Файл: Каипов Д.К. Ядерный гамма-резонанс и атомные столкновения.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 26.07.2024

Просмотров: 85

Скачиваний: 0

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

Фон исследовался в то время, когда источник находился на облучении в зоне реактора. Величины непосредствен­ ных измерений счета приведены в таблице 8.

Таблица 8

Ядерное резонансное рассеяние с ванадиевым металлическим источником

Серия

Операция

 

(•^Сг^п.п

NTi

 

1

Номера ка­

 

 

 

 

 

 

налов

2 6 - 4 6

3 5 - 5 1

26—46

3 5 - 5 1

2 6 - 4 6

 

Суммарный

 

 

 

 

 

 

счет

10473

308557

3978

339054

2614

2

Номера ка­

 

 

 

 

 

 

налов

2 5 - 4 5

3 5 - 5 1

2 5 - 4 5

3 5 - 5 1

2 5 - 4 5

 

Суммарный

 

 

 

 

 

 

счет

10284

297223

4108

339160

2647

В результате пятикратного повторения описанного цик­

ла была получена величина 2Vpe3/iV"n.n =

(0,586±0,005)-

•Ю-2 ,

что при

значении й =

3,34• 1(Г2 5

и N*s

/N* =

 

 

 

 

 

 

п

= 0,8096 соответствует сечению ядерного у-резонансного

рассеяния

б о к с п ,

равному (1,1 ± 0 , 3 ) - Ю - 2 7 см2.

Сравнение

этой

величи­

ны с результатами

расчетов

зависимости

сечения

Я Р Р

от параметра

торможения

(рис. 40) дает

значение

L с 1.2

учетом

ошибки

 

времени

жизни первого уровня, рав­

ное (3,0±0,8)

А .

 

 

 

Исследование

ядерного

у-резонансного рассеяния

на 1780 кэв уровне 2 8 S i [125]

 

 

 

4

5 LA

Параметр

торможения

/

2

з

для металлов

можно полу-

Р и с -

4 0 3 а в и с и

м о с т ь с е Ч ениЯ

ЯРР

ЧИТЬ либо прямым

измере-

1460 гсэв у-квантов на 5 2 Сг

от L

НИЄМ сечения ЯРР,

как ЭТО

Д л я

конденсированного источника

было сделано для 6 0 Со и 5 2 V , либо относительными измере­

ниями выходов у-резонансного рассеяния

для

металличе-


б

Рис. 42. а — нример одной серии измерений рассеянного излучения с металлическим алюминиевым источником; б — величины прямых пучков. 1 — резонансное рассеяние на SiC-рассеивателе; 2 — рассея­ ние на нерезонансном А1-рассеивателе. Пунктирной линией обозна­ чено абсолютное значение резонансного выхода SiC—А1.

ских и жидких источников. Второй способ, если жидкие источники имеют достаточную активность, более надежен. В этом случае аїри теоретических сравнительных расчетах нет необходимости определять коэффициент К, характетеризующий геометрию эксперимента, и измерять отноше-

По экспериментальным данным (см. главу 4) был по­ строен график зависимости параметров торможения ядер отдачи от их атомного веса в водной среде (рис. 41). Ис­ пользуя эту кривую, теоретическую зависимость а от L для широкой области изменения L, а также отношение экспериментальных выходов Я Р Р для жидких и металли­ ческих источников, можно с достаточной точностью опре­

делить L M e T • Именно

таким

образом обрабатывались

экспериментальные

данные

при исследовании ядерного

•у-резонансного рассеяния с металлическим 28 А1-источни- ком.

Схема проведения эксперимента и результаты измере­ ния выхода ЯРР с жидким источником 2 8 А1 подробно опи­ саны в главе 4.

При исследованиях с металлическим источником ни рассеиватели, ни порядок эксперимента не менялись. Ак­ тивность источника в этом случае была равна 5 кюри.

