Измерение среднего времени жизни возбужденных состояний ядра Ta методом запаздывающих совпадений. Шумейко А.П - 9 стр.

UptoLike

9
II. Экспериментальные методы определения вероятностей
радиационных переходов
Широкий диапазон времен жизни возбужденных состояний ядер требует
применения разнообразных экспериментальных методов [1]. Существующие
методы определения вероятностей радиационных переходов между связанными
состояниями ядер могут быть разделены на две группы: прямые методы
измерения жизни уровней и косвенные, основанные на измерении сечений
различных процессов , приводящих к возбуждению ядра. К первой группе
относятся:
a) непосредственное измерение падения интенсивности излучения со
временем (>1 сек);
b) измерения в пучке (10
-2
10
-10
сек);
c) временной анализатор со скользящим окном (10
-3
10
-6
сек);
d) метод осциллоскопа (10
-3
10
-8
сек);
e) метод длиннопробежных альфа частиц (10
-10
10
-12
сек);
f) методы , основанные на наблюдении распада возбужденных
состояний в ядрах отдачи (расстояния, проходимые ядрами отдачи до распада;
доплеровское смещение и уширение гамма-линий и конверсионных линий ;
угловое распределение ядер отдачи) (10
-12
10
-14
сек);
g) метод задержанных совпадений (10
-4
10
-11
сек).
Во вторую группу входят :
a) Метод резонансной флуоресценции гамма-лучей (резонансное
поглощение и рассеяние). Время жизни уровня определяется по радиационной
ширине, которую можно определить из результатов исследованиязависимости
сечения резонансного рассеяния от энергии (10
-7
10
-17
сек).
b) Метод возбуждения ядер кулоновским полем тяжелых частиц. Для
определения вероятностей радиационных переходов используется
соотношение, существующее между сечением кулоновского возбуждения и
приведенной вероятностью перехода ядра из основного состояния в
возбужденное (10
-8
10
-13
сек).
c) Метод возбуждения ядер кулоновским полем быстрых электронов
(10
-10
10
-14
сек).
На практике наиболее эффективными оказались методы : задержанных
совпадений , кулоновского возбуждения, резонансной флуоресценции и
методы , основанные на отдаче ядер .
Метод задержанных совпадений уступает в настоящее время названным
выше методам в величине нижнего предела измеряемых времен . В то же время
этот метод охватывает весьма широкий диапазон времен (10
-4
10
-11
сек) и
является более универсальным в том смысле, что ни положение уровня в схеме
возбужденных состояний ядра, ни мультипольность излучения не
накладывают ограничений на применимость метода. В данной задаче метод
задержанных совпадений используется для определения времени жизни
метастабильного состояния ядра
Ta
181
73
. Схема распада
TaHf
181
73
181
72
приведена
                                            9

   II. Э ксп ер и м ентальны е       м етоды          оп р еделени я        вер оятностей
         р ади ац и онны х п ер еходов
      Ш ирокий диап азон в рем ен ж изни в озбуж денны х состояний ядер требует
п рим ененияразнообразны х эксп ерим ентальны х м етодов [1]. Сущ еств ующ ие
м етоды оп ределенияв ероятностей радиационны х п ерех одов м еж ду св язанны м и
состояниям и ядер м огутбы тьразделены на дв егруп п ы : п рям ы ем етоды
изм еренияж изни уров ней и косв енны е, основ анны ена изм ерении сеч ений
различ ны х п роцессов , п рив одящ их кв озбуж дению ядра. К п ерв ой груп п е
относятся:
           a) неп осредств енное изм ерение п адения интенсив ности излуч ения со
в рем енем (>1 сек);
           b) изм еренияв п уч ке(10-2 – 10-10 сек);
           c) в рем енной анализатор со скользящ им окном (10-3 – 10-6 сек);
           d) м етод осциллоскоп а (10-3 – 10-8 сек);
           e) м етод длинноп робеж ны х альфа ч астиц (10-10 – 10-12 сек);
           f) м етоды , основ анны е на наблюдении расп ада в озбуж денны х
состояний в ядрах отдач и (расстояния, п рох одим ы еядрам и отдач и до расп ада;
доп леров ское см ещ ение и уш ирение гам м а-линий и конв ерсионны х линий ;
углов оерасп ределениеядер отдач и) (10-12 – 10-14 сек);
           g) м етод задерж анны х сов п адений (10-4 – 10-11 сек).
В о в торую груп п у в х одят:
            a) М етод резонансной флуоресценции гам м а-луч ей (резонансное
 п оглощ ениеи рассеяние). В рем я ж изни уров ня оп ределяется п о радиационной
 ш ирине, которую м ож но оп ределить изрезультатов исследов аниязав исим ости
 сеч ениярезонансного рассеянияотэнергии (10-7 – 10-17 сек).
            b) М етод в озбуж дения ядер кулонов ским п олем тяж елы х ч астиц. Д ля
 оп ределения в ероятностей             радиационны х        п ерех одов     исп ользуется
 соотнош ение, сущ еств ующ ее м еж ду сеч ением кулонов ского в озбуж дения и
 п рив еденной в ероятностью п ерех ода ядра из основ ного состояния в
 в озбуж денное(10-8 – 10-13 сек).
            c) М етод в озбуж дения ядер кулонов ским п олем бы стры х электронов
 (10 – 10-14 сек).
     -10

 Н а п рактике наиболее эффектив ны м и оказались м етоды : задерж анны х
 сов п адений, кулонов ского в озбуж дения, резонансной флуоресценции и
 м етоды , основ анны ена отдач еядер.
         М етод задерж анны х сов п адений уступ ает в настоящ ее в рем я назв анны м
 в ы ш ем етодам в в елич инениж него п редела изм еряем ы х в рем ен. В то ж ев рем я
 этот м етод ох в аты в ает в есьм а ш ирокий диап азон в рем ен (10-4 – 10-11 сек) и
 яв ляетсяболееунив ерсальны м в том см ы сле, ч то ни п олож ениеуров няв сх ем е
 в озбуж денны х состояний ядра, ни м ультип ольность                     излуч ения не
 наклады в ают огранич ений на п рим еним ость м етода. В данной задач е м етод
 задерж анны х сов п адений исп ользуется для оп ределения в рем ени ж изни
 м етастабильного состояния ядра 181     73Ta . Сх ем а расп ада 72 Hf → 73Ta п рив едена
                                                                 181     181