ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА, 2008, том 71, № 8, с. 1347-1352
= ЯДРА ВОЗБУЖДЕННЫЕ УРОВНИ ^^
© 2008 г. Е. П. Григорьев*
Санкт-Петербургский государственный университет, Петродворец, Россия Поступила в редакцию 30.07.2007 г.; после доработки 19.10.2007 г.
Проведен анализ имеющихся экспериментальных данных о возбужденных уровнях 148Се. С использованием модельных представлений и систематики по соседним ядрам спектр 148Се дополнен новой ротационной полосой с Кп = 2- на головном уровне 1368.98 кэВ до состояния 3897.9 кэВ, 16-. В 7-вибрационную полосу с известными уровнями 989.90 кэВ, 2+ и 1116.63 кэВ, 3+ добавлены три состояния с Е = 1422.85, 1786.57 и 2198.6 кэВ со спинами 5+, 7+ и 9+. Отмечено существенное различие в поведении моментов инерции в полосах с положительной и отрицательной четностями.
PACS: 21.10.Re
Ядро ^8Cegó относится к началу редкоземельной области деформированных ядер и обладает свойствами, характерными для изотонов с N = 90. Данные об энергии уровней в 148Ce и их разрядке получены при изучении распада 148La и продуктов деления 252Cf и 235U[ 1 —5]. Была установлена ротационная полоса основного состояния до уровня со спином 20. Энергия первого возбужденного уровня 158.467 кэВ, 2+ и внутренний квадрупольный момент Q0 = 4.77 e бн позволяют считать 148Се ядром с деформацией в = 0.25. Инерционные параметры A+ (индекс "+" означает, что вычисления велись по уровням с четными спинами) в полосе основного состояния плавно уменьшаются от значения 26.41 кэВ для уровня 158.467 кэВ, 2+ до близкого к твердотельному значению 7.94 кэВ для уровня 4684.8 кэВ, 20+. Увеличение момента инерции и соответственно уменьшение инерционного параметра с ростом спина обычно связывают с ослаблением парных корреляций в ядре.
Известны три уровня второй полосы с Кп = 0+: 770.28 кэВ, 0+; 935.59 кэВ, 2+ (A+ = 27.53 кэВ) и 1223.96 кэВ, 4+ (A+ = 20.60 кэВ). Инерционные параметры здесь также уменьшаются, как и в нижней полосе.
Два уровня 760.32 кэВ, 1" и 841.39 кэВ, 3" отнесены к октупольной коллективной полосе. Основанием для установления квантовых чисел полосы Кп = 0" является аналогия с соседними изотона-ми с N = 90: 146Ba, 150Nd и 152Sm, а также предсказание квазичастично-вибрационной модели [6]. Для этой пары уровней инерционный параметр
*E-mail: epgrig123@bk.ru
оказывается существенно меньше, чем для упомянутых выше полос: А- (3-) = 8.11 кэВ (индекс "—" у А означает, что параметр получен по уровням с нечетными спинами). В соседнем ядре 146Ва имеем Е(1-) = 738.75 кэВ, А-(3-) = 8.21 кэВ, а в ядре 150Ш - Е(1-) = 852.94 кэВ, А-(3-) = 8.19 кэВ. Эти значения близки к твердотельным даже для самых нижних состояний полос. Используя метод аналогий, мы ожидаем, что в 148Се ротационный уровень 5- должен иметь энергию 1000 кэВ, однако пока нет сообщений об уровне с близкой энергией.
Гамма-полоса. В 7-полосе ранее были установлены только два нижних уровня. По разности их энергии 1116.63 кэВ, 3+ и 989.90 кэВ, 2+, равной 126.73 кэВ, получено значение инерционного параметра А = 21.12 кэВ. На оба указанных уровня 7-полосы наблюдался в-распад из основного состояния 148Ьа, 2- (или 2+). Для переходов на уровни 2+ и 3+ получены близкие значения ^ = 5.9 и 6.5 соответственно. Близкое значение ^ = 6.2 было получено для перехода на уровень 935.59 кэВ, 2+02. Все три перехода укладываются в систематику в-переходов первого запрещения. Однако для переходов на уровни 0+ и 4+ полосы с Кп = 0+ получены значения ^ = 6.8 и 7.2 соответственно, которые оказываются ниже, чем обычные значения для уникальных в-переходов первого запрещения с = 2 с изменением четности.
