ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.07.2024
Просмотров: 106
Скачиваний: 0
и Вальтером [21] было найдено, что изомер 1 1 5 п Ч п образуется при облучении индия тормозным излучением с £ ' макс=1070±50 кэв.
При повышении максимальной энергии тормозного излучения вклад, в изомерную активность дают и другие, лежащие выше уровни. Видѳнбек и Вальдман [108], рассмотрев теорию процесса,
пришли к выводу, что в толстых |
мишенях вклад этих |
активаци |
|
онных |
уровней должен приводить к изломам в ходе |
кривой |
|
a—f(E). |
Это было подтверждено |
ими экспериментально |
на груп |
пе ядер. Электроны ускорялись |
в генераторе Ван-де-Граафа с |
||
максимальной энергией 3,3 Мэв. |
Энергия метастабильного уров |
||
ня определялась по торможению электронов внутренней конвер
сии в |
алюминиевой фольге, что вызвало большие |
погрешности, |
|||||
особенно в случае каскадной разрядки метастабильного |
состо |
||||||
яния. Ими же найдено сечение фотоактивации 1 1 5 Іп на |
актива- |
||||||
ционном уровне 1070 кэв: |
|
|
|
|
|||
|
|
|
^amdE~7-lO-SiCM2- |
Мэв, |
|
|
|
|
|
|
u = gT0J^_ |
= |
2-\0~5эв; |
|
|
здесь |
g = |
2 ^ + 1 |
статистический |
множитель; |
|
|
|
1 |
|
|
|||||
|
|
Г т |
— парциальная ширина перехода с активацион- |
||||
|
|
|
ного уровня в изомерное состояние. |
|
|||
В |
(1961 г. Лукенс, Отвош и Вагнер [82] облучали |
потоком |
|||||
тормозного |
излучения (І-МО)-Ю1 3 |
у-кв/см2-сек |
с Емакс |
= 3 Мэв |
|||
все элементы, начиная с бора, кроме инертных газов. Детектором служил сцинтилляционный -у-спектрометр со 100-канальным ана
лизатором. Было |
идентифицировано 16 изомеров. В |
1963 г. груп |
||||||||||
па японских |
физиков также |
облучала все элементы |
|
тормозным |
||||||||
излучением |
с £М акс = 6 Мэв |
и получила те же результаты. |
До |
|||||||||
полнительно |
был обнаружен |
изомер 7 9 Вг |
с £'='208 |
кэв и Г,, = |
||||||||
4,8 сек. [75]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Наиболее полные данные по фотоактивации отдельных изо |
||||||||||||
меров |
ядер 77Se, т , 1 0 9 Ag, |
l u C d , 1 1 5 Іп тормозным излучением по |
||||||||||
лучены |
группой французских |
физиков [45]. Используя |
каскадный |
|||||||||
ускоритель электронов, они изучили активационные |
|
уровни |
ряда |
|||||||||
ядер и |
сечения образования |
метастабильного состояния на каж |
||||||||||
дом активационном уроше в пределах 0,2—2,0 Мэв. |
|
|
|
|||||||||
Бус |
и сотрудники [41], исследуя фотоактивацию |
изомеров |
ряда |
|||||||||
ядер, определили |
ширину |
активационных |
уровней. |
|
В |
частности, |
||||||
ими были найдены величины |
Г0 |
для активационных |
уровней |
|
||||||||
|
|
1 1 5 І п |
1070 |
кэв |
Г 0 |
= ( 0 , 2 8 ± 0 > 0 8 ) - 1 0 - 3 |
эв |
|
|
|
|
|
|
|
|
1460 |
кэв |
Г 0 = (1,8 ± 0 , 6 ).10~3 |
эв |
|
|
|
|
||
|
|
l u C d |
134° |
кэв |
Го = ( 1 , 7 - ± 1 , 1 |
) . 1 0 - 3 3 э в |
|
|
|
|
||
8
Из-за большой погрешности для "'Cd авторы с |
достоверно |
||||
стью указывают только границу величины |
Г 0 < 3 - 1 0 _ 3 |
эв. |
|
||
Первый успешный эксперимент по возбуждению |
изомерных |
||||
состояний стабильных |
ядер у - и з л У Ч О Н И е , м |
радиоактивных |
изото |
||
пов правел Харботтл в 1954 г. [72]. Иапользуя изотопы 6 0 Со |
актив |
||||
ностью ЮО-т-1800 кюри |
и 1 8 2 Та—1300 |
кюри, |
он получил ядерные |
||
изомеры 1 1 5 Іп и n i C d . На основе этих |
экспериментов |
выведены |
|||
