Исследование распада деформированных ядер 167Yb, 164Tm, 225Ac, 221Fr. Бета-спектрограф с позиционно-чувствительным детектором тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

РТБ 0&

^ 2 НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

институт яденюП физики

На правах рукописи . УДК 539.121.3

БУТАБАЕВ ЮНУСЕАН СШЕШ

исследование распдп,а дйотіРошнодх ЯДЕР 1б7Ув,' 154Т/п , 225Ас, 221Гг . БЕТА-СПЕКТ-'

РОГРЛФ С П03ИЦЙ0Ш0-ЧУВСТШТЕЛЫШМ ДЕТЕК’ ■ ТОРОМ

Специальность 01.04.16 - физика ядра и элементарных частиц

' АВТОРЕФЕРАТ'

диссертации на согскание учёной степени

г

кандидата физико-математических наук

Ташкент - 1994

Работа выполнена с научно-экспериментальном отделе ядерной спектроскопии- Лаборатории ядерних проблем Объединенного института ядерных исследовании и Ташкентском Государственном Университете.

Научные рукоиодателк: .

■ Член корреспондент АН Республики Узбекистан, доктор физико-математических наук, профессор

~аУаб^'шак0в|

Кандидат физико-математических наук, старший научным сотрудник А.Х.ХОЛМАТОВ

Официальные оппоненты:

Академик БЕГНЮІІОВ Р.Б. .

Кандидат физико-математических наук ИНОЯТОВ А.Х.

Ведущая организация: ‘ '

Самаркандский Государственный университет

Зашита-состоится: п / $ " 199 Уг. в <[23 часов

на заседании специализированного совета Д 015.15.21 по зашите диссертаций на соискание ученой степени кандидата физико-математических ьяук в Институте ядерноіі физики АН РУп по адресу: 702132, г.Ташкент, Мирзо Улугбекский район, пос. Улугбек.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ІЙФ АН FJо

. ■ } Актуальность теми исследования.

В настоящее время развитие теории атомного ядра исходит, главным образом,, на основе модельных пред-

влений, когда, сделав определенные предположения о силах ствуюынх в ядре, удается объяснить отдельные свойства ядер.

Особый интерес представляет изучение неаднабатических

актов в октуполышх ротационных полосах деформированных р. Отклонение экспериментальных данних в' деформированных ах от адиабатического приближения вызвано смешиванием тояний и модели, учитывающие кориолисово смешивание анионных полос, удачно объясняют неадиабатнчностн.

шивание состояний и неадиабатнчностн значительно усложняют

ссифнкацию уровней по квантовому числу К - проекции ового момента на ось симметрии ядра и делает актуальными ретнческие исследования в этой области ядер.

Не иенее интересно изучение свойств ядер, расположенных ду сферическими и деформированными ядрами. В этой области . р с А и 222 наблюдаются октупольные деформации, в связи е и свойства этих ядер крайне слокна и модельные дставления этой области менее развиты по сравнению с ормнрозанной областью ядер. В связи с этим, в настоящее мя идет накопление экспериментальных даннык о спектро-пических свойствах ядер этой области. Изученные нами ядра с и г17АЪ находятся именно в этой области.

Средн приборов предназначенных для исследования спектров только иагнитные р-спектрографы с однородным полем яаляют-одновременно высокоразреитюаими и многоканальными. Оото-стинка используемая ¿¡о настояпего времени в 0-епекгрографах качестве детектора элегтронов не позволяет получать ествеиные изобранения линии ЭОК за короткие времени экспо-ни. В связи с этии при создании экспериментальной установки.

изучения свойств ядер сильно удаленных от полоты ботц-ойчивости, актуальной проблемой всегда остается разработка ых типов датектрра с высокой эффективностью регкстраилч.

Цель работы. Экспериментально исследовать распад изо гипса т, 167 УЬ, 225ас, гг1Рг. Провести анализ особенностей схеи пада указанных ядер и сройств ик возбужденных состояний,

дополнить н уточнить схему распада, и квантолие характеристик!

уровней возникающих при распаде изучаемых ядер.

На основе бота-спектрографа СП-2 создать многоканальна

бета-спектрограф с высокой эффективностью регистрации ЗВК.

Измерить спетры КЭ для некоторых изотопов, с цель*

определения регистрационных характеристик повой установки.

Проьесііі теоретические рассчегы величин пропускания (П)' і

разрешения (Ги ЫЕС при использования в них еепарировашші

источников и найти оптимальные условия положении источника і

"он-лаПн" экспериментах.

Научная новизна.

- В результате проведанных исследований спектров Э13К 167ї1

обнаружено 32 у- перехода, из них б переходов наблюдалисі

впервые, для 9 у-переходов ьпервыо определены иультипольности.

16*%

Получени но.ч’е ькспернкентальние данные для распада Ті и проведены теорегіі ’есіиіе расчеты для октупсльных состояний, і результате исследоваї.'іО спектров эвк идентифицирований і

• »ал

размещено б схеме уровне: Бг 23 новых у- перехода, введен!

