Файл: Гуртовой М.Е. Вопросы физики быстрых нейтронов. Спектрометрия быстрых нейтронов по времени пролета.pdf

спектр

нейтронов,

рассеянных на

цирконии, показан

на р и о .4 2 .

И з-за

недостаточно

хорошего

энергетического

разрешения

опектромегра

(9 9 0

к э в ) не

удалось

отделить

пики,

со о твет­

ствующие

оильным возбуждениям

нижайших оостояний

2+ и 3 “

от других

состояний.

Наблюда еш й пик 2 ,3

±

0 ,1

№ в

со о тветству ет

суммарному

эффекту при

возбуждении

нескольких

уровней

изотопов

2 ^ . 9 0 ,9 1 ,9 2 ,9 ^

Анализируя

изотопный со став

раооеивателя, а

также

интенсивность

возбуждения

отдельных

уровней

в

ако -

периыеитах

других

авторов

по рассеянию

заряженных

частиц,

Кларк и Кросс

пришли

к выводу , что основной вклад в

наблю -

даемый

пик

дают

состояния

? + , 3 ~

и

Вычисления

, основан­

ные

на

этом

предположении

, дают

правильный

ход »

величину

наблюдаемого

суммарного сечения

( р и с.4 3 ) .

Значение

для

этих

вычислений

взяты

из

работы (Г р б б )

по

рассеянию про­

тонов.

Для

никеля

также

наблюдается

пик,

соответствующий

энер­

гии

возбуждения

1 ,4

Мэв . Как и в случае циркония ,

он

обу -

словлен

возбуждением

нижних

состояний

в

области 1 ,1 7 - 1 ,45Мзв

во

в с е х

четных

изотопах никеля

. Орновной

вклад

должны давать

состояния

2 *

в

М і5&’60

. Среднее

значение

= 0 ,2 2 ^ 0 ,0 3

и хорошо

со гл асу ется

со значениями , полученными другими ме­

тодами .

В таблице

3

приведено сравнение

этих

величин.

, При анализе

возможных причин

расхождения

нужно иметь

в виду

не

только

точность

измерения . В е л и ч и н а -^

помимо

V

и

R

(

величина сечения пропорциональна ^ | V 2 R2)

за ­

висит так-ке

и от параметров

оптического потенциала . Например,

для нейтронов-с энергией Т4

Мэ^

изменение величиях потенциала

поверхностного поглощения Ws

от

- 1 0 ,7

Мэв до - 9 ,7 ^ в

прак­

тически

не

нарушает

подгонку

к

упругому

рассеянию , но

вели­

чину

изменяет

от 0 ,2 2 1

до

0 ,2 0 6 , Неопределенность

в вы-

dope

параметров

особенно

существенна

для

р

г

,

получаемых

при

анализе неупругого

рассеяния

а -частиц

,

для

которых

как потенциалы

,

так

и

Эффективный

радиус

менее

известны .

Таблица

3 .

Сравнение

величин

для

N1

(К л 67).

Реакция : Энергия

(М эв):

:

Р г

:

ссылка

п .п '

14

0 ,2 2 ІО ,0 3

Клб7

п .п 1

14

0 ,1 9 4 0 ,0 2

Ст65

Р ’ Р'

П ,7

0 ,2 2 5

Бе64

а ,а '

2 8 ,5

0 ,1 9

Ку64

а , а '

43

0 ,1 8

Баб 2

а , а '

43

0 ,2 9

Брб5

е ,е '

183

0 ,1 0 3

0 .2 2

КрбІ

Кулон.

во збувд .

0,077±Ю Я

0 ,1 9 * 0 ,0 1

Ст62

0 ,0 7 9 і2 0 £

0 ,І 9 ±

0 ,0 4

ТобО

0 ,0 8 8 ± 2 0 £

0 ,2 0 t

0 ,0 4

АнбО

Дифференциальные

сечения

упругого

рассеяния

как

для

NL,

так

и для

Z r

хорошо

описываются

оптической

моделью

.

Ана­

лиз

показал,

что для

этих

ядер

с

магическим

числом

нукло

-

нов

С 28

протонов

у

никеля

и

50 нейтронов

у

циркония

)

на­

бор

параметров

такой

же

,

как

и лля

соседних

с

ними

ядер

,

т . е . аффект замкнутых

оболочек

не

проявляется

,

по

крайней

мере

в явном

виде,

при

рассеянии

нейтронов

с

энергией

-

105

-

Изучение

параметров

деформации на

ядрах

среднего

в е с '

при

рассеянии

нейтронов

Ій

Мэв

невозможно

проводить

без

улучшения

энергетического

разрешения

спектрометров.

