж но лит 1294 ксИ "Аг я. рсакнн мн вианачили, то П вклпд станошггь < 5?о.

2. На мжродомшках Са (~ 0.05%, паслортш даш), де можлив1 реакцп:

«Са^Дрп)3^ 43Са(п,а2р)м8 44Са(п,4рЗа)388

При контрольному опромшенш 100 мг СаО (разом з аркою) лннй не було. Верхня фонова границя дала нам величину вкладу вщ дом1Шки Са < 0.3%. Вм1ст в ¡зотошпй шшеш Са (в1дповщшсть паспортним даним) перев1рялась по л1ш! 373 кеВ 43К з реакщй;

43Са(п,р)43К 44Са(п,а>43К

Для того, щоб одержати з пшшх мжродомшок, потр1бш реакцн розщеплення, яю мають дуже високий пор1г, що не дае можливосп для 1х утворення.

У Висновках перераховано основн1 результата роботи, як1 бишш коротко можна сформулювати таким чином: ч

1. Створений низькофоновий високоефективний гама-спектрометричний комплекс, який дав змогу провести прецизшш дослвдження збудження 1зомер1в в широкому д1апазош перюдш нашорозпаду, а також виконати ряд досл!джекь продукт1в ядерних реакщй 1 охорони навколшднього середовдаца.

2. Розроблена 1 створена методика ! програмие забезпечення, яке дозволило провести дослЩження ¡зомерннх вщношень для ряду ядер вщ Са до Ag.

3. Вперше в даному д1апазрт енерпй нгштаючих частинок було дослщженмя збудження ¡зомер1Б в реакц1ях з протонами 1 а-частинками:

44Са(а,рЗп)44и'^с Еа-50+95 МзВ 5|У(Р>арЗп)44т^с Ер-50, 70 МэВ 85Мо(р,4п)93ш«Тс ' Ер-30+70 МэВ 93№(сс,4п)ВЗш«Тс Еи=65+100 МэВ 96Мо(р,Зп)Мп,'йТс Ер-30+70 МэВ 831>Ш(а,Зп)54тйТс Еа-65+100 МэВ . 1шСа(р,Зп)108^1п Ер=45*70 МэВ

;'°са(р, пГ«1п Е-9+70 МэВ

Л8(а,3п)' °-1п Е =45+100 МэВ 1п(а,Зп)''^Ь Еа-45-г100 МэВ '«ЛЕ(а,аЗп)ш^Лё Ец-80-5-100 МэВ

4. Проведено 'пор!вня1Шя одержаних експсриментальшк даних з розрахупкамн по передршновпжпш модел1 1 ' модел1 каскадного

випаровування. Показано, що при енерпях 50-60 МеВ хщ криво! ¡зомерних в1дношень не можна описати в рамках простих статистичних 1 модел! каскадного випаровування. Одержан! експеримеитальж результати вказуютъ, що при даних енерпях значна роль належить прямим i передр1шюважш™ процесам.

5. Виявлена кваз1резонансна структура в залежност! величшш 1зомерних вщношень вщ енерг11 налпаючих частинок в облает! енерий збудження 50-70 МёВ.

6. Розроблена методика i виконано . цикл дослщжень випром!нювання нейтральних частинок високозбудженими атомними ядрами.

7. Методом детектуючих реакцш вперше зареестровано вилгг з товсто! ураново! Miniem при опромгненн! ü а-частинками з Еп=100 МеВ кластеров, як! призводять до утворення нейтронозбагачених нуклвдв, як! мютять на 2-3 нейтрони ¿¡льше, шж початков!.

8. 1з сукупносп експеримеитальних даних встановлено, що при onpoMineitHi ураново! Minieni пучком а-частинок в детектуючих мпненях утворюеться 12 ядер 28Mg за секунду на грам мшен! 25Mg', 2 ядра 2SMg за секунду на грам мшеш 25Mg i 4 ядра 3SS за секунду на грам Miuieni 36S.

9. Анал1з вс!е! сучасно! ¡нформащ! показав, що цими кластерами можуть бути нейтралы« ядра "п з х>4.

Основт результати дисертаци опублжоваш в роботах:

1 Борозенец Г.П., Вишневский И.Н., Желтоножский В.А., Лашко Т.Н., Маковецкий Ю.В., Свято В.П., Ткачук . Й.П., Тришин В.В. Исследование распадов короткоживущих, ядер uon,'inSb и l0eSn//KneB, 1982,- 46 е.- (Препр. /АН УССР. Ин-т. ядерных исслед.; КИЯИ-82-13).