4 новых уровни. Найдена нова’ октупольная вращательная полосі

с К*=Г б ,64Ег. Подтверждено, проведенными рассчетами,

существование октупольной ротационной полосы с К^г-

Объяснено отклонение отошений приведенных вероятностеї

Е1-переходов от правила Алага для переходов из состоянш

отрицательной четности. . •

Создана новая установка ЫБС с ПЧД для исследовани:

спехтроь КЭ короткоживущих ядер. Изучены регистрациоииш

характеристики новой установки.

Впервые разработана и использована ыетоднка обработк!

результатов а-у- совпадений, позволяющая получат

количественную информацию о заселенности уровней. Пр

исследовании распада г‘’8*с однозначно установлено размещение 221

схеме уровней Гг 36-ТИ Г-Пйреходоа, ^4 из котори ; обнаружены наин апервин. Сведен воьый уровень 157,3 кэв подтверждено существование; еще 4-х уровней, рассчитаны полни заселенности уровней 221?г. ■ , • '

При исследовании распада г21?г обнаружили и разместили схеие распада 13 новых у- переходов. Сведено два новых уровн

н подтверждено существование еще 4-х уровней. Рассчитаны полные заселенности уровней ‘uAt.

Практическая значимость. Результат исследований могут бить использованы для разработок теоретических полелей ядер. Созданная экспериментальная установка, аналогов которой в мире пока нет, может использоваться в "он-лайн" и офф-лайн"

экспериментах для изучения свойств короткоживуших ядер.

На защиту выносятся следующие положения и результаты:

1. Данине об исследовании спектров зшс ,B'Yb и 164Тга.

2. Схема распада 1Й7УЬ и 164Тга. Выводы о квантовых

характеристиках и возбужденных состояниях *fc7Tm и ,61Ег.

3. Результаты теоретических расчетов октуполышх состояний ‘б4Ег. ■

4. Созданный новый многоканальный бета-спектрограф для изучения спектров КЭ короткояивуишх ядер.

5. Результаты измерений регистрационных характеристик

новой установки. •

G. Результаты теоретических расчетов пропусхания (О) и разрешения (Ю НБС при -использовании широкого источника. ,

7. методика обработки а-r- совпадений.

8. Результаты исследованнП спектров эг-лучей и «^-совпа-

дений в цепочке распада г25Ас —» 2?,Fr —> 2I7At. схема распада цепочки, результаты анализа и интерпретации свойств возбужденных состояний =21Fr, 2l7At.

Апробация работы и публикации по теме диссертации.

Результаты, изложенные в диссертации, докладывались на международных совещаниях (42,43,44) по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. (Алма-Ата 1992, Дубна. 1993, С.Петербург 1994); на VIII семинаре по точным измерениям в ядерной спектроскопии (Ужгород, 12-14 ИЮНЯ 1990 г.); доложены па семинарах: физики атомного ядра Лаборотории ядерных проблем оияи; кафедры ядерной физики, низхих энергий физфака ТашГУ, опубликованы в 7 работах (в виде Препринтов ОИЯИ, статей в Российских и Узбекистанских изданиях и в тезисах докладов).

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения трех глав и заключения изложенных на страницах машино-

писного текста. Для иллюстрации изложенного материала

использованы 51 рисунков н 13 таблиц. Список использованн литературы включает 127 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Во введении указана актуальность исследования изучаем ядер, необходимость создания новой установки, сфорнулирова цели работы и описана структура диссертации.

Первая глава посвяцена исследованиям свойств возбуждены состояний 167Тга и ,64Ег, и методике обработки бета-спектрогаї получаемых на комплексе р-снектрогафов установленных в ляп 01 Б §1 дается обзор методики проведения измерений і р-спектрографах и обработки бета-спектрограмм. .

Результаты измерения спектров эвк 167УЬ изложены в §: При распаде 167УЬ нами (5] обнаружено 32 к~ перехода, их них переходов наблюдались впервые. Для 15 у- переходов, которі ранее наблюдались в у- лучах, впервые обнаружены линии конвое сионных электронов. Для 9 у- переходов впервые олределеі мультипольности. определение нультипольностей у- переходе били осуществлен!! на основании экспериментальных значений а Определение нультипольностей у* переходов позволили на дополнительно определить спины и четности ряда уроьнеЯ: 171,

- 1/2”; 262,4 - 3/2"; 292,79 - 7/2~; 383,6 - 9/2", 470,7

А + А ‘ V

3/2 , 557,8 - 5/2 , 1216 - 7/2 .

В §3 приведены исспедования возбужденных состояния 164е при распаде 164Тш. На комплексе р-спектрографов были измерен спектры ЭВК 164Ег. Информации о слабых линиях 'били получен после авторадиографического- усиления изображения на фото пластинке. Таким образом было обнаружено 23 новых у- перехода в схему распада введены новые уровни 1495,0 кэв 2~, 1631,5 кэ 3_, 1715,2 К?В 2~ II 1960 кэв 3". .

Полученные экспериментальные данные позволили вычислить отношения приведенных вероятностей Б1- переходов с уровнеї отрицательной четности на урочі.ч голоси основного состояниі (см. габл. 1) И =В(Е1; ХК-*( +1)0 )/В( Е1: ІК-»(І-1)0 ). Зті

ІК . Сі (Г

значения сильно отличаются от значений предсказываемы} правилом Алага, что свидетельствует о сильном смешиванм октуполькых полос в ядре 164Ег. ’

Нами были проведены теоритические рассчеты в рамха>

2.5 -

я

с»

ы

к

II 2.0 о.

