Файл: Радиационные процессы в атомных ядрах..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.07.2024

Просмотров: 155

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

л у ч ш е, чем трехчленная формула Бора—Моттельсона,

и откло­

нения экспериментальных

отношений Gs от

прямой,

описывае­

мой формулой (5), меньше

погрешностей

эксперимента. Д л я

сравнения представлены

также

результаты

расчетов,

выполнен­

ных по формуле Эйджири [9] и двучленой формуле Бора—Мот­

тельсона. Как и следовало ожидать, формула

Эйджири

удовлет­

ворительно согласуется с экспериментом лишь

для ядер с G 6 <

1,6, а

формула Бора—Моттельсона — при G 6 >

2,5.

 

По

результатам, приведенным на рисунке,

можно

проверить

экспериментальные значения энергий. Благодаря хорошему сов­

падению

расчетов по формуле (1) в большинстве случаев

можно

выявить

ядра, в которых энергии уровней

 

определены

неточно,

так как

даже небольшая ошибка в экспериментальной

энергии

какого-либо уровня приводит к значительному

изменению

 

вели­

чины Gs

(см. рис.

1). Таким

 

образом,

в ядрах, для которых ве­

личина

Gs

отклоняется

от

прямой

на

рис.

 

1 на

величину,

 

боль­

шую экспериментальной

ошибки,

необходимо

изменить

энергию

уровня

 

8 +

основной вращательной

полосы

так,

 

чтобы

зависи­

мость

Ga

от G 6

следовала

бы

формуле

(5).

Для

этого

мы

 

срав­

нивали

данные

 

об

энергиях

8 +

в

конкретном ядре

по всем

экс­

периментальным

работам,

и на

схеме

указывали

те

значения

энергий

уровня

8 +

основной

вращательной

полосы,

которые

обеспечивают

наилучшее

выполнение

соотношения

(5).

 

 

 

Лишь

для

ядер

S m 1 5 6

и

 

W 1

8 4

мы

не

смогли

уточнить

экспе­

риментальные

значения

энергий

уровней

6 +

и

8 +

 

основной

вра­

щательной

полосы,

так

как

величины

Ев+

 

и

Es+

 

определялись

только в работах, указанных в данной книге в ссылках на со ­ ответствующие схемы. Чтобы зависимость Gs от Ов для этих ядер соответствовала соотношению (5), что наблюдается для других ядер, приходится предположить, что в этих ядрах величина Е6+

и л и £ 8 + определена

не

точно.

В случае Sm 1 5 6

можно

с

уверен ­

ностью

утверждать, что

основная

ошибка

содержится

в

энергии

уровня

6^.,

так как

С?6

>

3,5,

в то

время

как

для

всех

других

ядер (?6 < 3 (рис. 1). Кроме того, рассматривая

зависимость от­

ношения

энергий

E6g/E2g

 

от

массового

числа

А

для

 

изотопов

данного элемента, можно заметить, что для большинства элемен­

тов в начале и середине

области

деформации

величина

Eeg/E2g

более или менее плавно увеличивается с ростом

А.

Предполагая,

что

значение энергии

уровня

8+g

в Sm 1 5 6

определено

правиль­

но,

для

соответствия

зависимости

G 8

от

Gs

соотношению

(5)

необходимо

принять энергию

уровня

6+g

равной

Ъ\5±Акэв.

 

 

В ядре

W 1 8 4 ,

по

нашему

мнению,

неправильно

 

определена

энергия

состояния

8+.

Во

всех

рассмотренных

ядрах F,

(см.

(4))

монотонно

убывает с

ростом

/,

в то

время как для

W 1

8 4 вели­

чина Fs имеет аномально большое значение. Поэтому, предпола-

8


гая, что величина F&+ правильна, для Е8+ принимаем значение

1230+10 кэв. Следовательно, можно получить

простой критерий

для

исключения неточных экспериментальных

энергий

в о з б у ж ­

денных

состояний с любым спином. Очевидно, что подобный

ана­

лиз

позволяет отбирать правильные значения энергий

и

для;

уровней

со

спином < 6, энергии

которых

используются

для

определения

параметров. Действительно, изменение энергии уров­

ня

2 + даже

на

0,1 кэв вызывает

отклонение

отношения

G8 от

теоретической прямой, выходящее за пределы

экспериментальной

ошибки. Отметим, что ни с одной

из других

эмпирических формул,

для расчета

ротационных энергий провести такого анализа

нельзя..