2 Вишневский И.Н., Головач Л.А., Желтоножский .В.А.,- Ключников A.A., Кумшаев С.Г?., Лашко Т.Н., Патлань Ю.В., Тришин В.В. Измерительный комплекс-для исследования короткоживущих ядер на циклотроне У-240//Киев, 1983.- 24 е.- (Препр. /АН УССР. Ин-г.

' ядерных исслед.; КИЯИ-83-6).

3 Вишневский И.Н., Желтоножский В.А., Лашко Т.Н., Тришин В.В. Отношение сечений образования ядер и изомеров в (р,хуг)-реакциях с Ер=72 МэВ//Киев, 19S3.- 32 е.- (Препр. /АН УССР. Ин-т. ядерных исслед.; КИЯИ-83-12).

4 Лашко Т.Н., Свято В.П. Электроны внутренней кониереин распада 1091п//В кн.: Ядерная спектроскопия и структура атомного ядра. Тез. докл. 33 Совещания. -Л.: Наука, 1983.- с. 79.

5 Вишневский H.H., Желтоножскпй В.А., Лашко Т.Н., Стеканенко В.А. Возбуждение изомеров 4ta£Sc в реакции (а.рЗп)// В кн.: Ядерная спектроскопия и структура атомного ядра. Тез. докл. 34 Совещания. -Л.: Наука, 1984.-е. 6G.

6 Вишневский И.Н., Желтоножский В.Л., Лашко Т.Н. Измерение изомерных отношений в ядрах llCm,aIn н 1Шт81п в (р,хп)-реакциях//

В кн.: Ядерная спектроскопия и структура атомного ядра. Тез. докл. 34 Совещания. - Л.: Наука, 1984.-е. 95.

7 Вишневский И.Н., Желтоножский В.А., Лашко Т.Н., Степаненко В.А. Возбуждекка изомеров ,,0l'''EIn и Ш,Г|,ЕЗЬ d (а,Зп)-реакциях//В кн.: Ядерная спектроскопия и структура атомного ядра. Тез. докл. 35 Совещания. - Л.: Наука, 1555.-е. 323.

8 Агеев В.А., Вишневский H.H., Гаврилюк В.К., Желтоножский В. А., Лашко Т.Н., Стрнльчук Н.В. О существовании связанного состояния nV/B ich.: Ядерная спектроскопия и структура атомного ядра. Тез. докл. 35 Совещания. - Л.: Наука, 1985.-е. 331.

9 Вишневский И.Н., Дей Ю.А., Лашко Т.Н. и др. Автоматизированная корреляционная установка на линии с ЭВМ//Киес, 1985.- 31 с.-(Прёпр. /АН УССР. Ин-т. ядерных исслед.; КМЯИ-85-3).

10 Агеев В.А., Вишневский H.H., Гаврилюк В.Й., Желтоножский В.А., Лашко Т.Н., Стрнльчук Н.В. О существовании легких нейтронных ядёр//Киев, 1985.- 11 е.- (Препр. /АН УССР. Ин-т. ядерных исслед.; КИЯИ-85-4).

11 Агеев В.А., Вишневский И.Н., Гаврилюк В.Й., Желтоножский В.А., Лашко Т.Н., Стрнльчук Н.В. Эксперименты по поиску нейтронных класгеров//УФЖ.- 1983.- т. 31, Ш2,- с. 1771-1773.

12 Вишневский И.Н., Желтоножский В.А., Лашко Т.Н. Измерение изомерных отношений для изотопов ва84Тс в реакциях с протоками и а-частицами//ЯФ.- 1985.- т. 41, вып. 6.- с. 1435-1439.

13 Агеев В. А., Вишневский И.Н., Гаврилюк В.И., Желтоножский В .А., Лашко Т.Н., Стрнльчук Н.В. Новые данные экспериментов по поиску нейтронных кластеров// В кн.: Ядерная спектроскопия и структура атомного ядра. Тез. докл. 37 Совещания. - Л.: Наука, 1987.-е. 333'.

14 Гаврилюк В.И., Желтоножский В А, Лашко Т.Н. Возбуждение изомеров ""-Sc в реакциях с заряженными частицами// В кн.: Ядерная спектроскопия и структура атомного ядра. Тез. докл. 39 Совещания. - Л.: Наука, 1389.-е. 367.

