Спектроскопія високої роздільної здатності в дослідженнях структури ядер

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна академія наук України

Інститут ядерних досліджень

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора фізико-математичних наук

Спектроскопія високої роздільної здатності в дослідженнях структури ядер

01.04.16 - фізика ядра, елементарних частинок і високих енергій

Лашко Анатолій Петрович

Київ - 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті ядерних досліджень НАН України.

Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор

Прокопець Геннадій Олександрович,

Національний університет «Києво-Могилянська академія»,

професор природничого факультету;

доктор фізико-математичних наук, професор

Слабоспицький Ростислав Павлович,

Національний науковий центр

«Харківський фізико-технічний інститут»,

Інститут фізики високих енергій і ядерної фізики,

заступник директора з наукової роботи;

доктор фізико-математичних наук, професор

Шевченко Валерій Андрійович,

Київський національний університет імені Тараса Шевченка,

професор кафедри ядерної фізики.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. В сучасній ядерній фізиці все більш потрібними стають дані про енергії збуджених станів атомних ядер та розряджаючих їх переходів з точністю в кілька електрон-вольт і навіть вище. Вони вкрай необхідні як для пошуку та дослідження властивостей ядерних рівнів з низькою енергією збудження, так і при вивчені явищ, пов'язаних із взаємодією ядра з електронною оболонкою атома. Незважаючи на значні зусилля, які були прикладені фізиками в цьому напрямку, подібних даних ще дуже мало.

В той час, коли методики високоточних вимірів енергії -квантів за допомогою кристал-дифракційних та напівпровідникових -спектрометрів вже були відпрацьовані, досягти такої ж точності у визначенні енергії ліній електронів внутрішньої конверсії (ЕВК) все ще не вдавалося. Відсутність таких даних унеможливлювала і дослідження ефекту надтонкого зсуву ліній ЕВК, результатом яких мала б стати розробка нового методу вимірів магнітних моментів ядер, область застосування якого практично не залежить від тривалості життя ядерних станів.

Потребує нових експериментальних досліджень і ряд проблем, пов'язаних із вивченням розпаду ¹⁹¹Os,¹⁹¹Pt, ^184,184mRe, ¹⁸¹Hf, ¹⁷⁸Та, ^177,177mLu та ⁹⁹Mo. Вони мають бути спрямовані на уточнення та отримання нових даних про енергії і інтенсивності ліній ЕВК та -квантів, коефіцієнти внутрішньої конверсії, log ft в-переходів.

Не менш важливим і перспективним завданням видається і розробка нових методів прецизійної ядерної спектроскопії для вирішення прикладних задач, зокрема для визначення вмісту актиноїдів з низькою концентрацією в об'єктах радіологічного контролю. Вирішення цієї проблеми дозволило б оцінити вплив на навколишнє середовище трансуранових елементів з низькою питомою активністю та тестувати теоретичні розрахунки напрацювання цих елементів в реакторі.

Саме ці прогалини і покликані були заповнити проведені дослідження.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана у відповідності з тематичними планами досліджень відділу ядерної спектроскопії ІЯД НАН України «Спектроскопічне дослідження атомно-ядерних процесів в радіоактивному розпаді та в (n, )-реакції на теплових нейтронах» (1991 - 1995 рр.), «Дослідження маловивчених явищ в атомно-ядерних процесах методами ядерної спектроскопії» (1996 - 2000 рр.), «Дослідження радіоактивного розпаду ядер та супутнього йому низькоенергетичного електронного випромінювання» (2001 - 2003 рр.), «Спектроскопічні дослідження взаємодії ядра з електронною оболонкою атома в радіоактивному розпаді та на пучках заряджених частинок» (2004 - 2006 рр.) та «Дослідження властивостей електронів близьконульової енергії та точне визначення енергій збуджених станів ядер методами прецизійної ядерної спектроскопії» (2007 - 2011 рр.), в яких автор був відповідальним виконавцем.

Мета і завдання дослідження. Основною метою досліджень було експериментальне визначення фундаментальних характеристик основних та збуджених станів ¹⁹¹Ir, ¹⁸⁴W, ¹⁸⁴Re, ¹⁸¹Ta, ¹⁷⁸Hf, ¹⁷⁷Hf, ¹⁷⁷Lu і ⁹⁹Tc, а також деталей розпаду ¹⁸¹Hf, ¹⁷⁸Та та ⁹⁹Mo. Важливе значення відводилося також вивченню взаємодії дипольного магнітного моменту ядра з електронною оболонкою атома та розробці методів визначення вмісту актиноїдів з низькою концентрацією в об'єктах радіологічного контролю.

