Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
(W+U-2)
(W+I./-1)
тоииый распад изомеров, происходящий, еслн энергия возбуждения изомера превышает (см. Изомерия ядерная); 3) протонный распад ядра из основного состояния, аналогичный альфа-распаду; 4) пересыщенные протонами ядра, чётные по Z, за счёт спаривания протонов могут оказаться нестабильными относительно испускания двух протонов одновременно.
1. Излучатели ЗП открыты в ОИЯИ (Дубна) при облучении Ni ускоренным пучком 20Ne (1962) и практически одновременно наблюдались для лёгких ядер (Монреаль). К 1991 открыто более 100 кзлучателей, самый лёгкий из к-рых eG (период полураспада Ti^ = 0,13 с), самый тяжёлый l83Hg (Гід = 8,8 с). Величина лежит в пределах от 8,9-Ю"*3 с (13O) до 70 с (84Rh). Она определяется периодом р~распада исходного ядра, т. к. распад протонно-нестабильных состояний промежуточ-
Рис. 2, Спектр запаздывающих протонов asAr (T1^ =0,17 с; Wp = 34%).
Рис. 3. Зависимость силовой функции P+-перехода для loaTe от ввергни протона (для перехода «^энергии возбужденна к
следует добавить / »1 МэВ).
пгётонн&я
ного ядра происходят 8а времена т ~ IO"1*—10 -1*с. Вероятность Wp испускания ЗП. достигает десятков % для лёгких элементов н уменьшается с ростом Z.
Исследование излучателей ЗП даёт информацию о свойствах ядер, удалённых qt долины стабильности: об энергиях, спинах, изоспинах возбуждённых состояний, о шкринах и плотностях уровней, о характеристиках p-распада с большой энергией, а также о дефектах масс. > Для излучателей с Z <; 25 возможно спектросиопич. изучение уровней промежуточного ядра. Напр., в протонном спектре 83Ar {рис. 2) (Tih = 0,174 с, Wv = 34%) иакб. интенсивный пик (<fv =
= 3,27 МэВ) обязан распаду возбуждённого состояния (Г — 3/2) ядра 83Cl — изобарного аналога 83Ar. Точное измерение вероятности перехода в аналоговое состояние позволяет определить его «чистоту» по изоспину. Это определено для 17Ne, 29S1 33Ar,
“Ti.
Для более тяжёлых ядер (Z > 25) спектр ЗП описывается соотношением
где / — статистич. фактор p-распада, Sf — силовая ф-ция (ср. квадрат матричного элемента перехода, отнесённый к единичному интервалу энергии возбуждения), Гр/Г — относит. протонная ширина.
Фактор / падает с ростом <fp, а Гр/Г растёт с в силу увеличения прозрачности ку-лоиовского барьера для протонов. Это приводит к «ко-локолообразиой* структуре спектра ЗП (рис. 1, слева).
Аиалнз спектров ЗП используют для определения St. Для этого экспернм. спектр сравнивают с расчётным в предположении Sp-const (рис. 3).
сивиостей этих квантов будет определяться отношением времён жизии вакансии тв и протоино-иестабильного состояния промежуточного ядра х = Й/Г. Рассчитав тв м зная вид реитг. спектра (в совпадениях с ЗП), находят т и, следовательно, полную ширину Г — ft/т. Диапазон измеренных т !=? IO-16—10~17 с.
Флуктуации интенсивности в спектре ЗП связаны с флуктуациями матричных элементов р-перехода и протонного распада. Для анализа этих флуктуаций развита статистич. модель, к-рая позволяет определить плотность уровней промежуточного ядра. Эта информация важна, т. к. относится к области удалённых
У?
166
определяется разностью масс исходного и конечного ядер. Т. к. существующие теории описания ядерных масс согласуются с экспериментом вблизи области стабильности и расходятся при удалении от иеё, то определение энергий распада удалённых ядер ценно для проверки эткх моделей .
Полные ширины Г протонно-нестабильных состояний находят по спектру квантов характеристического рентг. излучения в совпаденки с ЗП. При К-захвате электрона ядром в К-оболочке образуется вакансия. Энергия испускаемого рентг. кванта зависит от того, когда произошёл вылет п ротой а: до заполнения электронной вакансии или после. Отношение ннтеи-
100
о
100
5lNi+s2Mo-^150Yb (51 МэВ)
6sNl + siNi —"6Ba (48 МэВ)
‘NI + Fe —**- 'Xe (52 МэВ)
1<7Тт(Ч/2~) —*- |цЕг (О*)
fip“(1050*4) кэВ Т,/2 = (560±40)м..с
mCs (5/2+) wXclO*)
?Р“(956±4) кэВ Tj^g“(33±7) мкс
ltaJ(5/2+) —-14(04
€р-(В11±5) кэВ Т,/2 = (109 ± 17) мкс
Рис. 4. Энергетические спектры, содержащие б протонных линий, связанных с распадом из основного состояния. Для выделения протонных излучателей использовался сепаратор ядер отдачи на пучке ускорителя тяжёлых ионов (Дармштадт).
ядер и к диапазону энергий возбуждения 3—8 МэВ.
2. Протоино-активный изомер wmCo (пока единственный), полученный в реакции 64Fe(p, 2п), с периодом полураспада Tij = 247 мс испускает протон с р = => 1.59 МэВ [Wp — 1,5%). Время жизни относительно испускания протона тр = {Р\у )-1, где Pi — прозрачность барьера для протона с орбитальным мо-мевтом I, у — приведённая шприна. При р-распаде wmCo происходит изменение волновой ф-ции ядра, что приводит к уменьшению вероятности распада изомера, т. е. к увеличению времени его жизни.
3. Протонный распад из основного состояния возможен для более нейтронно-дефицитных ядер, чем эмиссия ЗП. Из-за эффекта спаривания протонов он оказывается возможным сначала у нечётных ядер. Для регистрации р необходимо условие й?мин < <#р < Лиакс* rAe Лига задаётся конкуренцией со стороны р-распада (ти“с% 0,1—1 с), a макс “ быстродействием измерит, методики. Интервал <?р растёт с Z, что делает предпочтительным поиск П. р. в области Z > 50.