15 Борпсюк Л.Г., Гаврилюк В.И., Доценко И.С., Лашко Т.Н. и др. "Горячие" частицы в биосфере//ВесЦ1 АН БССР. Сер. физ.-эи.

швух.- 1990.-№4.- с. 38-41. .

16 Казаков C.B., Лашко Т.Н., Музалеь П.Н. и др. Измерение уровней рагрязнения 30-км зоны ЧАЭС// Beaji АН БССР. Сер. физ.-эн. ш.ьук.- 1990.- №4.- с. 69-73.

17 Бернадина Л.И., Гаврилюк В.И., Sepram В.В., Лашко Т.Н. и др. Автоматизированный комплекс для спектральных измерений и анализа содержания. гамма-рпдионуклэдо» п ' объектах внешней ереды//Весщ АН БССР. Сер. физ.-эн. нгзук.- 1990.- Ш.- с. 98-105.

58 Богила Е.А., Гаврилюк В.И., Желтснсжский В.А., Коломлец В.М., Лашко Т.Н., Харланов В.Б. Исследование выходов изомеров 44m'KSc в реакциях с протонами и а-частицами//Иза АН СССР. Сер. фнз,-1991.-т. 55, №5- с. 921-323.

19 Гаврилюк D.H., Желтоножский В.А., Лашко Т.Н. Исследование сильновозбужденных ядер !01Ag, !,!!п и ,!8Sb методом изомерных отношений// Киев, 1995.- И е.- (Препр. /HAH Украины. Ин-т. ядерных исслед.; КИЯИ-95-1).

а

а

о -

20 * 30 40 00 90 70 00 00 100

Е . М 1 В

Рис. 1. Залежшсть 1зомерних вадношень для реакцН 44Са(а,рЗп)44т«с.

Таблиця 1. Основа! характеристики кпшеней.

Мннень Товщина, мг/см2 Вид Вмкт основного ¡зотопу, %

44 Са 1-6 44СаСО,+полютирол 83.4

44Са . 10-15 44СаСО,+пол1етилен 83.4

51у 2-6 фольга ' 99.75

%Мо 5-8 порошкопод1бний 96Мо+пол1етилен 78.3

" 10-15 фольга 100

шса 4-6 фольга 93.2

Ад 5-8 фольга ' 107Ав-51.8 109Ай - 48.2

и51п 3-5 фольга 95.7

мМй 200 МйО, порошкопод1бна 96.9

26Мк 200 МдО, порошкопод1бна 95.5

368 -300 порошкоподабна 74.5

Таблиця 2. Изомерш вадиошення для WbjTc 194mjrTc i3 реакцШ ^Mofoxri).

Е„, МеВ Ов/он, 94Тс Ер, МеВ О^Он, МТс

30 1.15(12) 45 2.17(35) 9.1(12)

35 1.01(10) •50 1.82(25) 10.0(13)

40 1.56(20) 60 • 1.92(55) 12.0(15)

70 1.17(32)

Таблиця 3. Изомерш пщношения для 1Mm'ÄIn i """'■«In !з реакцШ '.l0Cd(p,xn). •

Ер, МеВ twin о(7+)/о(2+) Е„, МеВ llOIn а(7+)/о(2+) lD3ïn .

9 • 0.046(3) , 48 0.62(4) , 0.68(4)

14 0.14(1) 52 1.11(2) 0.88(5)

19 0.21(1) 56 0.38(8) V Л .03(6)

24 037(2) 60 0.45(8) 0.88(5)

34 0.48(3) 70 0.83(14) 0.81(5)

Таблиця 4. üepepÍ3H реакций з зарядженнми частниками на 1зотоп136S.

Конкуруюч1 реакцп ÍIepepi3 . аШ1, мбарн Контрольна реакц!! Ílepepi3 ' о^,,, мбарн

^(а.гр^З 2 ^(a.dfCl 200

^(t^S 12 • ^(t^C! 680

•äSS(6He,a)S8S 3 жЗ(6Не,п)41Аг 9

120

V - 100

. . 60 60 40 • 20 о

40 90 60 . 70 '£0 80 1»

Ед.ИэВ

Рис. 2. Енергетична залежшсть ¡зомерного в1дношення для 93т,8Тс, отриманого в реакци ю1\ГЬ(а>4п)93ш,вТс.