Для досягнення цієї мети необхідно було вирішити наступні завдання:

· Розробити методику прецизійних вимірів енергії ліній електронів внутрішньої конверсії на магнітних -спектрометрах.

· Розробити та впровадити в експеримент процедуру визначення енергії збуджених станів атомних ядер та розряджаючих їх -променів методом опорних переходів.

· Провести високоточні виміри характеристик розпаду ¹⁹¹Os,¹⁹¹Pt, ^184,184mRe, ¹⁸¹Hf, ¹⁷⁸Та, ^177,177mLu та ⁹⁹Mo, отримати нові дані про енергії і інтенсивності ліній ЕВК та -квантів, коефіцієнти внутрішньої конверсії, log ft в-переходів.

· Дослідити ефект надтонкого зсуву ліній електронів внутрішньої конверсії в ¹⁸¹Ta.

· Розробити на базі цих досліджень методику визначення магнітних моментів ядер за надтонким зсувом ліній ЕВК.

· Розробити методику визначення вмісту актиноїдів з низькою концентрацією в об'єктах радіологічного контролю та використати її для оцінки впливу на навколишнє середовище трансуранових елементів з низькою питомою активністю.

Оскільки об'єктом дослідження є збуджені стани атомних ядер, а предметом дослідження їх характеристики та характеристики деталей розпаду, для їх вивчення були використані методи прецизійної -, в-, та -спектроскопії. Ми суттєво вдосконалили існуючі та розробили нові методики досліджень і успішно скористалися ними для вирішення завдань, які виникли при виконанні дисертаційної роботи. Основними методами досліджень були:

· Напівпровідникова б-спектроскопія на базі кремнієвих б-детекторів з високою роздільною здатністю, яка порівнянна з роздільною здатністю магнітних спектрографів.

· Прецизійна в-спектроскопія з застосуванням магнітних в-спектрометрів високої роздільної здатності, характеристики яких дозволяють визначати відносні інтенсивності конверсійних ліній з точністю до 1% і різниці енергій між ними з точністю краще ніж 1 еВ.

· Напівпровідникова -спектроскопія з використанням Ge(Li)-детекторів та детекторів із надчистого германію, яка надає можливість виміряти з високою точністю інтенсивності та енергії -переходів.

· Традиційна техніка -збігів для вивчення складних схем розпаду атомних ядер.

Наукова новизна одержаних результатів. В дисертаційній роботі вперше реалізовано новий експериментальний підхід до визначення енергії збуджених станів атомних ядер, який полягає у вимірах енергії опорних переходів методами прецизійної в- і -спектроскопії з подальшим розрахунком енергії рівнів та енергії усіх -квантів, які супроводжують розпад материнського ядра, за розробленим автором алгоритмом.

Завдяки цьому підходу і новій методиці прецизійних вимірів енергій ліній електронів внутрішньої конверсії вперше вдалося отримати дані про енергії 21 рівнів та 61 розряджаючих їх -переходів в ¹⁹¹Ir, ¹⁸⁴Re, ¹⁸¹Ta, ¹⁷⁸Hf, ⁹⁹Tc з точністю, яка на порядок перевищує відомі до цього часу значення.

Ця методика дозволила також вперше експериментально спостерігати ефект надтонкої взаємодії електронної оболонки атома з магнітним моментом ядра в ¹⁸¹Ta та запропонувати на цій базі новий метод визначення магнітних моментів ядер, область застосування якого практично не залежить від тривалості життя ядерних станів.

Переважна більшість експериментальних даних про характеристики розпаду ¹⁹¹Os,¹⁹¹Pt, ^184,184mRe, ¹⁸¹Hf, ¹⁷⁸Та, ^177,177mLu та ⁹⁹Mo отримана вперше.

