ЯДРА
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАКЦИИ 208Pb(18O, f): МАССОВО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОСКОЛКОВ В КОРРЕЛЯЦИИ С МНОЖЕСТВЕННОСТЬЮ ГАММА-КВАНТОВ
© 2008 г. А. Я. Русанов1)*, М. Г. Иткис2), Н. А. Кондратьев2), В. В. Пашкевич2), И. В. Покровский2), В. С. Саламатин2), Г. Г. Чубарян3)
Поступила в редакцию 06.07.2007 г.; после доработки 14.12.2007 г.
В реакции 18O + 208РЬ в диапазоне энергий налетающих ионов кислорода Е^ь = 78—198.5 МэВ измерены и проанализированы массово-энергетические распределения осколков деления компаунд-ядра 226ТЬ в корреляции с множественностью 7-квантов из них. Показано проявление асимметричной моды деления, которая экспоненциально затухает с увеличением Ем,. Выполненные теоретические расчеты долин деления демонстрируют, что вблизи от точки разрыва существуют только две независимые долины — симметричная и асимметричная. Зависимость множественности 7-квантов из обоих осколков от их массы М1 (М) имеет сложную структуру и сильную чувствительность к оболочечным эффектам как первичных, так и конечных осколков. Двухкомпонентный анализ зависимости М1 (М) показывает, что асимметричная мода выживает в делении только при низких парциальных угловых моментах компаунд-ядер. Найдено, что для всех Е^ь зависимость М1 от полной кинетической энергии осколков М1 (ТКЕ) линейно уменьшается с возрастанием ТКЕ. При рассмотрении энергетики процесса деления для энергии Е^ь = 78 МэВ обнаружена область холодного деления осколков с
ТКЕ ~ Qmax.
PACS:24.75.+1, 25.70.Jj, 25.85.-w, 27.90.+Ь
1. ВВЕДЕНИЕ
В первой и второй частях наших исследований [1,2] были рассмотрены интегральные характеристики множественности 7-квантов М1 из осколков деления компаунд-ядра 226ТИ, образованного в реакции полного слияния 180 + 208РЬ. В настоящей работе мы представляем полный экспериментальный материал о массово-энергетических распределениях (МЭР) осколков, дифференциальные распределения М1 в зависимости от массы М и полной кинетической энергии ТКЕ осколков и их анализ на основе мультимодального подхода при энергиях ионов 180 Е1зЬ = 78, 90.2, 117, 144.2 и 198.5 МэВ. Эксперименты проводились на выведенном пучке сверхпроводящего циклотрона К500 Техасского Л & M университета.
Ранее в работе [3] нами были изучены свойства МЭР осколков деления 226ТИ при энергии
'-'Институт ядерной физики Национального ядерного центра Казахстана, Алма-Ата.
2)Объединенный институт ядерных исследований, Дубна, Россия.
3)Циклотронный институт Техасского Л & М университета, Колледж Стэйшн, США. Е-таП:ги8апоу@1пр.к2
ионов 18О Е\аь = 78 МэВ. Была исследована их мультимодальная структура и показано, что при начальной энергии возбуждения ЕП = 26 МэВ в делении реализуются четыре моды. В терминологии Брозы и др. [4] это: симметричная мода Б с относительным выходом ^75% и три асимметричные моды — Standaгd-1 (Б 1), Standaгd-2 (Б2) и Standaгd-3 (Б3). Причем выход моды Б2 со средней массой тяжелого осколка {Мн) ~ 140 а.е.м. примерно в 10 раз больше, чем суммарный выход Б1- и Б3-мод. Было показано, что мода Б1 со средней массой тяжелого осколка {Мн) ~ 132 а.е.м. ассоциируется с проявлением дважды магического Sn, а мода Б3 — со сферической оболочкой N = 50, но уже в легком осколке. Кроме того, в [3] было обнаружено, что для ядра 226ТЬ при анализе экспериментальных данных моды Б1 и Б3 разделить затруднительно — они практически сливаются.
В нашей краткой публикации [5] было показано, что выход 7-квантов из осколков, а точнее множественность 7-квантов в зависимости от массы М1 (М), так же как и МЭР осколков, можно представить в виде суперпозиции М1 для симметричной (Б) и асимметричных (Б 1 + Б2 + Б3) мод деления. В настоящей работе мы продолжаем эти исследования.
Методика измерений МЭР и MY описана в работе [1]. Напомним, что времяпролетный метод измерения МЭР осколков избавляет нас от необходимости введения поправок в зависимости выходов масс Y(M) и MY(M) на испускание нейтронов из осколков ^post. В результате обработки экспериментальных данных были отобраны события деления, отвечающие двухтельности процесса, т.е. события деления для процесса полного слияния [ 1], и были получены различные корреляционные двух-и трехмерные распределения осколков по массам, энергиям и множественностям MY для всех указанных выше энергий ионов 18O. Отметим, что по сравнению с нашими более ранними публикациями [3, 5] весь экспериментальный материал был обработан заново, потери энергии осколков в мишени и стартовых детекторах были учтены более полно и точно [6]. Это привело к некоторому улучшению массово-энергетического разрешения методики, что почти не сказалось на интегральном выходе масс осколков, но сделало более выразительной картину структурных особенностей в зависимостях
my (m).