Причина заниженных значений ^ кажется очевидной. При расчетах в [3] принималось во внимание только заселение уровней с уже известных более высоких возбужденных состояний, однако при энергии в-распада 148Ьа Q = 7.26 МэВ экспериментально установлены уровни лишь до
Таблица 1. Уровни 7-полосы Ce, инерционные параметры и разрядка уровней
Г 2+ 3+ 5+ 7+ 9+
£[кэВ] 989.90 1116.63 1422.85 1786.57 2198.6
Д£[кэВ] - 126.73 306.22 363.72 412.03
А- [кэВ] - 21.12 17.01 13.99 12.12
А+(0+01) [кэВ]*: А+(2) = 26.41, А+(4) = 21.12, А+(6) = 17.57, А+(8) = 15.04
Е71[кэВ] 0+0ь 989.85 2+0ь 958.23 4+0ь 969.4 6+0ь947.1 7+2ь 412.0
/71 100 100 100 59 -
Е72[кэВ] 2+01,831.33 4+0ь 663.20 6+О1, 583.2 8+0ь496.3 8"2Ь 245.2
Е/ 2 55 38 59 - -
Е7з[кэВ] 4+01,536.38 - 3+21,306.1 5+2ь363.6 -
1-уЗ 5.3 - 41 100 -
Е74[кэВ] 2+02, 54.24 - - - -
Инерционные параметры в полосе основного состояния.
2.55 МэВ. Нет сомнения, что сравнительно слабо заселяется много уровней с энергией больше 2.55 МэВ, и очевидно, что пропущены уровни ниже этой энергии. Разрядка таких уровней уменьшает долю ^-распада на низкие уровни и повышает значения ^ /1 Доля заселения уровней со спинами 0 и 4 может быть значительно меньше долей процента, а значения ^ / больше чем 9. Такой эффект наблюдался в ряде ядер при использовании 7-спектрометров полного поглощения.
В 148Ce известен набор уровней, часть которых мы отнесли к 7-вибрационной полосе и к новой полосе с Кп = 2-. Большая доля из приблизительно 50 известных уровней 148Ce [1] наблюдалась при разрядке продуктов деления 252Cf. В процессе деления с большой вероятностью возбуждаются состояния со спинами 10 и выше — до 20. Чаще всего они вначале разряжаются каскадными переходами внутри ротационной полосы, а затем, начиная с уровней со спинами 6—10, происходят Е1- или Е2 +М 1-переходы на основную и 7-полосы. Эти представления мы использовали для идентификации новых полос в 148Сe.
Первым шагом для введения в 7-полосу трех новых уровней 1422.85 кэВ, 5+; 1786.57 кэВ, 7+ и 2198.6 кэВ, 9+ было установление их положения по инерционным параметрам. Результаты приведены в табл. 1. Значения параметров А- плавно убывают по мере роста спинов уровней, указанных в обзоре [1]. Поведение этих параметров в полосе основного состояния аналогично.
В 7-полосе не проявились уровни 4+ и 6+. Они очень слабо заселяются в распаде 148La из-за большой разницы в спинах. Каскад внутриполос-ных переходов в 148Ce — продукте деления 252Cf прерывается в связи с заметным уменьшением энергии ожидаемых переходов 7+ ^ 6+, 5+ ^ 4+ и соответственно с уменьшением вероятности внутриполосных переходов.
Разрядка уровней 7-полосы соответствует известным закономерностям, она происходит на полосу основного состояния. Уровни 5+, 7+ и 9+ разряжаются также внутриполосными Е2-переходами с Д.1 = 2. Для них матричный элемент оказывается значительно больше, чем для межполосных переходов, и при сравнимой энергии переходы внутри полосы имеют большую интенсивность.
Заселение уровней 2+—9+ 7-полосы осуществляется с уровней 2- —10- полосы с Кп = 2-.С уровня 8+21 происходит обратный переход на уровень 8-21. Взаимная связь обеих полос по 7-переходам показана на рис. 1.