Завдяки новій методиці, розробленій для спектроскопії актиноїдів з низькою концентрацією в об'єктах радіологічного контролю, вперше вдалося отримати нові дані про вміст ²³⁹Np, ^242mAm, ²⁴³Am, ²⁴²Cm і ²⁴³Cm в паливі 4-го енергоблоку Чорнобильської АЕС та протестувати теоретичні розрахунки напрацювання цих елементів в реакторі.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблені в результаті виконання даної роботи методи прецизійних вимірів енергії ліній електронів внутрішньої конверсії на магнітних -спектрометрах та визначення магнітних моментів ядер за надтонким зсувом ліній ЕВК з успіхом можна використовувати в різних напрямках сучасної ядерній спектроскопії. Застосування методики визначення вмісту актиноїдів з низькою концентрацією в об'єктах радіологічного контролю та експрес-методу аналізу паливних частинок на вміст урану та трансуранових елементів відкриває нові можливості в області радіоекології.

Отримані експериментальні дані про квантові характеристики основних і збуджених станів досліджуваних ядер та деталі їх розпаду увійшли до міжнародної бази експериментальних ядерних даних XUNDL (Experimental Unevaluated Nuclear Data List) та в компіляції відповідного профілю. Вони мають важливе значення як для тестування теоретичних моделей ядра, так і для постановки експериментів, метою яких є подальше вивчення процесів взаємодії ядра з електронною оболонкою атома.

На захист виносяться:

вперше отримані експериментальні дані про енергії 38 переходів, які супроводжують розпад ¹⁹¹Os та ¹⁹¹Pt, 6 переходів із розпаду ^184,184mRe, 10 переходів із розпаду ¹⁸¹Hf, 1 переходу із розпаду ¹⁷⁸Ta, 6 переходів із розпаду ⁹⁹Mo, а також різниці енергії двох пар переходів із розпаду ^177,177mLu з точністю визначення краще за 10^-5, більшість з яких може поповнити список енергетичних стандартів для ядерної спектроскопії;

вперше визначені з точністю в кілька електрон-вольт енергії 11 рівнів в ¹⁹¹Ir, 1 рівня в ¹⁸⁴Re, 5 рівнів в ¹⁸¹Ta, 1 рівня в ¹⁷⁸Hf та 3 рівнів в ⁹⁹Tc, які можуть бути використані для вивчення процесів взаємодії ядра з електронною оболонкою атома;

отримані нові експериментальні дані про характеристики розпаду ¹⁹¹Os, ¹⁹¹Pt, ^184,184mRe, ¹⁸¹Hf, ¹⁷⁸Та, ^177,177mLu та ⁹⁹Mo;

вперше створена і застосована в дослідженнях нова методика вимірів енергії ліній електронів внутрішньої конверсії з точністю до 0,2 еВ;

результати досліджень, в яких вперше визначено величину надтонкого зсуву конверсійних ліній для дублета К476 - К482 в ¹⁸¹Та;

розроблена вперше методика визначення магнітних моментів ядер за надтонким зсувом ліній електронів внутрішньої конверсії, область застосування якої практично не залежить від тривалості життя ядерних станів, та результати вимірів величини магнітного моменту збудженого рівня 9/2⁺ 136 кеВ в ¹⁸¹Та, проведених з застосуванням цієї методики;

створена методика визначення вмісту актиноїдів з низькою концентрацією в паливі 4-го енергоблоку Чорнобильської АЕС та в об'єктах навколишнього середовища, представлені результати досліджень, отримані за її допомогою.

Особистий внесок здобувача. Автором сформульована мета і задачі досліджень, запропоновані методи їх вирішення. Автор дисертаційної роботи брав безпосередню участь в усіх етапах досліджень: у плануванні та проведенні експериментів, в розробці та налагодженні експериментальних методик, в аналізі експериментальних даних і підготовці рукописів статей до публікації.

Зокрема, автором розроблена нова оригінальна методика визначення магнітних моментів ядер за надтонким зсувом ліній електронів внутрішньої конверсії, область застосування якої практично не залежить від тривалості життя ядерних станів. Під керівництвом здобувача проведено більшість експериментів, результати яких становлять предмет дисертації.

Автор особисто виконав увесь обсяг робіт з обробки експериментальних даних та розробив необхідні алгоритми для їх аналізу. Вклад здобувача в більшість робіт, виконаних зі співавторами, є визначальним.