Пример одной серии измерений представлен на рисун­ ке 42. Численные результаты двух серий приведены в таб­ лице 9.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 9

 

Результаты измерений рассеянного излучения на 2 8 S i

 

 

с металлическим источником 2 8 A I

 

Серия

Операция

 

(*Si)n.„

 

(^Al)n . nl

Фон

1

Номера

ка­

3 3 - 4 1

3 9 - 4 9

3 3 - 4 1

3 9 - 4 9

3 3 - 4 1

 

налов

 

 

 

 

 

0,01924

 

Суммарный

6277

162966

3121

161756

459

 

счет

 

 

 

 

 

 

2

Номера

ка­

3 3 - 4 1

3 9 - 4 9

3 3 - 4 1

3 9 - 4 9

3 3 - 4 1

 

налов

 

 

 

 

 

0,01937

 

Суммарный

6011

167773

2704

163565

450

 

счет

 

 

 

 

 

 

Полученное

отношение выходов для твердого и жидко­

го источников

Рт(Ер)1Ржр)

= 0,68±0,053 соответствует


значению L = (4,4 ±0,4) А для кубической гранецентрированной решетки алюминия с межъядерным расстоянием

2,863 А .

Резонансное рассеяние 1,594 Мэв у-квантов на ядрах 1 4 0 Се

Параметр торможения для металлического лантана, имеющего гексагональную структуру с межъядерным

о

расстоянием Д м / Я =3,73 А, мы определяли двумя мето­ дами. Первый заключался в измерении абсолютного сече­ ния ядерного ^-резонансного рассеяния с учетом всех геометрических факторов, а второй — в относительном из­ мерении выходов ЯРР для твердого и жидкого источников.

30

10

50

30

"0

50

У;

канала

 

V;

капо па

 

Рис. 43. Спектры рассеянных излучений для металлического (а) и жидкого (б) лантановых источников: 1 — с резонансным Се-рассеи- вателем; 2 — с нерезонансным Cd-рассеивателем; 3 — разность

счете Се—Cd.

Методика проведения эксперимента с изотопом 1 4 0 La уже описывалась в разделе исследований с жидкими источни­ ками. На рисунке 43 представлены спектры рассеянных

излучений для металлического с и жидкого б источников. Данные двух серий измерений для металлического ланта­ на приведены в таблице 10.

Серия 1

2

 

 

 

 

 

Таблица 10

Результаты измерений ЯРР на и о С е

с металлическим

 

 

 

 

источником I 4 0 L a

 

 

 

 

Операция

й;

fe;

 

•а

е

 

fe;

 

fe;

 

 

 

 

 

в

 

Б-

 

 

 

 

о

 

 

 

 

о

«3

1

CD

»

4

 

о

с

щ

 

Номера

3 2 - 4 2 3 2 - 4 2 3 6 , 5 - 4 4 , 5

ЙГ

 

 

 

 

 

 

 

каналов

6505

4491

66026

2014

 

 

 

Суммарный

0,0305

 

 

счет

 

 

 

 

 

0,362

Номера

3 2 - 4 2 3 2 - 4 2

3 7 - 4 5

 

 

 

 

 

 

каналов

 

4657

64612

1970

0,0278

 

 

Суммарный

662Т

 

 

счет

 

 

 

 

 

 

 

Из обработки пяти таких серий получено значение се­

чения

ЯРР

стоксп

= (1,4-Ю"2 6 ±

0,3)-Ю-2 6 см2

при

NpeJN*

.„

ср

=0,030 ±0,001 и i f =1,289. Сравнение вели­

чины з Я К 0 П с

о т е о р (рис.44) дает значение параметра тормо-

 

 

 

о

 

 

 

жения L = (7,0 ±1,4) А . Из относительно измеренных выхо­

дов PTI(EV)IPX(EP)

=

1,065±0,042

эта величина

равна

(7,5±0,3) А [125].

Таким образом, обе величины хорошо согласуются, что еще раз подтверждает правильность выбранной нами мо­ дели учета торможения медленных ядер отдачи в конден­ сированных средах.