е>

К

1.5 -

1.0-РНС. 1

11

О

7

$

3

1

аксп. теор.

АГТ,= 0~

6

5

2 __________

эксп. теор.

и

ю

9

а

7

в

5

3

4

г

в

£>

4

3

эксп. теор.

Л'"= 2~

теор.

2ГЯ= 3'

Сравнение экспериментальных и теоретических энергий

• »Ал

октуполъных состояний в Нг.

фашательиой неадибатической модели в которой рассматривалось юриолисово смешивание состояний октуполышх полос с К^СГ.

■ 2~ и 3~. На рис.1 сравниваются вычисленные и

1ксперинентальнные значения энергий.

’ Далее были рассчитаны отношения приведенных вероятностей ¡1- переходов из октуполышх состояний.

В(Е1;1К (1+1)0 ) €»•

В(В1;1К (I- 1)0^г)

!**1 У-

1 К V

I

т+г

/

И)

■да ♦ -амплитуды смешивания состояний октуполышк полос и :» <0|г|М(1;-1) 11>/<0*г|М(1;0) |0~> - параметр введенный ■ . юкбачек и Фогелем. Здесь <К*)М(1;К -к) |К(> •• цвтрпчфШ

1лемзнт от оператора Е1-перехода между внутренними "яолноанми функциями. • - ’

Теоретические значения вычислении? по фориуле (1) 9

:абл.1 сравниваются с чкспериывнтальныын Р.^, е также с

б

Таблица 1. Отношения приведенных вероятностен Г-1-переходов R из состояний октуполышх полос

і” R - I 0 Г; -11 R.a'

Экспэр. Теор лла- Экспер. Теор AJlii- Экспер. Теор

га га

I- 13f>7 КЭП 157 0 кэВ

;.со{ю >А 1.62 2.0 3.9(G)11 6.3 0.5 - -

1.08(17)" 5.5Г

3 1 4 3*1 КЭВ 1961 КЭ 0

0.82(12)* 0.91 1.33 >2,8" 3.3 0.75 - 1.57

1.16(24)"

5" 1353 кэВ 1798 КЭП

1.0(14)® 0.77 1.2 - 2.6 0.8 3 1 .3(7)В 1.3

7“ - 0. TI 1.14 - 2.3 0.86 - 1.19

9* - 0.67 г. її - 2.2 0.9 - 1.13

іГ - О.бЬ і.;' - 2.1 0 . 42 - 1.09

Примечание: Н-настояаая рабо>.'

A. Boer l-'.W.N. ei. öl. Nucl. I'i.ys., A1Ö9, 1975, p.577-507.

B. Fields C.A. et al. Nucl.i-hyt*. 1984, V.A422, ¡>.215.

c. Бондаренка U.A. n др. Иэь АН СССР, сер. физ . ,'т. 4Ь, j>' її, iOiU

вычисленными но йориуле ллага R* .

’ 1 ' і*

Результати расчетов и анализ экспериментальных позиолнлн сделать следующие виводе: подтиерклае» су цєствоішнгіі к''=2*

полоси; найдена иперсие октупояьная враиательнгдя полоса с кп=1” в 154Ег и СОСТОЯНИЯ 1”, 2~ И 3* с энергиями 1577,5,

1715,2 н 1960,5 кэВ относятся к этой полосе; уровни 1715,2 -2~ и 1960,5 - з~ кэБ экспериментально установлена впервые;

отклонение R от адиабатического правила /.лаги ллн переходов из состояния отрицательной четности спвзино с снльнии смешиваїшак уровней Kn*o“.і",2“ и з" огтуполышх полос.

Do второй главе опксивьется возиигпйсть решяннл проблеми дальнейшего использования р-спектрографа в экспериментах по изучение основних и ьозбукденник состояний короткожиьуишх ядер. В целях нахождения путей • дальнейшего использовании р-спектрогря^ов в экспериментах по исследованиям коротко-живущих радионуклидов предлоген единип комплекс, включающий в

себя ускоритель, насс-с«паратор и многочанлдмша бета-спектрограф (МБС) с пчд на основе МКП, работающие п "он-лайн" реяиме. Лля яыбора оптимальні« условий метода применении широкого источника о "Г>С проведеш.: расчсти зависимости

разрешения к пропускания МБС от различных параметров прибора. Результаті! расчетов показали, что разрешение МБС при использовании наклонного источника с пирнноп 20 = 2+4 кн

составляет 0.2^0.57., что близко к разрешению прибора (0.1"), получаемому от источника н з.чдя проволоки диаметром 0.1ш>. Этот вывод имеет решающее значение для возможности изучения спектров ЭСК короткоживущих радионуклидов на бета-спектрографе работаших "в лини»" с масс-сепараторон, так как диаметр!! ионннх пучков .ча виходе «асс-сепаратора ЯСНЛПП-2 не кексе 1 нм, что на порядок величины больше обичинх размеров источника, используемого в бота-спсктрографах. -