соотношения между мощностью дозы и активностью изомера для применения в дозиметрии мощных у-полей 6 0 Со. При мощности до
зы 1000 річас, |
активность изомера составляла |
0,1—0,2 |
отсчета |
|||||||
в іминуту на 1 г вещества. Найденное Харботтлом |
сечение акти |
|||||||||
вации по отношению ко всему |
потоку |
у-лучей |
6 0 Со |
составило |
||||||
М О - 3 3 |
см\ |
Икеда и Ешихара с помощью изотопов 6 0 Со |
актив |
|||||||
ностью |
40-М0 000 кюри |
изучали |
образование изомеров |
и на. дру |
||||||
гих ядрах |
и |
получили |
сечения |
фото активации |
изомеров |
для |
||||
шести элементов [74]. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
1963 г. Вереш [107] нашел сечения |
фотоактивации |
изотопом |
||||||||
6 0 Со 424 кюри |
изомеров |
1 1 5 І п — 0 m = 8,3-lO-32 см2 |
и |
i n C d — а т — |
||||||
—1,4-10-32 см2, а также облучал изотопом 6 0 Со активностью 1310 /сю ры большое число ядер с целью обнаружить фотоактивацию их изо меров. Облучение образцов весом от 1 до 54 г производилось в свинцовом контейнере с дистанционным манипулятором за время, достаточное для насыщения активации, или, в случае больших вре мен жизни, обеспечивающее достаточную скорость счета. Вереш
также исследовал образование изомеров 1 1 3 Іп |
и 1 1 3 Cd. |
Впервые |
|||
активацию 1 1 3 »m In |
тцрмозным излучением с |
£ М а к с = 2 Мэв |
наблю- |
||
дал Понтекорво |
[94], образование изомера |
П 3 т 1 п идентифициро |
|||
валось на полулогарифмическом трафике по |
отклонению |
кривой |
|||
распада от прямой, соответствующей 7\/ з =4,5 |
час. изомера 1 1 5 Іп. |
||||
Найдено, что 7,^=96 мин. Вереш обнаружил |
изомер |
І І З І п |
после |
||
облучения естественной смеси изотопов индия Y-излучением 6 0 Со, |
|||||
снимая спектр облученной мишени сцинтнлляционным |
спектромет |
||||
ром с хорошим разрешением (7,8% для у-излучения I 3 7 Cs). |
|
||||
Наблюдать фотоактавацию 1 1 3 Cd затруднительно из-за боль шого периода полураспада. Кроме того, 1 1 3 : m Cd в 99% случаев пе реходит посредством ß-распада из изомерного в основное состо яние 1 1 3 Іп с максимальной энергией частиц 580 кэв. Поэтому из мерения проводились со счетчиками Гейгера—Мюллера в 2я-гео-
метрии. Для уменьшения фона применялась схема |
антисовпаде |
||
ний. Естественную |
смесь изотопов кадмия |
облучали |
у-излучением |
6 0 Со в свинцовом |
контейнере в течение 2 мес. Измерения в тече |
||
ние 111 мес. показали следующее: Тч =14 |
лет, а = 1,4-10—32 см2', |
||
Г т = 3 , 5 - 1 0 - 5 эв. |
|
|
|
С 1966 г. Пелекис и Абраме с сотрудниками изучают обра зование изомеров при облучении стабильных ядер на радиаци онном контуре реактора типа ИРТ-2000 АН ЛатвССР [1]. Радиа ционный контур представляет собой шар диаметром 15 см со
9
сквозным отверстием 5 см (в котором производится облучение образцов), соединенный трубопроводами с активной зоной реак
тора. |
По контуру |
циркулирует |
эвтектический сплав: 13% |
олова, |
|||||
25% |
индия, 62% галлия, |
дающий около 99% всей радиационной |
|||||||
мощности у-излучения от изотопа 1 І 6 Іп |
с Г, ( |
=54 мин. и спектром |
|||||||
энергии 2,09 Мэв |
(25%), |
11,487 Мэв |
(21%)", |
1,274 |
Мэв |
(75%), |
|||
1,085 |
Мэв (51%), |
0,406 |
Мэв |
(25%), |
0,137 |
Мэв |
(3%). |
Общий |
|
поток |
квантов в центре |
шара |
составлял 4-1012 у-кв/см2-сек. |
Вес |
|||||
мишеней — от 1 до 25 г. |
В нескольких случаях |
авторами |
даны |
||||||
сечения фотоактивации по отношению ко всему потоку у-квантов.