Усі найбільш важливі результати дисертаційної роботи отримані автором особисто.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертації доповідались та обговорювались на 41-й (Мінськ, 1991) нараді з ядерної спектроскопії та структури атомного ядра, на 43-й (Дубна, 1993), 49-й (Дубна, 1999), 50-й (Санкт-Петербург, 2000), 52-й (Москва, 2002), 53-й (Москва, 2003), 54-й (Бєлгород, 2004), 56-й (Саров, 2006) Міжнародних нарадах з ядерної спектроскопії та структури атомного ядра, на 10-му Міжнародному семінарі по точним вимірам в ядерній спектроскопії (Валдай, 1994), на Міжнародній конференції «П'ятнадцять років Чорнобильської катастрофи. Досвід подолання» (Київ, 2001), на 2-й конференції по фізиці високих енергій, ядерній фізиці і прискорювачах (Харків, 2004), на щорічній конференції Українського ядерного товариства «Екологічні аспекти ядерних технологій» (Київ, 2004), на Міжнародній конференції «Двадцять років Чорнобильської катастрофи. Погляд у майбутнє» (Київ, 2006), на 1-й (Київ, 2006) та 2-й (Київ, 2008) Міжнародних конференціях «Сучасні проблеми в ядерній фізиці та атомній енергетиці», на щорічних конференціях ІЯД НАН України.

Публікації. Основні результати дисертації опубліковані в 74 наукових працях, з яких 24 [1 - 24] у наукових фахових журналах.

Структура дисертації. Дисертація складається із вступу,чотирьох розділів, висновків та списку використаних джерел, містить 90 рисунків та 58 таблиць. Повний обсяг роботи - 319 сторінок, список використаних джерел налічує 343 посилання.

основний Зміст дисертації

У Вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету та задачі дослідження, визначено зв'язок роботи з науковими програмами і планами, розкрито наукову новизну і практичне значення отриманих результатів, відображено особистий внесок здобувача, апробацію результатів дисертації та структуру і обсяг дисертаційної роботи. Стисло викладено зміст дисертації за розділами.

В Першому розділі дисертації описані методи ядерної спектроскопії, які використовують для прецизійних вимірів енергії збуджених станів атомних ядер, в тому числі і методика, розроблена автором роботи.

Короткий огляд напрямків досліджень, які потребують визначення енергії переходів з точністю в кілька електрон-вольт, наведено в підрозділі 1.1. Особлива увага акцентується на процесах, пов'язаних із взаємодією ядра з електронною оболонкою атома. Мова йде, зокрема, про залежність енергії електронів Оже та електронів внутрішньої конверсії (ЕВК) від способу збудження атома. Подальший розвиток цих робіт допоможе вивчити динаміку процесу перебудови електронної оболонки в атомі.

Не менш цікавими і перспективними є вивчення внутрішньої конверсії -квантів в біляпороговій області енергій та пошук і дослідження властивостей ядерних рівнів з низькою енергією збудження - в кілька електрон-вольт.

Реалізація всіх цих напрямків потребує розвитку нових і вдосконалення існуючих методів визначення енергії -переходів та ліній ЕВК. Важливе значення має сумісність методик, якої можна досягти лише за умови мінімізації та правильної оцінки величини систематичної похибки вимірів. На чільному місці у вирішенні цієї проблеми стоїть побудова достатньо густої сітки енергетичних стандартів для ядерної спектроскопії.

Принципи побудови сітки ядерно-спектроскопічних нормалей викладені в підрозділі 1.2. Тут же приведені результати експериментів з визначення сталої ґратки для синтетичних кристалів кремнію, які використовують на кристал-дифракційних спектрометрах для вимірів абсолютних довжин хвиль -променів. Обговорюються переваги і недоліки застосування спектрометрів із вигнутими кристалами.

Ієрархія ядерно-спектроскопічних нормалей, різні підходи щодо їх класифікації, вимоги, які висуваються до спектральних ліній, розглянуті в підрозділі 1.3. Однією з основних вимог до спектроскопічних даних для їх включення до реперної сітки є висока точність визначення енергії -переходу -відносна похибка не повинна перевищувати 10 ppm (parts per million). Проаналізовано розподіл густини реперів в різних діапазонах енергій. Встановлено, що в області енергій від 24 до 900 кеВ на кожні 100 кеВ спектра припадає (10 20) нормалей, тоді як в районі від 900 до 2000 кеВ - від 2 до 10. Отже, в низькоенергетичній області спектра можна підібрати репер не далі (5 10) кеВ від вимірюваної -лінії, в той час як в високоенергетичній області спектра відстань складе вже від 10 до 20 кеВ і навіть більше.