В §3 изложено о пчд на основе МКП созданном устаиозкн. При изготовлении детектора установки использовались стандартна :.;кп, которые собирались п "ковронпукг сборку схема кеирошюй сборки ПЧД показана иа- рнс.З. Летектор состоит из дву:: идл более пар Г.ЇКП (3,7), размерами соответствующими входному окну (1), и резистивного анода (9), расположенного за сборкой МКП. п.чрниа зазора мепду :-!КП (3) и (7) составляет о.З мм. Шевронная конфигурация, т.е. наклеим каналов МКП (3) и МКП 17} о разные сторон:.' по отношении к лицевой части ПЧЛ - наклоны типа позволяет резко уменьшить вероятность появлення ионной обратной связи, ограничивавшей коэфациент усиления МКП. 0 данном случае первая мкп (3) с лицевой сторони детектора работает как регистратор первичных электронов, а вторая (7)-кя:: усилитель. Пходние мкп (3) установлены в фокальной

плоскости бета-спектрсграфа. На рисунки тзкге изображены ' кеднпе контакта (2,4,С,8) и изолятор (5), с помсаыэ которая , . подаются к торцам МКП постоянные потенциал!!, необходимое лля работа ПЧЛ. Напряжение подаваемое на ка^дуп МХП и напряжение, пр:іклад*ааае:;ое :;епду МКП. и анодом составляет • _ 910 В. и 200

3. , соотпзгственпо. лнод представляет собой резистивнуа полоску размером 57x3 2 мм, яолучеинуо п результате награза, испарения и осаждения шпрояа на с-гталовуя подлоляу о

О

Рис. 3. схема шевронной сборки пчд.

,яик11„той камере п условиях вакуума. Сопротивление аис составляет «о КО», пр» ..-НИИ такого апояа «оорднп.

частицы определяем методом де 4еьия заряда

электронно-измерительна:

сиотема для получения коор.

натной информации и обработки ей создавалась на основе шир. “Гль,,.»' . лаборотор.юй „р.«,,,» ,Л«тро„,ш«

стандарта КАМАК.

Система откачки установки состоит

из двух

“лини

форвакуумноЯ и линии "высоковакуумной откачки“. Форвакуумная линия подключена к пластично-роторному насосу - 2НВР-5ЛМ. Для исключения дрейфа парок • масел в вакуумной системе предусиотрени азотные ловушки. Высокий вакуум создается работой турбо-иолекулярного насоса вми-150. Время откачки камеры до уровня необходимого давления составляет 10 мин. Такая система откачки позволяет достичь ' разряженности остаточных газов в объеме камеры МБС до 10 7 мм.рт.ст., что вполне достаточно для стабильной работы МКП в ПЧД.

Рйс. 4. Участок спектра ЭВК 37Со измеренный при помоии ПЧД и 0/П.

На новой установке МВС с ПЧД били проведены измерения спектров ЗІЗК нуклидов 57С0. 167Тш, Участок спектра ЭНК

57Со, измеренный при помощи МПС с ПЧД на основе МКП, изображен на рис. 4. Приборное разрешение для линии К'122.06

:::¡í: co"T<¿üiu!0 sí!. П"т £r:- y¡ru!¡ ..u; c^.îï: :

Hi;.'tr¡ü;¡; apa ;ю;кл:;; .¡ ото;іл;іс'гнш:і: . Kar. вв;но,

разре^ешк.: С і ї * £ Я і; ЛІЇ.5 pLiSÜ XÿXrf, ЧЄЧ С $ОТОІ1Д;і'Л ИНХОІ'і.

•ллнак*;, нсхалк as і;[п?м<гіі измерений "гСо е ію’.юаш ПЧД -20 ;.іни. и t;,.v¡oüJiuc rüíisн - ібіг.і мин., и из набранной статистики и .:iii.'KTpiiX 3IJK, о-;. ;-'-л nsbhQCTb регистрации электроно» ГР!Д il о

к .fOTWUSCTniJX'e кри.чирно на 2 порядка buü.c.

o¡ :;eTi:ïjt;üi:;;i: з<. \ :;у ли:.-.*Ш!-.? р:лїp<ü;\?h;u’ üüjütotck еовокуш’.ос r¡, :í;:ü,;t¡¡.3!!í!,í;: при пом;,;;! согорц;: опрел^ляктся координати

сооігп:;; .

■: p.;!"-;;!!;.--;; сП-іиТрСЬ ГНіГ. ‘"'Tn l: '"“'ib, И 3 KU ¡Ні ü UH с lîpi:

¡;:::riu.! ¡.-..■г;. - wpo; pa-jс ¡P¡;; ¡is uciiOj« МКП, li:iotJpa»4'íl¡; ,и

р:і:’.Ь i, и і:;!;-. СПрігЛеЛОПНЯ КООрЛИНиТиОн

t: ; ; і ; 11 ■ і. н о с т ПЧ.\ :h¡h:ís: ЭГ-К V.~'ív~ “VT::. i-.ÄisepKJi&ci. ъ раз ;;ù ?íi üpi! ч:іи '-¡та Ле'и;к !í;p м»р<?л« ¡¡га леи ті і>

і. o í о, ui:- ■■uvl’.-.ih::, р, s':c¡ ¡¡(¡з полило ocvlíc'ütui: ¡'¡.