Определение параметра торможения для металлического Rb [126]

Металлический рубидий представляет большой инте­ рес в связи с изучением торможения атомов в кристалли­ ческих решетках с большими межъядерными расстояния­ ми. Кубическая объемноцентрированная решетка Rb

о

характеризуется величиной R, равной 4,959 А , что значи-

7 - 1

97


тельно больше среднего расстояния молекул в воде

( - 2 , 9 А ) .

Схема распада 8 8 Rb-^-8 S Sr приводилась на рисунке 24. Энергии ядер отдачи, для которых наблюдается резонанс, заключены в пределах 41,4—102 эв. Как всякий ще­ лочноземельный элемент, Rb сильно окисляется, поэтому при изготовлении источника металлический рубидий гер­ метично запаивался в пенал, заполненный керосином.

Для получения достаточной активности время облуче­

ния

выбиралось

равным

55'.

Время счета

рассеян­

ных

Y " K B a H T 0 B составляло

22 мин. Облучение повторя­ лось как для резонансного (ЭгОг), так и нерезонансно-

 

гб

so

іч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л/1 Попала

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 44. Пример одной серии из­

Рис. 45. Зависимость Р(Е„) от па­

мерений рассеянного

излучения

раметра торможения для

значе­

с металлическим

(Rb)

источни­

ний

Ті =

1,55-Ю- 1 3

сек

и

Тг =

ком:

1 — с

резонансным

S r 0 2 -

= 3,5 — 1,5 - Ю - 1 3 сек. Точки

соот­

рассеивателем; 2

с нерезонанс­

ветствуют

экспериментальным

ным

МоОз-рассеивателем;

3 —

значениям Ррсэ для жидкого и

 

 

фон.

 

 

металлического

источников.

го (Мо03 ) рассеивателей, имеющих

размер 2 5 X 2 5 X 4

см.

Как обычно, параллельно измерялись прямой пучок и фон. На рисунке 44 представлен пример одной серии изме­ рений с источником активностью примерно 8 кюри.


Измеренное среднее сечение ЯРР

оказалось

равным

7 Э К 0 П = (3,21 ± 0,16)-Ю-2 6 CM*(N*BJN*4T

= 0,0737,

N^JN^

= 0,303 ± 0,015,іГ= 1,438). Этому значению сечения соот­ ветствует Р ( В Р ) = 1,323 • 10" 3 и 1 э ф ф = ( 1 3 , 4 ± 2 , 6 ) А (рис. 45).

Значение параметра торможения определялось также из относительных измерений выходов резонансного рас­ сеяния с твердым и жидким источником. Примеры счета для этого случая приведены в таблице 11 .

Таблица 11

Результаты измерений ядерного у-резонансного рассеяния для 8 8 R b _ 8 8 S r

Источник

Операция

Метал­ Номера личе­ каналов ский Суммарный

счет

Жид­ Номера кий каналов

Суммарный

счет

 

с

 

в

 

в

 

в

и

и

о

о

а

W

со

Я

fe;

&

 

 

2 6 - 3 0

2 6 - 3 2

2 6 - 3 0

2 7 - 3 3

2693

4077

1453

4057

22—26 2 6 - 3 2

2 2 - 2 6

2 6 - 3 2

2033

 

 

 

Фон

2 6 - 3 0

996

22—26

1012

в

в

о.

te;

0,3032

0,1591

Сравнение счета резонансных у-квантов дает значение Ртв(Вп)/Рж(-Бр) =1,906±0,182 и величину параметра тор-

о

можения в металле Ь а ф ф =(13,0 ±1,2) А . Большая ошибка при определении ( Ь М е т ) п Ф Ф обусловлена ошибкой в изме­ рении времени жизни 2,734 Мэв уровня 8 8 S r [96].

Резонансное рассеяние 1293,4 и 1370 кэв у-квантов на ядрах l l 6 S n и 24Mg

Во всех описанных выше исследованиях ядерного у-ре- зонансного рассеяния для регистрации рассеянного у-из- лучения применялся сцинтилляционный спектрометр е кристаллом NaJ(Tl) размером 100ХЮ0 мм.

Однако, как уже указывалось в главе 3, при изучении изотопов, в у-спектре которых имеются интенсивные ли-