Більше ніж 90% нормалей розташовані в районі до 2000 кеВ. На 2900 кеВ спектра в області енергії від 2000 до 4900 кеВ припадає всього 22 репери, що відповідає густині менше ніж в один репер на 100 кеВ. Обґрунтовується необхідність збільшення кількості реперів в високоенергетичний області (2000 4900) кеВ.

В підрозділі 1.4 обговорюється перегляд універсальних констант та його вплив на значення енергетичних нормалей. Розглянуті тимчасові умовні одиниці (Х-одиниці, ангстрем із зірочкою, «золоті одиниці» та одиниці кеВ*), які широко використовували в ядерній спектроскопії в різні роки.

Підрозділ 1.5 присвячено методам прецизійної в-спектроскопії, які використовують для вимірів енергії переходів. В пункті 1.5.1 проаналізовано методику визначення енергії -квантів із спектрів електронів внутрішньої конверсії за допомогою беззалізних в-спектрометрів. Оскільки сумарна похибка у вимірах енергії переходів для кращих робіт складає близько 100 ppm, вона не відповідає сучасним вимогам щодо точності подібних експериментів.

В пункті 1.5.2 викладено розроблену нами методику визначення енергії -квантів із спектрів електронів внутрішньої конверсії за допомогою залізних в-спектрометрів. Вона дозволяє досягти високої точності і базується на вимірах різниці енергій двох ліній електронів внутрішньої конверсії при постійному магнітному полі спектрометра. При цьому одну з ліній, енергія якої добре відома, використовують як репер.

В експерименті знімають залежність швидкості лічби електронів від величини електричної напруги, прикладеної між джерелом випромінювання та камерою спектрометра. При цьому відстань між лініями отримують безпосередньо в електрон-вольтах. Такий спосіб має певні переваги перед вимірами, в яких реєструють залежність швидкості лічби електронів від величини магнітного поля спектрометра:

1) відсутня магнітна післядія, яка є головним недоліком спектрометрів з залізним ярмом;

2) всі електрони реєструються при одній і тій же енергії, тому не потрібно вводити поправки на ефективність реєстрації лічильників при різних енергіях;

3) простіше враховувати поправки на змінний фон і спад активності з часом.

Розроблені нами програми, які використовують для обробки конверсійних спектрів, описані в пункті 1.5.3. В їх основі лежить метод вписування “приладової” лінії в вибрану ділянку спектра. Він полягає в тому, що яку-небудь одиночну конверсійну лінію із отриманого спектра, або ж, якщо такої немає, то спеціально вибрану одиночну конверсійну лінію, близьку за формою до лінії з даної ділянки спектра, вимірюють з високою статистичною точністю. Після вирахування фону, її описують в проміжках між експериментальними точками кубічними сплайнами і використовують як приладову, яка визначає експериментальну форму лінії для подальшої обробки за методом найменших квадратів.

Аналіз усіх можливих похибок вимірів енергії -квантів за допомогою залізних в-спектрометрів виконано в пункті 1.5.4. Запропонована методика дозволяє досягти точності визначення енергії переходів від 0,2 до 1 еВ для області енергії від 100 до 500 кеВ, що повністю відповідає вимогам, які пред'явлені до енергетичних нормалей.

В підрозділі 1.6 розглянуто процедуру вимірів енергії -квантів за допомогою напівпровідникових спектрометрів. В пункті 1.6.1. детально описано методику подібних вимірів. Вона полягає в наступному. Готують змішане джерело випромінювання такого складу, щоб поблизу -лінії, енергію якої хочуть визначити, зліва або справа по спектру знаходилася, принаймні, одна реперна лінія, енергія якої відома з високою точністю. Потім виміряють положення ліній в спектрі, будують за реперами градуювальну криву і по ній визначають енергію шуканої -лінії.

Основна складність вимірів енергії -променів напівпровідниковими спектрометрами полягає в тому, що функція, яка визначає енергію -лінії в залежності від її положення в спектрі, є нелінійною. Похибки, пов'язані з градуюванням детектора по енергії, досліджені в пункті 1.6.2.