р-: п';п ,jj ц;.. р;і.'-.:,ГіИі:х уи-.с тках Ді-п г^Х-..

т ч;;-ч'.- і ¡ >■ o-j ;¡ ; ¡ j ¡ .i ’• i.

'...r,.h,:::, ?'■ cvc ! i\: ¡ ¡i-.-ühw.

{;■ Î.1 ' L ¡f Í ; í 1 -1 -1 l ’ ' O -■ '■ - í' t' J Л t [ ^ ! ■ i í'■

¡ -i ¡,:i r.:/ ;ü1:,1,. i,¡:¡- , ■ <

• ,.w„ i.'-... -¡ .i.i ” ! •- ü : .¡m, (■ ; !.h¡ ■ , • .

: ' ; ' : ‘ . . : . - .. ; - ' ■ ’ ■ ' i. ! / ’ ■ ‘ : '■ [i ' . i ’ : i

. , ir- ■ ,. .t i. . / i....:; ¡

i , í ! чi.!:':'. ‘ i‘.. 11 - , • • ; ¡.i'-'-. . :

, «эт-

Ег-207.й í.-сГ ïvr Ir-i І І,- Л' ЇП-Q

!'>члл!-;

Рис.G.7. Участки спектров КЗ 1ь'7я ч ,v:7î>. «екчрепнта на

•15 111 -1-і- і "г і і і'і і ї ї—г~і~ч-т" г ~г і ■ і |—і~т-г~і-~п~і ч" 732 1432 2132 2832 3532

Каналы

( І ІЧЧ І'І І І'ІТІ ІТІ І ГЧ-ГІ'І І П-ГГТ-І І і ргт І "І Т'ГЧТТ'Ч

10 16 20 26 ЗО 35 40

Дшша апода, ми

45 50

; Рис.7 координатная нелинейность ПЧД на основе мкп.

ностц практически не изменяется с диапазоне энергий 50*120 кэВ, далее при энергиях 140+250 кэБ увеличивается в 2-3 раза.

Светосила прибора определялась по линии К-198 ¥Ъ и с учетом многоканальной регистрации спектра эффективная светосила составила примарно 1.37. [5].

Значение собственного фона для чувствительной области детектора площадью 10x57 мм* составляет 2-3 нмп./час си. В среднем на площадь МКП, соответствующей отдельному спектральному пику приходится порядка 0.09 имп./час. . .

Полученные эксплуатационные характеристики бета-спектрографа с ПЧД на МКП позволяют сделать вывод о необходимости использования прибора в точных спектроскопических измерениях с высоким разрешением и с учетом таких характеристик. как многокан«ль.юсть и эффективность регистрации электронов, л опре;еллют широкие возможности для изучения спектров ЭВК и бе- а-ча-лиц ядер короткоживущих изотопов.

В третью главу вклвчены полученные результаты исследований а-7- совпадения при распаде г25лс и ‘21Гг.

Измерения а-7- совпадений проводились в два этапа.

В

іервом этапе исследовались совпадения а- лучей с у- излучением а мягкой области энергий. В этом случае для регистрации х- и у- лучей использовался детектор из сверхчистого германия эбъемом 2 «гм3, э=12 мм и г«1та=0.8 кэВ на 7- линии с энергией 150 кэВ. Во втором этапе исследовались а-7- совпадения с более жестким 7- излучением С ІІОМОШЬЮ НрЄе - детектором объймом 84 гм3 и £и!ит>.= 1,03 кэВ на Еу~150 кэВ. и и том и в другом случае альфа-частицы регистрировались с помощью поверхностно-Зарьерного Зі(ли)- детектора (с>=10 мм, £мЫп=30 кэВ) . Разрешаюиее время схемы совпадения составила 50 не.

Отбор совпадений осуществлялся путем установки цифровых окоп на спектра а- частиц. Одновременно записывались одиночные спектри а- и г- лучей и интегральные спектры совпадений с обоих детекторов. Время набора спектров совпадений составило по 160 часоэ для каждого этапа.

Жесткая часть спетра показана на рис.8. Там же наряду с одиночным у-спектром приведен и ннтегралышй спектр совпадения 7- лучей.

На рис. 9 показаны у- спектры, полученные в сов- , падения;: с а- частицами Еа=523б, 5321, 5443 кэВ.

Анализ результатов исследования а-7- совпадений мы проводим, используя отношения площадей фотопнков 7- лучей определенной энергии в спектрах совпадений в окне Е и в одиночном 7- спектре [6,7]: я“' = (2)

где - экспериментально измеренные площади пика ук в

одиночном спектре н з спектре совпадений окна он.

После тривиальных преобразований получим выражение (3) тождественное (2) '

Б0' I

. 011

И“ = ------ = с -к'-уу- --------• (3) •

7* о а к

7к *Пк)

)< I

где: I и са - интенсивность и эффективность регистрации а~ частиц; VI - эффективность регистрации совпадений;

. К^~ Коэффициент связи уровней 1 и к, при 1ак К^=1•

£ I полная интенсивность распада уровня К;

И*

і * К

h>, Jüü esI;

/і

--I Пі: ii •ij- . i-:<~ \t

і H>iU lî I: í *

• n ,

f!-r T---A-Vr .'7-.\v'í4 fiV, frt

п: г.; i'i iS '

>' -Í.'.í-V

i .-Г, î-л --M

/|.м ■;!.'! :

■ ‘-V • ,

¡ • ,!