Спектрометры,

работающие'

в

непреоывном

режиме, для этой

цели

практически

непригодны

.

Это связано с

тем , что

при

увеличении

пролетного

расстояния

квадратично

падает

вели­

чина

измеряемого

эффекта. Для приемлемого

соотношения

эффект-фон

,

необходимо

резко

понижать

уровень фона ,

что в

источника

и ведет

к непомерному

увеличению времени

измере­

ния.

Например,

в

работе

(Б о б5)

С энергетическое

разреше­

ние

7^0

к э в)

для

измерения

рассеяния

под

одним

углом потре­

бовалось

80

часо в .

Разработка

спектрометров

импульсного

типа с

длктель -

ностью

импульса

несколько

наносекунд

и высокой

интенсив­

ностью

в

импульсе

сопряжена

с большими экспериментальными

трудностями

(

с м .г л . І ) .

Поэтому

не удивительно ,

что

, о на­

стоящего

времени

известно

только

два

спектрометра

с

энер -

гетическим

разрешением

около

й50

кэв

(С тб 5 ,Л е7 2 ).

Спектрометр

(

С т65) 'построен

на

базе

импульсного

нейт­

ронного

генератора

. Путем

прерывания

пучка

и клистронной

группировки

после

ускорения

получена

длительность

импуль­

сов

около

2

нсек

(

ч асто та

повтеорения

й ,5

Ш’ц ). Нейтроны о

энергией

Ій Мэв получались при бомбардировке

тритиевой ми -

шени дейтронами

с энергией

ТйО кэв

. Высокая

интенсивность

в импульсе

позволила

использовать пролетную базу

около

8 ,6 метра

и тем

саш м

довести

энергетическое

разрешение

спектрометра

до

й50 кэв

при

энергии нейтронов Ій

Мэв.

При таком

разрешении

становится возможным изучение

возбуж­

дения

отдельных

уровней у

большего

количества

ядер.

В

работе

Стелеопа

и др.

(С т6 5 )

изучалось

возбуждение

коллективных

состояний

в ядрах 13

элементов:

BL,

Р5, S6, Sn,

Ed, Zn, Ni, Cf, S.P, 51, Al. Mg.

Геометрия

опыта показана на

рис.

4 4 . Для улучшения со ­

отношения эффект-фон использовалась

кольцевая

геометрия .

Рассеиватели

имели внутренний диаметр

1 7 ,8

см и поперечное

сечение

2 ,5

х

7 ,6

см ,

и представляли

собой

часть

коничес

-

кой

поверхности с

углом

раствора

равным

9 0 ° . Такая форма

рассеивателя

обусловлена стремлением

уменьшить

разность

пу­

тей

нейтронов

до детектора , рассеянных в

разных

частях

образца

. Пренебрежение

этим фактом может

заметно

ухудшить

полное

временное

разрешение

, так

как

нейтроны

с

энергией

Г4

Мэв

за I

нсек

пролетают

около

5 см.

Детектор

имел

защиту

из свинца,

железа

и парафина,сме­

нута

на

3 ,7

метра

,

так

как было

обнаружено ,

что это

суще

ственно

снижает

фон

. С

целью

ослабления

фона

от

нейтронов ,

рассеянных

от

пола

между

детектором

и мишенью

поставлена

бетонная

стен а .

В

качестве

рассеивателей

использовались

естественны е

смеси

изотопов

исследуемых

элементов

. Поэтому в

большинстве

случаев

извлекаемые

параметры

квадрупольной

деформации я в­

ляются

усредненными

по

квадрупольцым

возбуждениям

близких

по

энергиям уровней

всех

изотопов

с

учетом процентного

со -

держания

изотопов.

Пля

примера рассмотрим

результаты ,

полученные

при

рассеянии

нейтронов

на

ядрах

цинка. Временной

спектр

р а ссе ­

яния

на

угол

46°показан

на

рис.

4 5 ,

а дифференциальные

р а с ­

пределения

упругого

и неупругого

рассеяния

представлены

на

р и с.4 6 .

Наблюдается

два

пика

неупруго

рассеянных

нейтро­

нов

в

районе

0 ,9 * 0 ,1 5

Мэв

и 3 ,3 * 0 ,4

Мэв .

Из

других

работ

известны

следующие

коллективные

2 Ѵ состояния

в

основных