 

Аналогично

проанализированы

и уровни

более высоких

спи­

нов

основной

вращательной полосы, а

также

уровни ^-полосы.

Все

резкие

выбросы экспериментальных

отношений G, детально

исследованы для отбора

наиболее

правильных,

с нашей

точки

зрения,

экспериментальных

данных.

 

 

 

 

2. Электромагнитные

моменты.

Квадрупольный

момент ос ­

новного

состояния

Q 2 0 и параметр

деформации |320 н е

описыва­

ются ни одной феноменологической

моделью, но являются

пара­

метрами

моделей,

необходимыми для определения других

харак­

теристик

ядра. Поэтому

для всех ядер мы приводим эксперимен­

тальные

значения

Q 2 o и р2 0 .

 

 

 

 

 

 

В основных состояниях четно-четных

ядер все нуклоны спа­

рены, вследствие

чего спин

основных состояний

У0,

магнитный

момент [х и эффективный

квадрупольный

момент

Q всегда

равны

нулю. Однако у деформированных ядер внутренний квадруполь­ ный момент Q2 o , связанный с деформацией, не равен нулю.

Величину Q 2 o можно определить по

времени

жизни

первого

ротационного

уровня

с Г=

2 + или по вероятности кулоновского-

возбуждения:

~

/

81,6-16п- in 2

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q,0 = V 10,05-^(^2,0 -+2) барщ

 

 

(8)'

здесь

T,k — период полураспада уровня

2 + , измеряемый

в секун­

дах,

2^а / — суммарный

коэффициент конверсии, Е— энергия воз­

буждения уровня 2 + ,

кэв.

Далее в таблицах размерность Q 2 0 не

указывается,

так как считается, что Q2 0

измеряется в

е-барн.

Параметр

статической деформации ядра (3

в

предположении-

о сферическом распределении заряда в ядре

связан с

Q 2 0 соот­

ношением

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q * ° = y k Z e / ? ° P » 0 + ° . 1 6 P » ) .

 

<9 >

откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- - З Л 2 | - , / 1 + ^

- 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



г д е Ze — заряд

ядра,

R0

=

1,2 - А ь #> .

 

в ядре

Если предположим, что форма распределения заряда

•соответствует эллипсоиду

с

резким

краем,

то для внутреннего

.квадрупольного

момента

вытянутого ядра

получим

 

 

Q 2 0

= j ^ . R l p 2 o ( l + 0 , 3 6 P 2 0 ) ,

(11)

откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

p2„ = l , 3 8 ( | / 1 +

! f « ; f - l ) .

(.2,

Разница в величине (320 при расчете по формулам (10) и (12) не превышает 1%, поэтому при расчете р 2 0 использовалась формула (10). Для неаксиальных ядер (т¥=0) формула несколько услож ­ няется [10]:

 

 

Q20=

 

f!20

(cos т +

|

/

l 7 ?

, cos

2 7

) .

 

 

(13)

Как

показано в (9)

 

на

примере

Wls2,

значения

fl2 0 ,

опреде -

.ленные

из формул (10)

и (13),

различаются

примерно

на

3%,

поэтому для определения

параметра р 2 0 можно

пользоваться фор ­

мулой

(10).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Данные о внутренних квадрупольных моментах Q2 0 , получен­

ные из времен жизни и кулоновских

измерений

для

ядер

ред ­

коземельной

области,

приведены

в [11, 12], где показано,

что в

•четно-четных

ядрах

значения Q 2 0

п 0

временным и

кулоновским

данным совпадают в пределах экспериментальных

 

погрешностей.

Поэтому для ядер

с

1 5 0 < А < 1 9 0

мы

приводим

средневзвешен­

ные значения Q 2 0

по кулоновским

и

временным

измерениям из

[ И ] .

