ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ ФИЗИЧЕСКАЯ, 2015, том 79, № 7, с. 920-923
УДК 539.163
НОВАЯ ОЦЕНКА ХАРАКТЕРИСТИК РАСПАДА И ИЗЛУЧЕНИЙ 198Au
© 2015 г. В. П. Чечев, Н. К. Кузьменко
Акционерное общество "Радиевый институт имени В.Г. Хлопина", Санкт-Петербург
E-mail: chechev@khlopin.ru
Представлены новые оцененные (рекомендуемые) значения характеристик распада и излучений радионуклида 198Au, полученные с учетом информации, опубликованной к 2014 г. Оценка выполнена в рамках исследовательской программы работ международной кооперации Decay Data Evaluation Project (DDEP).
DOI: 10.7868/S036767651507008X
ВВЕДЕНИЕ
198Au широко используется в лучевой терапии, медицинской диагностике и активационном анализе, поэтому высококачественные и обновленные данные распада востребованы для этого радионуклида.
Новая оценка характеристик распада и излучений 198Au выполнена в этой работе в рамках исследовательской программы работ международной кооперации Decay Data Evaluation Project (DDEP) [1, 2]. Предыдущая оценка DDEP ядерно-физических характеристик 198Au относится к 1998 г. с небольшой коррекцией в 2004 г. [3]. Настоящая работа учитывает экспериментальные данные и другую информацию (компиляции, анализы, поправки), опубликованные к маю 2014 г.
1. СТРУКТУРА СХЕМЫ РАСПАДА, ПЕРИОД ПОЛУРАСПАДА, ПОЛНАЯ ЭНЕРГИЯ РАСПАДА И ХАРАКТЕРИСТИКИ р-ПЕРЕХОДОВ 198Au
Структура схемы распада 198Au достаточно хорошо известна [3—5]. 198Au распадается в стабильный изотоп 198Hg посредством Р--переходов на основное состояние 198Hg и его возбужденные уровни 411.8 кэВ (2+) и 1087.7 кэВ (2+) (см. рисунок).
Период полураспада (T1//2)198Au мы оценили, принимая во внимание новые измерения и публикации 2005—2014 годов. В частности, в связи с проблемой калибровки 4яу-ионизационной камеры, обнаруженной в Национальном институте стандартов NIST (США), в имеющийся набор экспериментальных данных был введен исправленный в NIST в 2014 г. результат измерения T1/2 198Au 2.6934 (37) суток [6]. Рекомендуемое нами значение периода полураспада 198Au Tl/2 = 2.6943 (3) суток представляет собой среднее взвешенное 26 отобранных экспериментальных значений, опубликованных с 1953 г. [5]. Отбор и статистиче-
скую обработку данных производили с помощью компьютерной программы LWEIGHT, которая использует метод ограничения относительного статистического веса [7]. Погрешность среднего взвешенного была принята равной наименьшей погрешности значений, включенных в набор для вычисления среднего.
Полная энергия распада ) = 1372.8 (5) кэВ принята нами из новых таблиц оцененных атомных масс нуклидов [8].
Характеристики Р--переходов 198Аи представлены в табл. 1. Значения энергии Р--переходов рассчитаны с использованием б(Р") и значений энергии возбужденных уровней 198Щ, принятых из [4]. Вероятности Р--переходов Р(Р) выведены из баланса вероятностей гамма-переходов Р(у + се)
2.6943 (3) сут0
198 Au 79Au119
X
Q- = 1372.8 (5) кэВ
Интенсивности гамма-излучения (% от числа распадов) 0.985(5)%
\
2 2+ ^ ^
0.025(5)%
V
V
1087.6874 (5)
2.5 (2) пс
фр 411.80250 (17)
23.16 (12) пс
198Hg 80Hg118
Схема распада 198Au.
