Исследование нуклидов с массовыми числами А=81, 85 и 86,

Исследование нуклидов с массовыми числами А=81, 85 и 86,
представляющих астрофизический интерес.
Г. К. Воробьёв, С. А.Елисеев,
Ю. Н. Новиков, А. В. Попов, Д. М. Селиверстов
Аннотация.
На установке IGISOL Университета Jyväskylä исследовался распад нуклидов 81Y,
85Nb, 85Zr, 86Mo и 86Nb, представляющих интерес для астрофизического rp-процесса.
Обнаружено новое изомерное состояние в 85Nb с T1/2 = 3.3 с. Наши данные не
подтверждают существования изомерного состояния 86Nb с T1/2 = 56 с, о котором
сообщалось ранее. Измеренные значения периодов полураспада основных и изомерных
состояний нуклидов на пути rp-процесса находятся в хорошем согласии с известными
величинами. Определённые в результате измерений коэффициенты внутренней
конверсии изомерного перехода с энергией 190.5 кэВ в 81mKr можно объяснить примесью
Е3 и М4-мультипольностей. Измеренные значения вероятностей ветвей внутреннего
распада (внутренней конверсии и гамма-перехода) позволяют определить вероятность
захвата электрона основным состоянием 81Br и скорость инверсного нейтринного
захвата. Полученное нами значение log ft нейтринного захвата ещё более усиливает
аргумент в пользу выбора нуклида 81Br в качестве детектора для регистрации солнечных
нейтрино.
© ПИЯФ, 2003
3/2+
37
Ar
35 d
e, Q = 813.5 keV
1/23/2
+
37
3/2
Cl
71
Kr
Ge
13.1 s
(7/2)
11.4 d
2.3.105 y
e, Q = 471.2 keV
e, Q = 229.4 keV
-
81m
1/2-
(7/2)
71
81
Ga
Br
Solar neutrino detectors considered nowadays
1/2-
190.5 keV
γ
(u(8B),e-)
log ft = 5.11 ± 0.18
(7/2)
36
81
35
stable
Br
13.1 s
γ/e- = ?
81
3/2-
e-
2.3.105 y
Kr
The scheme of the decay of the
isomeric state of 81mKr (13.1 s)
(1/2, 3/2)
3.3 s
69
9/2+
85
-
(1/2 )
20.9 s
Nb
250
292
T1/2 = 3.3 ± 0.8 s
200
Counts
150
292
100
50
50
7/2
+
0
50
85
7.9 min
2
4
6
8
10
Time, s
Zr
Skeleton scheme for decay of 85Nb
Time dependent areas for the 69 keV new transition
12
14
Исследование экзотических ядер
ПИЯФ РАН
Распад ядер в окрестности 100Sn
дважды магическое и самое тяжелое ядро с N=Z
Дважды магический остов (N=Z=50)- возможностъ теоретического анализа
для извлечения среднего поля и нуклон- нуклонного потенциала
Возбуждение резонанса Гамова-Теллера в бета распаде: доминирует один
переход (протон g9/2 →нейтрон g7/2 ), основная часть силы перехода
расположена по энергии ниже распадающегося состояния
Высоко-спиновые долгоживущие изомеры
Близость границы нуклонной устойчивости, запаздывающие протоны
Что сделано в 2003 г.:
Исследование уровней и возбуждения резонанса Гамова-Теллера в бета
распаде 101-106 Sn
Исследование распада изомера (спиновой ловушки) в 94Ag. Распад 94Pd,
94Rh ( переход Гамова-Теллера без изменения одно-частичного состояния нуклона)
Публикации 2003 г.:
100Sn-
“Isomerism in 96Ag and non-yrast levels in 96Pd and 96Rh”
L.Batist, F.Moroz et al., Nucl. Phys., A720, 245-273 (2003)
“Gamow-Teller strength distribution near 100Sn: The beta decay of 102In”
M.Gierlik, L.Batist et al., Nucl. Phys., A724, 313-332 (2003)
Исследование экзотических ядер
ПИЯФ РАН
Распад ядер в окрестности 100Sn
Эксперименталъная техника:
Изотоп-сепаратор “в линию” c ускорителем тяжелых ионов
Пучок тяжелых
ионов
Мишень
Масс-сепаратор
Ионный
источник
Ge детекторы:
Массив детекторов
“Euroball-Cluster”
γ спектрометр полного
поглощения (TAS)
ΔE∙E телескоп
для регистрации
запаздывающих
частиц
Исследование экзотических ядер
ПИЯФ РАН
Распад ядер в окрестности 100Sn
Изучение силовой функции Гамова-Телера в окрестности 100Sn
Распределение интенсивости бета распада
(пример 100In)
теория
80
106 107 108
52
Te
Sb
Sn
40
49
2
4
6
8
47
46
BGT
Sb
Sb
Sn
Sn
Sn
Sn
Sn
Sn
99
100 101 102 103 104 105
97
98
99
100 101 102 103 104
In
In
In
In
In
In
In
Cd Cd Cd Cd Cd Cd Cd Cd
10
E (MeV)
Sb
98
In
48
0
Sb
100 101 102 103 104 105 106
50
0
Te
103 104 105 106 107
51
60
20
Te
94
95
96
97
98
99
100 101 102 103
93
94
95
96
97
98
99
Ag Ag Ag Ag Ag Ag Ag Ag Ag Ag
92
Pd
Z
N 46
Pd
47
Pd
48
Pd
49
Pd
50
Pd
51
Pd
52
Pd
53
100 101 102
Pd
Pd
Pd
54
55
56
Опубликовано или подготавливается к печати
m1
m2
1
Ag
94
96
98
In
100 102 104 106 108
A
Shell model + RPA
Sn
Измерения продолжаются
Cистематика полной силы распада
Гамова-Теллера изотопов In, Ag и Sn
Исследование экзотических ядер
ПИЯФ РАН
Распад ядер в окрестности 100Sn
E (MeV)
Возбуждение и распад изомеров 94Ag
20+
18+
19++
21
17
(21+) 0.52 s
20
+
Ep
15
7+ 0.56
s
0+
E
g9/2
Расчет
(остов Z=38,N=40)
p
94Ag
10
n
Z=N=47
25
E= E +Ep+Sp
20
Sp
93Rh
0
Counts
5
0+
94Pd
15
10
5
0
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20
E (MeV)
Интенсивностъ излучепия запаздывающих протонов
из возбужденных состояний 94Pd после бета распада
изомеров 94Ag
Сотрудничество с ОИЯИ.
1. Проект DRIBs 2003 г.
Получение ускоренных ионных пучков нейтроноизбыточных
легких ядер 6He, 8He, 11Li.
1.1. Созданы высокотемпературные ловушки - термолизаторы для получения легких ядер.
Быстродействие ловушек существенно меньше
100 mсек. Интенсивность выделенного пучка 6He - 106 1/сек.
1.2. Получение ионных пучков радиоактивных ядер, образующихся при фото-делении 238U - 132Sn
и др. (микротрон МТ-25). Разработана , изготовлена и прошла предварительные испытания
высокотемпературная урановая мишень. Измеренный выход 132Sn равен 109 1/сек.
2. Проект MASHA 2004 .
Mass-Analyzer for Super Heavy Atoms.
2.1. Разработка технологии изготовления тонких урановых мишеней для получения изотопов с
Z=112.
2.2. Разработка и изготовление мишеней для получения мониторных пучков легких химических
аналогов Hd, Pb, Bi.