На рис. 1 приведено типовий графік градуювальної кривої -спектрометра в діапазоні (300 600) кеВ, побудований за результатами вимірів енергії -квантів із розпаду ¹⁹²Ir. Пунктирна пряма відповідає лінійній залежності, суцільна ж лінія відображає реальний хід градуювальної кривої. На рис. 2 приведена аналогічна залежність для планарного HPGe-детектора. Умовні позначення такі ж, як і на рис. 1.

В результаті проведених досліджень встановлено, що:

1) форма градуювальної кривої відрізняється як для різних детекторів, так і для різних коефіцієнтів підсилення;

2) чим більший коефіцієнт підсилення, тим більше відхилення градуювальної кривої від лінійності;

3) при однакових коефіцієнтах підсилення відхилення градуювальної кривої від лінійності більше для планарного детектора;

4) зміна рівня квантування вхідного сигналу на амплітудно-цифровому перетворювачі (АЦП) незначно впливає на зміну градуювальної кривої.

Подані рекомендації щодо вибору умов експерименту, які дозволяють суттєво мінімізувати їх вплив на кінцевий результат. Правильним підбором апаратури та оптимальних умов вимірів нерівномірність градуювальної кривої на ділянці спектра шириною в (200 ч 300) кеВ можна зменшити до (10 ч 30) ppm, що при вдалому виборі реперів призводить до похибки у визначенні положення лінії менше 1 еВ.

Програми обробки -спектрів та статистичні похибки вимірів проаналізовано в пункті 1.6.3. Основні джерела систематичних похибок та рекомендації щодо їх мінімізації обговорюються в пункті 1.6.4. В результаті проведених досліджень встановлено, що при коректній постановці експерименту на напівпровідникових -спектрометрах можна визначати енергії -квантів з точністю близько 1 еВ.

В підрозділі 1.7 викладено процедуру визначення енергії збуджених станів атомних ядер та розряджаючих їх -променів методом опорних переходів. Структура методу опорних переходів описана в пункті 1.7.1. Він зводиться до наступних основних етапів:

1) як опорні вибирають найбільш зручні для вимірів поодинокі інтенсивні -лінії;

2) підбирають набір реперів зі списку рекомендованих енергетичних стандартів для ядерної спектроскопії. Щоб зменшити похибки, пов'язані з невизначеністю градуювальної кривої, необхідно підбирати такі репери, які були б розташовані достатньо близько до вимірюваної -лінії і в той же час добре розділялися в спектрі;

3) готують змішане радіоактивне джерело випромінювання потрібного складу з добором бажаних співвідношень питомих активностей радіонуклідів, які до нього входять. Для зменшення статистичної похибки (похибки у визначенні відстані між лініями) необхідно, щоб репер та вимірювана лінія були співмірні по інтенсивності;

4) щоб звести до мінімуму можливі систематичні похибки, виміри проводять серіями на різних детекторах, при відмінних геометріях, різних коефіцієнтах підсилення та різних рівнях квантування вхідного сигналу на АЦП;

5) визначають енергії опорних переходів;

6) складають систему лінійних рівнянь для розрахунку енергії рівнів та розв'язують її методом найменших квадратів;

7) на основі отриманих даних розраховують енергії усіх -квантів, які супроводжують розпад материнського ядра.

Основні етапи детально проаналізовані в пунктах 1.7.2 та 1.7.3. В пункті 1.7.2 розглянуто метод опорних рівнів, який використовують при побудові складних схем розпаду радіоактивних ядер, та основні вимоги, які до них висуваються. Аналогічний підхід ми застосовуємо і при виборі опорних -ліній.

В пункті 1.7.3 описано алгоритм, яким послуговуються для розрахунку енергії рівнів по поміряних енергіях опорних переходів. Приведені основні формули та рівняння, які необхідні для цього.

Дана методика була використана при дослідженнях розпаду ¹⁹¹Pt, ¹⁹¹Os та ¹⁸¹Hf і добре зарекомендувала себе, дозволивши отримати дані про енергії рівнів ¹⁹¹Ir, ¹⁸¹Та та розряджаючих їх -променів на порядок точніше відомих до цього часу значень.

В другому розділі дисертації викладені результати досліджень розпаду ¹⁹¹Os,¹⁹¹Pt, ^184,184mRe, ¹⁸¹Hf, ¹⁷⁸Та, ^177,177mLu та ⁹⁹Mo.