Резюмируя, можно отметить несколько моментов в исследо ваниях фотоактивации изомеров. На первом этапе фотоактива ция изучалась с помощью тормозного излучения электронов, по
лученных в |
различных ускорителях. Были найдены активацион- |
||
ные уровни, |
дающие основной вклад в фотоактивацию, измере |
||
ны периоды |
полураспада изомерных |
состояний |
и энергия у-излу |
чения, испускаемого при их разрядке. |
Периоды |
полураспада опре |
|
делены довольно точіно, так как отсутствовали помехи, связанные с различными радиоактивными примесями, образующимися в ядер ных реакциях с нейтронами или заряженными частицами. Энергии изомерных состояний находили методом торможения конверсион
ных электронов в различных |
фольгах и зачастую |
неверно. |
|
На втором этапе в связи |
с улучшением экспериментальной |
||
техники стало возможным |
определять сечения |
фотоактивации |
|
изомеров с учетом вклада |
каждого активационного уровня, бы |
||
ли уточнены периоды полураспада и энергии изомерных состоя ний. Для фотоактивации начали применять у-излучение радиоак тивных изотопов, причем сечение фотоактивации определялось по отношению ко всему потоку у-квантов, что резко снижало ценность
получаемой информации для изучения |
возбужденных состоя |
|||
ний ядер. |
|
|
|
|
§ 3 . М е т о д и к а измерения |
сечений н е у п р у г о г о |
р е з о н а н с н о г о |
||
р а с с е я н и я |
? - квантов |
ядрами |
^ |
|
Сечение фотоактивации определялось в работах |
[1, 411, 45, 72, |
|||
94, 107], но только |
для некоторых ядер [41, 45] сечения даны в |
|||
виде, позволяющем |
сравнить их с другими измерениями. В ос |
|||
тальных случаях сечения активации определены по отношению к
полному |
потоку у-квантов, |
испускаемых 6 0 Со или 1 І 6 Іп . Однако |
||
в активации |
изомеров принимает участие не весь |
поток, а та |
||
его часть |
в |
спектральном |
распределении у-квантов, |
энергия ко |
торой определяется энергией активацианного уровня. С измене
нием геометрии |
облучения может произойти деформация спект |
||
ра падающего |
излучения, вызванная камптоновским |
рассеяни |
|
ем у-линий 6 0 Со |
или 1 1 6 Іп. При этом |
число резонансных |
у-квантов |
в области энергии активационного |
уровня может измениться и |
||
соответственно |
изменится активация изомера, хотя, полный поток, |
||
10
у-квантов, испускаемых 6 0 Со, остается неизменным. Это означает, что сечения активации, приведенные в работах [1, 72, 94, 107], воспроизводятся только в той установке и той геометрии облуче ния, в которой они получены.
Для получения результатов, сравнимых между собой, необ ходимо определять сечение фотоактивации по отношению к удельному потоку, т. е. к той части общего потока f-квантов, которая непосредственно участвует в фотоактивации изомера. В
этой работе .удельным потоком мы называем |
число т-квантов с |
|
энергией в пределах от Е^ |
j - до Е^ -\—g- |
, проходящих че |
рез площадку в 1 см2 за 1 сек. в энергетическом |
интервале кЕ=\ эв. |
|
В резонансных процессах |
основной вклад |
в сечение вносит |
узкая область резонансного значения энергии, определяемая ши риной исследуемого перехода в соответствии с формулой Брейта — Вигнера. В результате теплового движения ядер эта область энергий испытывает допплеровское уширение
Под сечением фотоактивации здесь подразумевается величина
om=\o{E)dEÏf. |
(1.4) |
Удельный поток ^-квантов Фе для разных энергий вычисляется по формуле
где Ф0 — начальный поток 7-квантов, испускаемых 6 0 Со;
-jjjp дифференциальное эффективное сечение комптоновского
|
рассеяния фотонов с первичной энергией |
Лѵ в |
интервале |
||||||||
|
от Аѵ' до кч' + dfa'\ |
|
|
|
|
|
|
|
|||
п — число |
ядер в 1 см3; |
|
|
|
|
|
|
|
|||
d—эффективная |
толщина |
|
рассеивателя. |
|
|
|
|
||||
Дифференциальное |
сечение |
|
определяется, |
как |
|
||||||
dz |
итд тс2 |
hY |
Лѵ |
/ |
|
me2 |
тле2 \ / тс1 |
' тс2 |
|
||
dhv' |
(Av): |
Av 1 |
Av' |
" \ |
|
Av' |
Лѵ } т \ hi' |
|
Av |
|
|
здесь ra |
— - ~ |
= 2,81785- 10~13см |
— классический |
радиус |
элек |
||||||
|
трона; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тсг |
= 0,511 Мэв — энергия |
покоя |
электрона; |
|
|
|
|
||||
|
Аѵ и Лѵ' — энергии |
первичного и рассеянного |
квантов |
||||||||
|
|
|
соответственно. |
|
|
|
|
|
|||
Поскольку источник |
у и з л У ч |
е |
н и я представляет |
собой |
сложную |
||||||
объемную структуру, значения |
Фо и d рассчитываются с |
больши |
|||||||||
ми попрешностями (более 60%). Поэтому мы решили |
определять |
||||||||||