Напомним, что сложная структура множественности 7-квантов MY из индивидуальных осколков в зависимости от их массы изучается уже давно (см., например, обзоры [7—12] и приведенную в них литературу), и можно считать установленным, что при низкоэнергетическом или спонтанном делении ядер-актинидов зависимость MY(M) имеет пилообразную форму (подобную зависимости множественности нейтронов из осколков ^post(M)) с минимумами вблизи масс M & 130 и &80 а.е.м. Это объясняется сильным влиянием на выход MY замкнутых сферических оболочек с магическими числами нейтронов или протонов N = 50, 82 и Z = 50. Суммарная множественность 7-квантов MY (M) из обоих осколков также имеет минимумы при этих же массах, но менее выраженные.
Если учесть, что основной вклад в девозбуж-дение осколков после испускания ими нейтронов ^post вносят радиационные переходы с мультиполь-ностью E2, то величина MY является мерой их вращения, т.е. мерой собственных угловых моментов, или спинов, осколков (Spin) [2]. В работах [13—15] при исследовании деления ядер-актинидов нейтронами были измерены независимые изомерные отношения выходов отдельных осколков, из которых были определены их средние спины, и было показано, что и на спины осколков оказывают большое влияние оболочечные эффекты. Однако в работе [15] не подтверждена пилообразная форма зависимости спинов индивидуальных осколков от массы Spin(M), как для зависимости MY(M). Мы считаем, что этот вопрос требует дополнительных
экспериментальных исследовании, так как изомерные отношения измерены не для всех осколков, а только для небольшой их части.
В то же время при средних и высоких энергиях возбуждения компаунд-ядер Е*^, образованных в реакциях с протонами [16], а-частицами [17] или тяжелыми ионами [18, 19], в зависимостях (М) в тех случаях, когда осколки по нуклонному составу близки к магическим, также были обнаружены минимумы. Отметим, что в реакциях с тяжелыми ионами [18, 19] делящиеся ядра нагреты настолько, что их оболочечными свойствами можно пренебречь, однако структура в (М) все же наблюдается. И, как отмечено в работе [20], остается неясным, связаны ли эти эффекты с пониженными угловыми моментами первичных осколков в точке разрыва ядра или возникают из-за структурных особенностей конечных ядер-осколков (после испускания ^^). В нашей работе [5] для деления 226^ был дан краткий ответ на этот вопрос. В настоящей работе мы подробно остановимся на этой проблеме.
Решению теоретических аспектов проблемы множественности 7-квантов из осколков и их спинов, в частности зависимостей (М) и Spin(M), как для низкоэнергетического, так и для "горячего" деления посвящено достаточно большое число работ [21—39], где показано, что на эти зависимости влияют много параметров: тепловое возбуждение компаунд-ядра и осколков; плотности как одночастичных, так и коллективных состояний осколков; деформации осколков, которые зависят от их оболочечной структуры; угловой момент, внесенный в составное ядро налетающим ионом; угловой момент ядра, реализующийся в делении. Таким образом, полное теоретическое рассмотрение этой проблемы достаточно не простое.
Однако если вернуться к концепции о мульти-модальности деления, то следует отметить, что в настоящее время она является общепризнанной. Во многих работах были проанализированы с точки зрения мод деления не только МЭР осколков, но и их угловые распределения [40, 41], а также выходы и спектры (распределения по энергии) нейтронов из осколков ^^ [4, 42—46], а в нашей работе [5] еще и зависимость (М). Результаты недавно опубликованных теоретических работ [32, 33, 37], где был использован модальный подход, развитый Брозой и др. [4], показали неплохое согласие теоретически рассчитанных и экспериментальных зависимостей угловых моментов осколков (спинов) от массы при низких и средних энергиях возбуждения. В настоящей работе анализ МЭР осколков и (М) мы проведем именно с этих позиций, привлекая теоретические расчеты потенциальной энергии (долин деления) делящегося 226^.
2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ
На рис. 1 приведены основные характеристики осколков деления в зависимости от их массы для всех изученных нами энергий ионов 18О. Сверху вниз: двумерные плоты выходов осколков N(M, ТКЕ) (масса, полная кинетическая энергия) в логарифмическом масштабе; выходы масс осколков У, нормированные на 200%; распределение ТКЕ(М); зависимость дисперсии ТКЕ от массы осколков ст|Ке(М); зависимость множественности 7-квантов М1 (М). Хорошо видно, что при Е^ь = = 78 МэВ, как было показано нами ранее [3, 5], в массовых распределениях (МР) на склонах преобладающего симметричного деления отчетливо проступают "плечи" асимметричной моды, а само распределение очень похоже на МР при делении ядра 229ТЬ, образованного в реакции 226Ra(3Не, f) при Е(3Не) = 23.4 МэВ из классической работы Бритта и др. [47]. В зависимостях ТКЕ(М) и °тке (М) также имеются пики, характерные для асимметричного деления в целом. В зависимостях же М1 (М) отчетливо видны два минимума с массами тяжелого осколка Мн1 = 127—129 а.е.м. и Мн2 = 140—143 а.е.м. и максимум для симметричной области масс. С увеличением энергии налетающих ионов асимметричное деление в МЭР постепенно исчезает, и при самой высокой энергии все распределения становятся близки к жидкокапель-ному пределу [22, 48, 49], а в зависимости М1 (М) исчезает минимум при Мн2 = 140—143 а.е.м.
Отмет
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.