Полоса с Кп = 2—. Головным уровнем полосы с Кп = 2- следует считать уровень 1368.98 кэВ. Он наблюдался в распаде 148La. Его разрядка происходит на уровни 2+ и 3+ 7-полосы и на уровень 935.59 кэВ, 2+02, расположенный близко к уровню 2+21 (табл. 2). Oтношение
В(Е1;2- ^ 2+21)/В(Е 1;2- ^ 2+02) = 2.4
может быть отчасти связано с К-запретом для Е1-переходов между полосами с ДК = 2. К-запрет
К = 0+
К = 2-
К
= 2+
9, 2199
/
/
ч ' ■ /
4685, 204065, 183464, 162888, 142328, 121792, 101290, 8840, 6
453, 4 158, 2 0, 0-
Рис. 1. Часть схемы возбужденных уровней 148Се с полосой основного состояния, с новой полосой с Кп = 2- и с дополненной 7-полосой с Кп = 2+. Энергия — в кэВ.
16, 3898
14, 3286
12, 2750
10, 2306 8, 6, 5,
4, 3, 2,
1953 1682 1558 1486 1416 1369
может ослабляться, если происходит смешивание волновых функций близких по энергии уровней 2+: 935.59 и 989.90 кэВ. В [1] предполагается, что между ними происходит 7-переход 54.24 кэВ; это также указывает на смешивание обоих состояний 2+.
7-Переходов на полосу основного состояния не обнаружено. Причиной может быть уже сильный К-запрет. В случае, если интенсивность перехода на уровень 2+01 только в 5 раз меньше, чем интенсивность перехода на уровень 2+21, получаем
В(Е1;2- ^ 2+21 )/В(Е1;2- ^ 2+01) > 160.
Отмеченные свойства уровня 1368.98 кэВ позволяют с большой вероятностью идентифицировать его спин, четность и квантовое число К как 2-21.
В спектре распада 148Ьа указан уровень 1415.56 кэВ, но не идентифицированы его спин и четность .3п. Положение и способ разрядки в основном на 7-полосу не противоречат припи-санию ему квантовых чисел 3-21. Характерно отношение
В(Е1;3- ^ 2+21)/В(Е 1;3- ^ 2+01) = 42.
Здесь проявляется К-запрет для перехода на полосу основного состояния.
Приписание квантовых характеристик уровням 1368.98 кэВ, 2- и 1415.56 кэВ, 3- находится в согласии с вероятностью в-распада на них и с оценками значений ^ = 6.0 и 6.4. Реальные числа несколько больше, но не намного, так как полная вероятность заселения велика и составляет
соответственно 6.5 и 2.4% от числа в-переходов. Можно полагать, что основная часть в интенсивности заселения этих уровней приходится на в-распад, и он имеет свойства разрешенных заторможенных переходов.
Ожидаемая энергия ротационного уровня 4-21 составляет 1490 кэВ. В спектре распада 148Ьа указан уровень 1486.08 кэВ. Он слабо заселяется и разряжается только на уровень 3+21 7-полосы. Не сообщалось о его распаде на полосу основного состояния. Такие свойства характерны для уровней с четными спинами полос с Кп = 2-.К ним мы отнесли уровень 1486.08 кэВ.
В [1—3] указаны доля 0.7% заселения уровня 1486.08 кэВ, 4- в в-распаде и ^ ¡Ь = 6.9. Выше была сделана оценка вероятности заселения уровня 7-переходами в пределах 1%. На долю в -распада может приходиться незначительная часть от 0.7%, а ^ может быть велик и соответствовать в-распаду второго запрещения 2- ^ 4- с ^ и и 11.
Для уровней с нечетными спинами К-запрет проявляется менее явно. Вероятнее всего, это свойство можно связать с примесью в волновых функциях уровней с нечетными спинами компонентов с К = 0, которые ослабляют К-запрет. В полосах с Кп = 0- отсутствуют состояния с четными спинами, поэтому нет вклада компонента с К = 0 в волновых функциях состоя
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.