+
2
+
Стабильный
НОВАЯ ОЦЕНКА ХАРАКТЕРИСТИК РАСПАДА И ИЗЛУЧЕНИЙ 198Аи 921
Таблица 1. Бета-переходы 198Аи
Энергия кэВ ДР-), % Тип перехода 18 А
во.2 285.1 (5) 0.985 (5) Запрещенный 1-го порядка 7.60
вО.1 961.0 (5) 98.99 (6) Запрещенный 1-го порядка 7.37
во.0 1372.8 (5) 0.025 (5) Уникальный запрещенный 1-го порядка 12.28
Таблица 2. Характеристики гамма-излучения в распаде 198Аи
Энергия, кэВ /(У), % Р(у + се), % Муль-типольность аК ах ат
71.0 (НО 411.80205 (17) 95.62 (6) 99.82 (9) Е2 0.0300 (5) 0.01055 (15) 0.0439 (7)
У2.1 (НО 675.8836 (7) 0.804 (5) 0.825 (5) М1 + Е2а 0.0216 (17) 0.00389 (24) 0.0267 (20)
У2.0 (Нё) 1087.6842 (7) 0.1591 (21) 0.1599 (21) Е2 0.00414 (6) 0.000751 (11) 0.00512 (8)
а Коэффициент смеси мультипольностей 5 = 1.07 (14).
для каждого уровня 198Иё. (Здесь и далее "се" обозначает конверсионные электроны).
2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ В РАСПАДЕ 198Аи
В табл. 2 представлены характеристики гамма-излучения в распаде 198Аи: оцененные значения энергии и интенсивности (/(у), % от числа распадов), вероятности гамма-переходов (Р(у + се) х 100), коэффициенты внутренней конверсии (КВК) на К- и Х-оболочках и полный КВК ат.
Энергии гамма-лучей в 198Иё приняты из [4]. Измеренные относительные интенсивности и рекомендуемые значения, полученные с помощью программы LWEIGИT [7], приведены в табл. 3. Абсолютные вероятности эмиссии гамма-излуче-
ния, измеренные в [12, 13], при усреднении были конвертированы в относительные интенсивности.
Коэффициент нормировки (0.95617 (64)%) для преобразования оцененных значений относительной интенсивности гамма-излучения в абсолютные вероятности эмиссии /(у) был выведен из баланса интенсивности гамма-переходов в основное состояние 198Иё в предположении, что вероятность бета-перехода в основное состояние равна измеренному в [14] значению 0.025 (5)%.
Энергии гамма-переходов получены из энергий гамма-лучей с учетом эффекта отдачи. Вероятности гамма-переходов Р(у + се) вычислены из вероятностей эмиссии у-излучения /(у) и полных коэффициентов внутренней конверсии, полученных с помощью компьютерной программы Вг1ее [15, 16].
Таблица 3. Измеренные и рекомендуемые значения относительной интенсивности гамма-излучения в распаде
198
Аи
Ссылка у 411.8 кэВ у 675.9 кэВ у 1087.7 кэВ
[9] 100 0.842 (56) 0.170 (12)
[10] 100 0.841 (5) 0.1664 (22)
[11] 100 0.846 (11) 0.165 (4)
[12] 100 0.842 (11) 0.1669 (29)
[13] 100 0.840 (8) -
Рекомендуемое значение 100 0.841 (5) 0.1664 (22)
922
ЧЕЧЕВ, КУЗЬМЕНКО
Таблица 4. Измеренные и рекомендуемые значения интенсивности Х-излучения Н в распаде 198Аи (% от числа распадов)
Hg X-луч Измерено [12] Измерено [13] Рекомендуемое (вычисленное) значение
Ll 0.027 (3) 0.0270 (8)
La 0.592 (17) 0.527 (13)
Ln 0.0105(15) 0.0105 (3)
Lß 0.643 (19) 0.536 (12)
Ly 0.124 (5) 0.1024 (23)
Ka2 0.816 (2) 0.813 (10) 0.807 (15)
Kai 1.41 (4) 1.374 (17) 1.369 (24)
к в 0.485 (12) 0.460 (7) 0.465 (11)
K 'ß2 0.137 (7) 0.135 (3) 0.136 (4)
Таблица 5. Характеристики электронного излучения в распаде 198Au
Энергия, кэВ Число электронов на 100 распадов
eAL (Hg) 5.161-14.822 2.156 (24)
eAK (Hg) 53.178-83.090 0.110 (12)
ce 1.0 K (Hg) 328.70020 (17) 2.87 (5)
L (Hg) 396.9632-399.5186 1.009 (14)
M (Hg) 408.2409-409.5076 0.252 (4)
N (Hg) 411.0000-411.7026 0.0626 (10)
ce 2,1 K (Hg) 592.7826 (5) 0.0174 (14)
ß-.2 285.1 (5) (граничная) 79.5 (2) (средняя) } 0.985 (5)
ß-.1 961.0 (5) (граничная) 314.7 (2) (средняя) } 98.99 (6)
ß-.0 1372.8 (5) (граничная) 467.3 (2) (средняя) } 0.025 (5)
3. ИНТЕНСИВНОСТЬ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В РАСПАДЕ 198Au
Абсолютные вероятности эмиссии характеристического рентгеновского KX- и LX-излучения Hg в распаде 198Au рассчитаны с использованием компьютерной программы EMISSION [17]. В табл. 4 расчетные значения интенсивности X-из-лучения сравниваются с экспериментальными данными.
4. ЭЛЕКТРОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ В РАСПАДЕ 198Au
В табл. 5 представлены оцененные значения характеристик электронного излучения в распаде 198Au. Оно включает электроны Оже (eAK, eAZ), конверсионные электроны (ce) и электроны Р--распа-да. Энергии конверсионных электронов рассчитаны из энергий гамма-переходов и энергий связи электронов. Абсолютные вероятности эмиссии наиболее интенсивных конверсионных электронов (число электронов на 100 распадов) получены с использованием рекомендуемых значений /(у) и КВК. Абсолютные вероятности эмиссии K и L электронов Оже (число электронов на 100 распадов) рассчитаны с использованием компьютерной программы EMISSION [17]. Средние энергии бета-спектров рассчитаны с помощью компьютерной программы LOGFT [18].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В работе представлены оцененные (рекомендуемые) значения характеристик распада и излучений радионуклида 198Au, полученные по состоянию информации на 2014 г. Полная средняя энергия всех излучений на один распад 1372.8 (9) кэВ, рассчитанная из представленных оцененных данных, очень хорошо соответствует энергии 1372.8 (5) кэВ (ö(ß-)) из таблиц оцененных атомных масс нуклидов [8]. Это подтверждает состоятельность схемы распада 198Au, показанной на рисунке, и надежность настоящей оценки данных.
Авторы благодарят Е.С. Чечеву (АО "Радиевый институт им. В.Г. Хлопина") за помощь в работе и д-ра Мари-Мартин Би из Национальной лаборатории Анри Беккереля (Франция) — за весьма полезные обсуждения и замечания.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бё M.-M, Helmer R.G. // J. Nucl. Sci. Tech. 2002.
Supp. 2. P. 481.
2. Бё M.-M., Chechev V.P. // Nucl. Instrum. Methods
Phys. Res. A. 2013. V. 728. P. 157.
НОВАЯ ОЦЕНКА ХАРАКТЕРИСТИК РАСПАДА И ИЗЛУЧЕНИЙ 198Au
923
3. Bé M.-M, Chiste V., Dulieu C. et al. // Table of Radionuclides (A = 151 to 242). 2004. Monographie BIPM-5. V 2. P. 121. (Sevres: Bureau International des Poids et Mesures).
4. Huang Xiaolong // Nuclear Data Sheets. 2009. V. 110. P. 2533.
5. Recommended Data by the Decay Data Evaluation Project working group. http://www.nucleide.org/ DDEP_WG/DDEPdata.htm. Au-198. 2014.
6. Unterweger M.P., Fitzgerald R. // Appl. Radiat. Isot. 2014. V. 87. P. 92.
7. Browne E. // INDC(NDS)-363. (IAEA, March 1998).
8. Wang M., Audi G, Wapstra A.H. et al. // Chin. Phys. C. 2012. V. 36. P. 1603.
9. Elliott L.G., Preston M.A., Wolfson J.L. // Can. J. Phys. 1954. V. 32. P. 153.
10. Iwata Y., Yoshizawa Y. // Nucl. Instrum. Methods. 1980. V. 175. P. 525.
11. ChandB., Goswamy J., Mehta D. etal. // Nucl. Instrum. Methods. A. 1989. V 284. P. 393.
12. Hammed M.A., Lowles I.M., Mac Mahon T.D // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 1992. V. 312. P. 308.
13. Moreira D.S., Koskinas M.F., Dias M.S., YamazakiI.M. // Appl. Radiat. Isot. 2010. V. 68. P. 1566.
14. Elliott L.G., Preston M.A., Wolfson J.L. // Can. J. Phys. 1955. V 33. P. 607.
15. Kibedi T, Burrows T.W., Trzhaskovskaya M.B. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2008. V 589. P. 202.
16. Nuclear Structure and Decay Tools. BrIcc (Band-Raman Internal Conversion Coef
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.