Пороги фотонейтронов 13 изотопов Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО Том 87 ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА 1У57 г.

ПОРОГИ ФОТОНЕЙТРОНОВ 13 изотопов

А. К. БЕРЗИН

(Представлено проф. д-р. физ.-мат. наук А. А. Воробьевым)

Измерение порогов фотонейтронов производилось двумя способами 1) методом „непосредственной регистрации" нейтронов, ранее нами описанным [1], с той только разницей, что вспышка, образующаяся в детекторе, регистрировалась не одним, а двумя фотоэлектронными умножителями, включенными по схеме совпадений, 2) методом „остаточной активности" [2].

Контроль за максимальной энергией тормозного ^-излучения осуществлялся с помощью схемы [3], обеспечивающей точность +10 Кэв* Импульс со схемы смещения, поступающий в секториальные расширительные обмотки, имел продолжительность 4 мксек. Схема смещения была собрана на тиратроне ТГИ-400/16.

Исследование проводилось при установившемся тепловом режиме электромагнита бетатрона. Энергетическая шкала калибровалась по пороговым энергиям изотопов: Ве^ (1,666 Мэв); 1^(7,15 Мэв) и СиЦ (10,73 Мэв).

В работе были измерены пороговые энергии (^,л)-реакции тринадцати изотопов. На рис. 1 и 2 показаны выходы нейтронов в функции от энергии тормозного ^-излучения для Ьа, Се, Рг, N(1, 5ш и Ва, полученные методом „непосредственной регистрации". Пунктирная кривая соответствует фону, увеличенному в 5 раз. Облучению подвергались порошки окислов указанных элементов, весом от 40 до 70 г, загруженные в тонкостенные алюминиевые ампулы.

Определение выходов, принадлежащих отдельным изотопам, производилось графическим методом. Оказалось, что все полученные данные, как и в ряде предыдущих работ [4, 5], можно с достаточной точностью описать соотношением: N = К{Етах — Е0)т- Пороговая энергия Е0 и постоянная (присущая данному изотопу) т подбирались графическим путем. Коэффициент К зависит от навески и дозы облучения, получаемой образцом. На рис. 3 в качестве примера показано графическое разделение выходов для изотопов Се140 и Се142. В том случае, когда изотоп—продукт реакции имел удобный для измерения период полураспада, то использовался также метод остаточной активности. Образцы, изготовленные из окислов, с небольшим добавлением парафина в виде таблеток, имели диаметр 15 мм и толщину 2 мм. Измерение наведенной активности производилось в свинцовом домике (толщина стенок 30 мм) с помощью торцевого счетчика МСТ-17 и пересчетного устройства ПС-64. Питание счетчика производилось от высоковольтного стабилизированного выпрямителя типа ВСЭ-2500.

28. И:;в. ТПИ, т. 87.

433

Рис. 1

График зависимости выхода нейтронов от энергии тормозного излучения для Се и 5т.

420&-

Рис. 2

График зависимости выхода нейтронов от энергии тормозного излучения для Ва, N(1 и Рг.

Б таблице 1 приведены результаты проведенных измерений. Общая ошибка измерений складывалась из суммы ошибок, вносимых схемой контроля и статистической неопределенностью полученных данных. Из таблицы следует, что ранее измеренные пороговые энергии относятся к изотопам, которые находятся в естественной смеси в малом числе и в большом процентном содержании, т. е. являются очень удобными для исследования.

Изотопы Ваи8, Ьа1зэ, Се140, Рг141, N<1.1-1:3 и Бт141, относящиеся к изотопам с „магическим" числом 82, обладают повышенной энергией связи нейтрона. Изотопы того же элемента, содержащие (82-(-2) нейтрона, имеют, наоборот, пониженную энергию связи нейтрона. Это обстоятельство говорит в пользу оболочечной модели строения ядра. Заниженные значения пороговых энергий для ядер с (82 + 2) нейтронов не позволили с достоверностью сказать, к какому из изотопов неодима Ыс1141 или относится измеренный порог величиной 6,69:^0,08 Мэв. Также осталось не ясным, к какому из изотопов бария может быть отнесена величина порога 6,69 + 0,08 Мэв, поскольку Ва137, имеющий (82—1) нейтрон, должен обладать, по-видимому, повышенной энергией.

Но

Рис. 3

Графическое разделение выходов для изотопов Се>4о и Се1*2.

Таблица î

№ Изотоп Порядковый номер Процентное j содержание | Величина i Пороги, измерен-измеренного | ные в других порога в Мае | работах

1 J*. » Ba1:î< [ 56 6,59 i 11,32 j 6,69 + 0,08 ; ! _

2 Bai;;s 56 j i 71,66 8,51 + 0,08 j 1

I 3 La1:UI 57 99,911 8,75 + 0,08 ( 8,8 0+0.2

4 1 ! CJJ0 58 î 1 88,48 ! ■ î j 9,01 + 0,08 ; 9,0"»^ 0,2

ö Cè14- 58 1 1 И , 07 j 7,17 + 0,08 7,15 ± 0,2

6 priu 59 100 ! ! 1 9,35+ 0,08 j 9,40+ ¡MO

7 Ndir,l> 60 5,60 7,43 + 0,08 j 7,40 + 0,1

8 î Nd141 60 23,87 8,27+0,08 —

9 NdH- 60 27,13 9,81 + 0,08 -

10 14:: Nd145 60 12,20 8,30 6., 69+ 0,08 t

11 Smlw 62 13,84 6,91 + 0,08

12 Smul 62 3,16 10,46 + 0,2 ...

13 1 Sm'47? i 62 15,07 7,3+0,3 —

ЛИТЕРАТУРА

1. Б е р з ii н А. К. Пороговые энергии (?,л)-реакции. Известии Томского политехнического института, т. 87, 1957.

2. Butement, Proc. Phys. Soc. 64, 395 (1951».

3. Б e p 3 и н A. К., Мещеряков P. П., Немков P. Г. Новая схема контроле макс.: мальной энергии ^Y-лучей. Известия Томского политехнического института, т. Ь7. !°57.

4. R. Sher, J. Halpern, A. Mann. Phys. Rev. 84, 387 (1951).

5. J. MeElhinnev, A. Mann. Phys. Rev. 75, 542 (1949).