Если уровень Е не заселяется сверху- г- лучами, то

значение 1Ш =1 и R“‘ = VK’-W И).

i < i '

Необходимо ответить, что эффективность регистрации а-

детектора в измеряемом нами диапозоне (5-6,4 Мэй) постоянна.

Из формул 2,3,4 kgwío сделать следующие выводы:

а) равенство отношений r“^ в окне ш для разных переходов (Гк> указывает на возможность, что эти переходи (*к) идут с одного уровня, но их различие исключает такую возможность;

б) большая величина r“‘ позволяет связать переходы гк с уровнем, на который идет а- распад (i=k);

о) если мы знаем в одном случае из схемы распада отношения 1си/&ти\ (например 1007.) при соответсвушеЯ нормировке

величин имеет-'я возможность определять величину la¡/Y}m¡

. 1 < I

* доли (Г.) заселения уровня прямим а- распадом.

■ - 221 Таблица 2. Баланс интенсиь ->стей а- и у-переходов уровней Fr

1 г 3 4

294,7 1,5)

310,1 0,7(3). 5,4(4)

348,5 0,20(7) 0,3(1) 0,2(1)

393,3 14(1) 19(2) 18(3)

401,1 4,8(3)

446,7 0,10(5) 0,4(1) 0,3(1)

482,7 <0,1 0,2(1) <0,5

496,9 <0,1 0,3(1)

517,а 7(1) 7,2(5) 7,2(1)

552,0 23(1) 20(1) 23(1)

571,0 1,4(5) 1,2(1) 1,6(5)|

601,1 0,30(0) 0,4(1) 0,5(2)

630,В 2,7(3) 2,3(5) 3,Ь(3)

712,3 0,20(0) 0,2(1) 0,3(1)

779,6 0,3(1) 0,2(1) 0,4(2)

Е , У Р кэП I -100 а % I -100 ПЕур эксп. I 100 П £ V Р расч.

i г 3 4

36,64 1010(20) 1352(104) 2321(620)

30,53 860(90) e»8(2íl) 1653(443)

99,60 800(50) 900(112) 1403(115)

99,07 132(10) 130(50) 227(21)

100,9 87(23) 05(9) 280(82)

100,4 310(50) 340(92) 378(76)

145,8 1,5(1)

150,0 130(20) 135(31) 150(27)

195,0 435(20) 425(110) 620(61)

224,7 110(10) 117(20) 136(17)

234,5 4 7(1) 7(2)

253,5 120(10) 157 156(17)

279,3 10 3,4(14)

Таким образов использование отношений позволяет

сделать достаточно определенные количественные выводы о схеме распада ядра. .

В результате проведенного анализа, вышеизложенным методом однозначно установлено размещение в схеме уровней г2іґг 86-ти г-переходов 23 из которых обнаружены впервые. Введен новый уровень 157,3 кэВ. Подтверждено существование уровней 310,0; 317,8; 423,0; <147,1 и 482,7 кэВ, ранее введенных только на

основании наблюдения слабых а-ллний 223Ас

С учетом заеденных з схему распада новых у- переходов был проведен баланс интенсивностей. В табл.2 проводится сравнение экспериментальных значений заселенности уровней и рассчитанных по формуле (3). Как видно из таблицы достигается хорошое согласие, что говорит о правильности метода обработки спектров совпадений.

Таким же способом ' были проведены исследования а-ъ-

221

совпадений при распаде Рг. В качестве источника з

*’25

измерениях использовался * Ас, полученный вакуумным напылением на алюминиевую фольгу толщиной 0.3 нм. В источнике быстро накапливались и содержались в равновесии радиоактивные

225

изотопы, следующие за распадом Ас.

А-.Тализ результатов совпадений позволил существенно

221

дополнить схему распада Рг (рис.10). На рис.10 крестиками обозначены введенные нами новые у- переходы и звездочкой ("*")

- новые уровни. ' '.

Для вычисления интенсивностей 7- переходов в процентах на распад за основу принята интенсивность а- распада на уровень

218,1 хэв ; і = 15,1(1) X на распад. Расчет баланса

С?б12б , .

интенсивностей на уровне 218,1 кэВ позволил определить

интенсивность у- лучей . 218,1 кэИ - І72Ш,а1і>7"

возможным, неизвестным заселенней уровня 218,1 КЭВ

7-переходами пренебрегаем; оно мало.

Были получены экспериментальные значения отношений по формуле (2) для совпадавших переходов и определены‘ их, средневзвешенные значения для соответствующих уровней. Затем рассчитывались заселенности уровней по (5) используя

средневзвешенные значения уровней. Рассчитанные значения

заселенностей уровней показаны в табл.З.

ї/їГ-

іо о и >л

Г- #1 о (Л

«НІ 5«

С63,2

(-,33

376.9

ЗйС,$

337,0

ГС Г* п <> ° о

К

Г! О .

