Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА I. ИСПУСКАНИЕ ПРОТОНОВ ЯДРАМИ 9
1.1. Радиоактивные ядра 9
1.2. Составное ядро 13
1.3. Протонный распад отдельных состояний 17
1.4. Средние значения протонных ширин. Силовая функция 27
1.5. Исследования Р-четных и Р-нечетных корреляций в реакциях с медленными нейтронами 31
1.6. Заключение 36
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ 38
2.1. Введение 38
2.2. Нейтронный спектрометр по времени пролета 38
2.3. Спектрометрия заряженных частиц. Выбор типа спектрометра 41
2.3.1. Полупроводниковый Ь -детектор 41
2.3.2. Ионизационная камера с сеткой 42
2.3.2а. Выбор условий работы ионизационной камеры 43
2.4. Установка для измерения Р-четных и Р-нечетных корреляций 46
2.4.1. Пропорциональная камера (ПК) • 48
2.4.1а. Конструкция 4 8
2.4.16. Газовая смесь 49
2.5. Заключение
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ 52
3.1. Выбор ядер 52
3.2. Исследование реакции Na(n,p) Ne 54
3.2а. Обсуждение результатов 57
3.3. Исследования реакций
3.3.1. Исследования реакций при энергии нейтронов
3.3.1а. Обсуждение результатов 63
3.3.2. Исследования реакций (п,р) и (п,оО на
4% При энергии нейтронов
3.3.2а. Обсуждение результатов
3.4. Исследование реакции
3.4.1. Обсуждение результатов 73
3.5. Исследование не сохранения пространственной четности и лево-правой асимметрии в реакции
3.5.1. Обсуждение результатов 73
3.6. Заключение 81
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 8
ЛИТЕРАТУРА
Введение к работе
Изучение нейтронных резонансов ядер, легчащих в долине бета-стабильности, дало много информации о структуре возбужденных состояний ядер и о механизме ядерных реакций . Достаточно вспомнить ту важнейшую роль, которую сыграли экспериментальные данные о нейтронной, альфа и радиационной силовых функциях для проверки разных теоретических ядерных моделей 3-4 и ту ценную информацию о механизме реаіщии, которая получена при изучении разных корреляций во взаимодействии резонансных нейтронов с ядрами . Разумно ожидать, что изучение нейтронных резонансов ядер, лежащих вне области стабильности, даст новый материал для понимания этих явлений, выявления их особенностей.
В последнее время стали появляться работы, где изучаются нейтронные резонансы на радиоактивных ядрах-мишенях. Эти исследования открывают целый ряд новых возможностей (см. обзор ):
1. Возможность изучения класса нечетно-нечетных изотопов, количество которых крайне мало среди стабильных изотопов.
2. Получение большего количества резонансных данных для удаленных от долины стабильности ядер.
3. Изучение изомеров, т.е. получение данных для ядер в разных спиновых состояниях.
4. Изучение неупругого рассеяния второго рода (ускорение нейтронов).
5. Расширение области наблюдения ( п, р ) и ( п , ) реакций.
6. Получение данных, важных для атомных реакторов: а) поведения продуктов деления в нейтронных полях (длительность кампании; топливный цикл; анализ выгорания); б) характеристик конструкционных материалов (накопление газов и вторичных радиоактивных веществ)•
Обычно для изучения нейтронных резонансов радиоактивных ядер используют метод пропускания . В этом случае возникают некоторые трудности :
а) накопления достаточного для измерения количества изотопов;
б) идентификации резонансов по изотопам и определения изотопного состава образцов;
в) манипулирования с большими активностями.
Такие же трудности остаются при измерении реакций ( n,#) и (п,п). В первом случае надо еще добавить трудности, которые возникают из-за большого фона самого образца.
При изучении нейтронных резонансов радиоактивных нейтроно-дефицитных ядер в ряде случаев более перспективным является метод измерения испускания заряженных частиц. В этом случае можно более просто избавиться от фона, легче изотопная идентификация резонансов, потому что при малых энергиях нейтронов реакция с эмиссией заряженных частиц обычно происходит только на одном изотопе, кроме того эффективность регистрации заряженных частиц, вылетающих из тонких мишеней, близка к 50$.
До нашей работы протонные ширины нейтронных резонансов были известны всего на нескольких стабильных ядрах е, N, Сі Л Это объясняется тем, что для стабильных ядер, как правило, энергии связи нейтронов и протонов близки ( В Вр)і поэтому энергия протонов в реакции ( n , р ) на медленных нейтронах мала, малы и сечения. Поскольку для радиоактивных нейтронодефицитных ядер энергия связи нейтрона много больше, чем для протона ( ВР ВП), довольно резко увеличивается вероятность испускания протона.
Отметим, что изучение реакции ( п, р) интересно не только с точки зрения "нейтронной физики", но и потому, что это самый "чистый" ядерный механизм, который можно использовать для изучения формирования и распада составного ядра. Здесь не проявляются такие конкурирующие эффекты, как процесс упругого рассеяния в реакциях ( h,n ) или ( Р, Р ), или прямые процессы, когда имеются быстрые нейтроны. Правильный учёт таких эффектов часто представляется затруднительным 0/.
Изучение реакции ( n, р ) представляет ещё практический интерес. Дело в том, что при реакции ( n, р ) происходит накопление водорода в материалах атомных реакторов. Например, в реакторах на быстрых нейтронах используют жидкий натрии для охлаждения 10 . Если энергия нейтрона достаточно велика может произойти реакция Na( n, 2n) Na. Нами было обнаружено /, что сечение реакции Na( п , р ) имеет один резонанс при Еп= 150 эВ, который определяет очень большое сечение этой реакции. Так что цикл 23N (n,2n)22N ( n, р) может быть важным с точки зрения накопления водорода в реакторах на быстрых нейтронах.
Таким образом, перед нами стояла задача использовать те преимущества, которые появляются при детектировании заряженных частиц (точнее - протонов), испускаемых после захвата медленных нейтронов, для поиска и изучения параметров нейтронных резонансов радиоактивных нейтронодефицитных ядер. Эти исследования позволяют нам: а). Изучать резонансы нечётно-нечётных изотопов, количество которых крайне мало среди стабильных ядер (5 ядер), б). Использовать новую возможность экспериментального определения протонных силовых функций. в). Попытаться оценить накопление водорода в некоторых конструкционных материалах атомных реакторов за счёт реакции ( п, р). Кроме того, нам хотелось расширить изучение разных ядерных процессов (как, например, изучение Р-чётных и Р-нечётных корреляций) по новому каналу, то есть по каналу ( п, р).