Точки: А -експериментальн! даш ВгапдшпЪо С.Ь, 1979; дана робота.

40

V

зо 20 10 0

1—I—I—I I—.—I—-—1—'—I—'—I—■—г

{»счет по программе А1ЛСЕ 94 тс

/-Л. й - ' ' к

. №<■;■}.-у*

н V -,41 /(а,3п)

/ ^«ЭД-

# '

/(р.Зп) 2 в

_)_._I_._1_■ -1.

20 30 405066 70 60 80 100 Еа, МэВ

Рис. 3. Залежнють в1дношеиия перер1з!в утворения високосп1иового 1 низькоспШового 1зомер1в в1д енергУ нал}таючих частинок для 94п1'8Тс ¡з реакщй 93ЫЬ(а,Зп)94т«Тс 1 %Мо(р,Зп) 94адТс.

Точки: Д -експеримешалып дан1 ВгаэдгйпЪо С.Ь., 1979; ® -дана робота.

v 12-

Рнс. 4. Енергетична залежшсть ¡зомерних вщношень U0m,3In i ,0ta4iA;g з реакцп з а-частинками на Miniem ср1бла.

э.

5-

4-

---- эксп. значения

- теор значения

-4L..

и

63

h

63

« ico

Ъ МзВ

Рис. 5. Залежшсть ¡зомерних в1дношень и реакцн "5Iii(a,3n) Bi/t :itepriî а-частинок.

г

—■ — — — - «КСП.ЭгичСПИЯ ■И.1,........ з»иевмя /

вмутрнядерн ы каскад /

I

МАКСИМУМ функции/ 'аоабужд«*ия /

2я 1(1.. 40 / 5п п| ал |»А 41)1 в Л - 4 / |

/,/.,/ .Л , / ■ /.

10 20 1С 40 >9.

70 80 Е , М»В

Рис. б.'Залезкнкггь 1зомерних вщношень в реакцп И0Сс1(р,п) в1д енергН протон!в.

Рис. 7. Схема пробника:

1- д1афрагма; • 3- ураиовамкнень;

2- м!шенетримаЧ; 4- стакан для детеюуючих м!шеней.

Рис. 9.Участок гама-спектру, отриманого э Mimemrn ^llg.

Рис. .10.Участок гама-спектру, отриманого а ы1шенню

Лкако Т. К. Исследовзиае образагаккя изомеров u сторйчшл.. пучков в реакциях с легкими ззряжегаш&ш частицами. Диссертаци;; (рукопись) па сокскшше ученой степени кандидата физико-математичсскпх паук со специольгюстг; 0i.04.16 -физика ядра и элементарных частиц. Научны;! центр "Мжгштут ядерных исследований" НАН Украины, Киев, 19£7.

Защищаются зкепергашьтаяшые результаты « теоретическая интерпретация исследований возбуждения высокоспиновых изомеров с реакциях с легкими заряженными частицами, а также процессов испускания нейтральных кластеров (мультинейтроков) высоковозбужденкикк ядрами урана при их взаимздейстдои с а-часткцами с Ец- iCO KieB, которые опубликованы и IS ваудаыг работах.

Lashko Т, N. The investigation of isomers and secondary bea:r: formation in the reactions with light charged particles. The disserltticu {manuscript) submitted to earn a Candidate of Phys.-Math'. Sciences Degree; oa the speciality cf 01.G-i.16 - Physics cf Nucleus and Elementary Particles. The Science 'Centre "Institute for Nuclear Research" cf the Ukrainian Naticaal -Acriicnty cf Scicaco, Kiev, 1S57.

Experimental results and theoretic iaieipretotion of the investigation on cxcitation cf hi;ii-spra isomers in reactions with light charged particle,;, as weii an ргсссскп cf neutral clusters (saultiaeutronc) emission of highly excited uraniaat nudei under their interaction with a-particies (i!a - lCu MeV) are represented. The data 'have been published in IS scientific paper;;

Ключей слога: атомне ядро, 1зомеркс вщношения; статистчиа теор»:, механзи редкий, клгстс-рн, муяьткнейтрошг.

Подписано к печати: i 6.04.97 г. Ооркат 60x84 1/16 Печать офсетная. Заказ Z £ Тираж 190 экз. Усл. печ. л. 1.5

СКТБ с ЭП Институте ядерннх исследований HAH Украины 25202S, Кисп-28, проспект Науки, 47