~¥~;' сг»“«"

I «4 О -И »-,)

] М С] *< +

423*3

А09.9

001,0

• 340,2

31-1,1*

• 310,1

. 27X,Л . 210,1

^3-, «3,£

4 *- Осг 10< 643

асе 9 ОД

5097 о/.

577 р

з?аз

ЗВ1Э

3939 о,с 0,1

355& о,с

3900 0,‘1

■к ,с 6037 С*,С

6073 0,1

6126 15,

СЗ-1Э 1,3

21? „

зАі13;; Рис.10. схама распада

221 217,.

г Г —> ііь

3-0

■ о 63 II СЗ.*

^•у Р ^о»

(кэИ> <2(ЭВ> СУ.4

диализ этих дгиишж вместе с о интенсивностях г

лучей позволяет сделать следувано выводы: .

а) для 7- переходов 53,5; со.1; 95,1 и 171,7 исключайте мультиполыюсти Е1, т.с. они вероятно типа Н1+С2;

б) уровень 360,2 кэВ долгим і иметь дополнительную разряд:; у- пераходамл с суммарной интє ісцвностьи не г.енее 0,5(2)-10‘'" на распад. Такая возноеностГ' - переход 263,4 кэз I

О, 21 ( б) • 10"2/’,), но уровень 10' ,0 кз ї отмечена выше.

в) для баланса, пнтепс ¡зное'вй на уровень 368,2 кэ; необходимо дополнительное заселение его 7- переходами > интенсивность» -0,5-Ю'г ”. на распад.

г) с учетом этик замечаний баланс интенсивностей а- и у-переходов в схєїіє распада гпТг выполняется.

та 2. Полине зг .селепности уровней а7АЪ при распиле *

Энергия уровня (кэЮ ' I а * *,м среднее * * I Еу р 1 7.

'ТЭ,5'Г( Г&) 1,34(10) 71(5) 1,4(2)

213,13(3) 15,1(2) 100(5) 15,1(8)

. 271,43(13) 0,15(3) 60(6) 0,25(6)

310,14(10) 0,003(2) 70(20) 0,005(3)

314,11(17) -Ó,0007l( 30(10) -О,0015

368,16(5) '40(3) 49(7) 1,0(2)

381,82(4) 0,08(1) 64(5) 0,13(2)

409,33(7) 0,17(3) , вб(22) 0,19(6)

423,5(2) 0,03(1) 70(5* 0,043(15)

537,0(2) 0,004(2) 57(13) 0,007(4)-

560,9(2) 0,005(2) 42(0) 0,012(5)

576,9(4) 0,06(1) 102(18) 0,06(1)

663,2(2) 0,002(1) 74(40) 0,003(2)

примечание: * - средневзвешенные значения отношений К

. для переходов с уровня 1 .

. ** - полная заселенность уровня а- распадом и

‘ у- переходами с более высоких уровней.

н ~ интенсивность а- распада на уровень 314,11 кэВ определена но результатам и-у- совпадений.

ЗАЛКЮЧЕНИЕ ,

основное результати настоящей диссертационной работы лючаетсп в следующей:

1. При исследовании распаде 16,УЬ нами обнаружено 32 ?-шхода, их них 6 переходог. наблюдались ипервгш. Лля 15 у-¡еходов, которые ранее наблюдались в у- лучин, ьперьиа тружени линнн конверсношшх электроноя. Лля 9 у--, переколов эрние определен» мультнпольносгн, что , позволило волнительно спины и четности ряда уровней: 171/7 - 1/2’;

2,4 - 3/2"; 292,79 - 7/2'; 383. б ~ 9/2"; . Н57.8' - ' 5/2*

16,3 - 7/2* .

2. проведены экспериментальное исследования спектров ЭВК

и теоретические исследования октупольных состояний при распаді Tin. lia основе результатов расчета и полученных экспериментальных данных для распада 16чТт, сделаны следующие выводи: проведенными расчетами подтверждено существования Кп=2~ полосі найдена впервые октупольнан вращательная полоса с 1^=1 і t64Er И СОСТОЯНИЯ 1~. г~ И 3~ С энергиями 1577,5, 1715,2 !

1960.5 кэв относятся к этой полосе, уровни 1715,2 - 2 !

1960.5 - 3~ кэВ экспериментально установленії впервые;

отклонение R от адиабатического правила Алаги для переходоЕ из состояния отрицательной четности связано с сильные сыешивеннеы уровней октупольных полос.

3. На базе магнита бета-спектрографа СП-2 создана новая

экспериментальная установка с электронно-измерительной и вы’соковакууинОй систеыой. На созданной установке возможна работа в "оф-лайн* » "он-лайн" режимах с масс-сепаратором ISOL комплекса ЯССКаПП-2. В качестве регистратора звк использовали ПЧД с напыленным RC- а>.-:.-’ол и длиной 60 мм. •

4. при помощи мбс с ’ЧЛ измерены спектры эвк при распаде s7co, 157Tm, l6*Yb. Ширина ль"ии на полувысоче для к-линии перехода 207 кэв l6îTm составила 320 «км. что соответствует прибориоыу разрешению 0,11 й. -Необходимо подчеркнуть, что этот результат является рекордный для приборов такого типа.