Новые

данные,

появившиеся

в

литературе

после

1966 г.,

нами

не

усредняются

 

и приводятся так, как они

 

даны

в экспе­

риментальных работах. Параметры

деформации р 2 0

рассчитаны из

этих значений Q 2 0 по формуле (9).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Экспериментальных

 

данных

о

квадрупольных

моментах

воз­

бужденных

состояний

 

четных

ядер

в настоящее

время

очень

мало,

и они относятся

 

лишь к первому

возбужденному

состоя­

нию 2 +

основной вращательной

полосы.

 

 

 

 

 

 

 

 

Д л я

некоторых ядер в экспериментах

по

кулоновскому

воз­

буждению измерены

вероятности

возбуждения

состояния 4 + ос­

новной

вращательной

полосы B(E4,0g-^4g),

 

которые

приводятся

в таблицах в единицах еъ-барнк

 

(для

некоторых

 

ядер

указаны

матричные э л е м е н т ы < 0 ^ II М[ЕА)

\\ 4g>B е д и н и ц а х е - б а р н 2 ) .

Поль­

зуясь

этими

величинами,

можно

определить

гексадекапольные

моменты в основном

состоянии

Q 4 0

с помощью

соотношения

 

 

 

 

 

B(E^0g^Ag)

 

= - ^ r Q l 0 .

 

 

 

 

 

 

(14)

ю


Используя величины Q 2 0 и Q-io. можно рассчитать значения

параметров

квадрупольной и гексадекапольной

деформаций ядра

в основном

состоянии. Эти параметры зависят

от распределения

заряда

в ядре. Например,

в случае

однородного

распределения

заряда

связь между QlQ,

Q 2 0

и р2 0 , Р4 0 определяется

следующими

соотношениями

[13]:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q 2

0 = ^ l

р2 0

( l +0,360 р а о +0,967 р1 0 + 0 , 3 2 8 - | | ) ,

(15)

 

 

ZeR0

О

I

А П О О О

I О 7 П с

^20

 

 

 

 

 

Qu=y=-

Ц

1 +0,983 р 2 0 +

0 , 7 2 5 ^ + 0 , 4 1 1 р 4

0 ) .

(16)

В таблицы включены

также

величины р0 0 ,

которые

даны

в не­

которых

работах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выше уж е отмечалось,

что магнитный дипольный

 

момент ос­

новных

состояний четно-четных ядер равен нулю.

Однако

маг­

нитный

момент

появляется при вращении

ядра.

В

классической

физике,

отношение

магнитного момента ц. к механическому

/

 

 

 

 

 

 

_

р. (яд. магн.)

 

 

 

 

, 1 7 .

 

 

 

 

 

g

 

-_A_N

 

 

 

 

 

не зависит от скорости вращения. В простейшей ротационной модели величина g предполагается одинаковой для всех состоя­ ний основной вращательной полосы; ее обозначают gR . Величи­ ны gR для многих ядер, измеренные разными авторами, значи­ тельно различаются. В обзорах [10, 11, 14, 15] собраны экспе­ риментальные данные о гиромагнитных отношениях четно-чет­ ных ядер редкоземельной области. Мы приводим значения gK , вошедшие в эти обзоры и взятые из работ, появившихся в по­ следнее время.

В работе [10] приводятся уточненные

авторами

величины ги­

ромагнитных

отношений,

поскольку

сведения о

значениях

т

(среднее время

жизни

возбужденного

состояния) и р (коэффи­

циент

парамагнитного

усиления внешнего

магнитного поля

в

месте

расположения

ядра)

в последние

годы

стали полнее. В на­

стоящей работе, приводя значения, взятые

из [10], мы указываем

две ссылки: на оригинальную работу и

книгу

[10].

 

 

3.

Вероятности

электромагнитных

переходов .

Вероятности

электромагнитных переходов, определяющиеся свойствами как дан­ ного, так и другого состояний, или состояний, на которые возмо­ ж е н переход, являются наиболее важными характеристиками атом­

ных ядер. Поэтому в настоящей работе отношениям

приведенных

вероятностей Е2- и Е\-переходов,

которые служат

тестом для

проверки любой модели, отводится наибольшее место. Для неко­

торых ядер известны

отношения приведенных вероятностей £ 3 - ,

Ml- и М2 - переходов,

которые также приведены в таблицах.

11