Прецизійні виміри енергії -променів, які супроводжують розпад ¹⁹¹Os та ¹⁹¹Pt, описані в підрозділі 2.1. Короткий огляд експериментальних робіт по аналогічній тематиці зроблено в пункті 2.1.1. Малий період напіврозпаду ¹⁹¹Pt не дозволяє використовувати кристал-дифракційні спектрометри, тому енергії -переходів були відомі з похибкою в кілька десятків електрон-вольт. Саме в такому випадку і приходять на допомогу методика прецизійних вимірів енергії -квантів на напівпровідникових спектрометрах та метод опорних переходів.

Пункти 2.1.2 та 2.1.3 присвячені експериментам, в яких з високою точністю були визначені енергії 19 опорних переходів із розпаду ¹⁹¹Os та ¹⁹¹Pt. Фрагмент схеми розпаду ¹⁹¹Os та ¹⁹¹Pt наведено на рис. 3. На цьому рисунку зображені лише інтенсивні -лінії, які ми вибрали як опорні.

Детально описані методики приготування багатокомпонентних джерел випромінювання, конфігурації та характеристики -спектрометрів, градуювання спектрометрів по енергії та оцінки нелінійності градуювальних кривих.

Як приклад, на рис. 4 та рис. 5 показані ділянки -спектрів багатокомпонентних джерел випромінювання в різних діапазонах енергії, зняті на різних детекторах.

В пункті 2.1.4 приведені дані про енергії 9 рівнів ¹⁹¹Ir та енергії 36 -квантів, які супроводжують розпад ¹⁹¹Os та ¹⁹¹Pt, з точністю, яка на порядок перевищує відомі до цього часу значення. Вони були розраховані за допомогою алгоритму, описаного в пункті 1.7.3, з використанням енергій опорних переходів, отриманих нами.

Експеримент, в якому була поміряна енергія -переходу 3/2^-7/2^- 268 кеВ із розпаду ¹⁹¹Pt розглянуто в пункті 2.1.5. Складність вимірів полягала в тому, що в спектрі лінія 267 не повністю розділяється з лінією 268 кеВ ¹⁹¹Pt

Була розроблена оригінальна методика, яка дозволяє контролювати правильність розкладу дублета 267 + 268 кеВ на компоненти. Інтенсивності цих двох -ліній відомі з відносною точністю близько 5%. Контроль при підгонці спектра за зміною інтенсивностей сателітів в цих межах ще не гарантував правильності визначення положень -ліній з точністю в кілька електрон-вольт. Ми скористалися тим, що енергію 268 було визначено раніше з точністю 1,7 еВ як різницю енергії рівнів 5/2⁺ 351 кеВ та 1/2⁺ 82 кеВ, між якими і відбувається цей перехід.

При розкладі дублета на компоненти одночасно визначали різницю енергій ліній 267 та 268 кеВ ¹⁹¹Pt з 295 кеВ ¹⁹²Ir. Критерієм правильності підгонки -спектра була вимога, щоб відхилення енергії 268 від поміряного значення не перевищувало трьох середньоквадратичних похибок. Результати досліджень надали нам можливість визначити додатково енергії ще двох збуджених рівнів ¹⁹¹Ir (11/2^- 172 та 7/2⁺ 391 кеВ), а також енергію ізомерного переходу 42 кеВ.

Отримані експериментальні дані про енергії 11 рівнів ¹⁹¹Ir і енергії 38 -квантів, які супроводжують розпад ¹⁹¹Pt та ¹⁹¹Os, наведені в табл. 1.

Таблиця 1

Значення енергії рівнів ¹⁹¹Ir і -променів із розпаду ¹⁹¹Os та ¹⁹¹Pt

Енергії, еВ	Енергії, еВ
рівнів	-променів	рівнів	-променів
82427,0 0,9	82427,0 0,9	624098 5	494666 5
129431,9 1,0	47004,9 1,4		541671 5
	129431,9 1,0		624097 5
171296 6	41864 6	658920,5 3,2	267952,8 1,8
178977,3 0,9	49545,4 1,4		479942,5 3,3
	96550,3 1,3		576492,6 3,3
	178977,2 0,9		658919,3 3,2
351187,5 1,4	172210,1 1,7	747833 6	208929 6
	221755,5 1,7		396645 6
	268760,3 1,7		568855 6
	351187,1 1,4		618400 6
390968 4	219672 5		747833 6
538904,2 0,9	187716,6 1,7	762580,3 2,9	138482 6
	359926,5 1,3		223676,0 3,0
	409471,8 1,4		411392,3 3,2
	456476,6 1,3		583602,0 3,0
	538903,4 0,9		633147,3 3,1
624098 5	85194 5		680152,0 3,0
	445120 5		762578,7 2,9