5. Изучены регистрационные характеристики МБС с Г1ЧД. Показано, что эффективность МБС с ПЧД более чей на" два порядка виие по сравнению с фоторегистрацией. Определена светосила установки - 1,3 Г., Нелинейность детектора составила 0.047..

6. Выполнены теоретические расчеты по определении оптимальны» .значений разрешающей способности и светосилы (пропускання) прибора при использовании широкого наклонного источника. Показано, что разрешение бета-спектрографа при использовании источника шириной 2*4 мм состовляет 0,2+0,5Х, что близко к разрешению (0,1?.;, получаемому от источника р виде проволоки диаметром О, і мм. этот вывод имеет решающее значение для изучения спектров эвк короткоживуцих радионуклидов, разделяемых на маес-сепврат'орах.

ТАКИМ ОБРАЗОМ создан. ы&пштный беть-спектрограф с псзнционно-чузствительнын детектороа. на базе мкп, который является

ерспективной установкой для изучения свойств ядер, удаленных т стабилмшх. »

7. впервые разработана и использована методика обработай езультатов 'а-т-совпадений, при котором возможно определение асоленностн уровня на котором пронсзодят совпадения.

8. Проведены исследования у-лучеЯ и а.г7- совпадений при асиаде 225ас. 8 результате однозначно установлено размещение

схеае уровней 2г>Гг 86-ти у-переходоп 23 из которых

бнарутани впервые. введен новий уропснь 157,3 кэв,

одтэерздено существование еще 4-х уровней. С учето?! новых у-

ереходоп проведен расчет баланса интенсивностей. Рассчитан»

олние заселенности уровней которне хорошо согласуотся с

кспернменталышми значениями.

8. При исследовании распада г2|Гг бало обнаружено 13

овых 7- переходов. Введено новые уровни с энергией 9,0 ЕЭС и

14,1 кэВ, Подтверждено существование еде 4-и уровней

редлагаатся, но требупт подтверздения, уровни с энергиями

04,В; 297,1 и 299,6 кэВ. Проведен баланс интенсивностей п

21?

пссчнтанн заселенности "уровней Лй. . ‘

Содержание диссертации отабразено э следусцпх публикациях:

. л. л. Абдуразаков, Ю.С.Бутабаеэ, Р. л. Ниязов, А.Холматов, В.Г.Чумии. - Разрекаюдая способность к пропускание кногоканаль-иого бета-спектрометра. Изв. АН УзССР, сер.фаз.,й1,3990, 29-34. . А.А.Абдуразаков, ю. с.Блинников, В.С.Бутабаев, Н.л,Лебедев,

Р.А.Ниязов, а.Д.Пайзиоо, М.С.Ходгзев, А.Х.Холнатов. -Многоканальная бета-спезстрометр с позиционно-чувствительным

■ детектором на основе никроханальных пластин. В кн.: -Вопросы точности ядерноЯ спектроскопии. Вильнюс, 1990, 37-42.'

. к.я.Громов, п.Н.Усманов, А.X.Холматов, Т.А.Исланоп, й.С.Бутабаев, Р.А.Ниязов. - Исследование свойств

‘ 164

охтупольных состояний в Ег.

) ЯЗВ.РАН, сер.фнз., 1992, »11, 36-42. :

) Препринт ОИЯИ Р6-92-97, Дубна, 1992.' ..

. А.А.Абдуразаков, к.Я.Громов. А.X.Холматов, П.Н.Усманов, р.С.Бутабаев, Р.А.Ниязов, В.Г.Чунин, И.А.Лебедев. - Исследование свойств бета-спехтрографа с позкциоино-чувствитель-ным детектором. . ’

. й) Изв. РАН, сер.физ., Т.57, № 9, С.104-107.

б) Препринт ОИЯИ, Рб-93-139, Дубна 1593.

а. а. лбдуразаков, М. а. Баратова, Ю.с.Бутабаев, т. А. Исламов Ю.Зайнутдинов, А.Тангабаеи, А.X.Холматов, - Конверсиоинш электроны при распаде 167ТЬ. в кн. : Тезисы докладов 43-го совещания но ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра (Дубна), С.Петербург, 1993, с,93-94.

6. К.й.Громов, М.Я.Кузнецова, К).В.Норсееъ, Н.И.Рухадза,

В.И.Фоминых, в.в.Цупко-ситников, В.Г.Чумин, м.Б.юлдаша!. К). С. Бутабаев, Р.А. Ниязов - Исследования «-у- совпадений

225

при распаде Ас. .

а) Препринт ОИЯИ Р6-93-233, Дубна, 1993.

б) Известия РАН, сер. физ. , Т. 58, К'1 , С. 35-42, 1994 г.

7. Ю.С.Бутабаев, И.Адам, К.Я.Громов, С.С.Елисеев, Г.Л.Ниязо!

Ю.В,Норсеев, Я.И.Фоминых, А.X,холматов, В.в.Цупко-ситинкс

В. Г.Чумик, М.Б.Юлдашев - Исследования а-у- совпадений пр! 221

.распаде Яг.

а) Препринт ОИЯИ, Р6-94-173, Дубна 1994.

б) направлено в НЭВ.РАН.