В пункті 2.1.6. зроблені короткі висновки до підрозділу 2.1. Зокрема відзначено, що точність визначення енергії для більшості -переходів в ¹⁹¹Ir повністю відповідає вимогам, які висувають до енергетичних нормалей. А отже, значна кількість досить інтенсивних -ліній із розпаду ¹⁹¹Pt та ¹⁹¹Os може бути використана в якості реперів в енергетичному діапазоні від 50 до 760 кеВ.

Вивченню деяких переходів із розпаду ^184,184mRe присвячено підрозділ 2.2. Короткий аналіз наявних експериментальних даних зроблено в пункті 2.2.1. Тут же обґрунтовано вибір методики вимірів та зручних реперних ліній.

^184mRe (Т_1/2 = 169 днів, I = 8⁺) розпадається ізомерними переходами на перший збуджений та основний стан ¹⁸⁴Re, а також електронним захватом на рівні ¹⁸⁴W з високими спінами. В свою чергу в⁺-розпад та електронний захват ¹⁸⁴Re (Т_1/2 = 38 днів, I = 3^-) відбувається на рівні ¹⁸⁴W з низькими спінами. Таким чином, збуджуються ядерні стани ¹⁸⁴W з різними квантовими характеристиками в діапазоні енергії до 1430 кеВ. Значні труднощі для -спектроскопії при визначенні енергії -квантів виникали в низькоенергетичній ділянці спектра внаслідок великої щільності ліній і при вивченні ізомерних переходів в ¹⁸⁴Re. Було ясно, що як в першому так і в другому випадку, успіху можна досягти лише за допомогою в-спектроскопії високої роздільної здатності. Залишалася проблема вибору зручних реперних ліній, яка була успішно вирішена наступним чином.

Зазвичай, джерела випромінювання ^184,184mRe отримують в реакції (d, 2n) на ¹⁸⁴W. Якщо ж в якості мішені використати вольфрам з природним вмістом ізотопів, то в реакціях (d, n) і (d, 2n) на ¹⁸²W та ¹⁸³W з хорошим перерізом напрацьовується також ¹⁸³Re. ¹⁸³Re (Т_1/2 = 70 днів, I = 5/2⁺) розпадається електронним захватом на збуджені рівні ¹⁸³W, енергії деяких із них, а також енергії переходів між ними відомі з високою точністю. Отже, як джерело випромінювання потрібно було використати ренієву фракцію, не проводячи подальшої мас-сепарації.

Деталі експерименту на магнітному -спектрометрі високої роздільної здатності типу р описані в пункті 2.2.2. Була використана розроблена нами методика прецизійних вимірів енергій ліній електронів внутрішньої конверсії. Результати вимірів, їх обговорення та порівняння з даними інших авторів приведені в пункті 2.2.3. Були визначені енергії 6 переходів в ¹⁸⁴W та ¹⁸⁴Re з точністю, яка в кілька разів перевершує відомі дотепер значення (див. табл. 2).

Таблиця 2

Енергії -променів із розпаду ^184,184mRe

Енергія, еВ
наші дані	Firestone, 1989	наші дані	Firestone, 1989
55278,8 ± 0,8	55279 ± 5	83306,2 ± 0,9	83280 ± 40
63688,9 ± 1,4	63697 ± 10	104739,0 ± 1,4	104729 ± 7
111216,8 ± 0,5	111208 ± 4	188045,2 ± 1,7	188010 ± 40

Результати багаторічних досліджень в-розпаду ¹⁸¹Hf викладені в підрозділі 2.3. Перелік проблем, пов'язаних з необхідністю уточнення схеми розпаду ¹⁸¹Hf, енергій збуджених станів ¹⁸¹Ta та розряджаючих їх переходів розглянуто в пункті 2.3.1.

В пункті 2.3.2 описані пошуки -переходів з енергією 80, 84 та 152, 156 кеВ, які б могли, за даними інших авторів, розряджати рівні 699 кеВ, 5/2⁺ та 771 кеВ, 5/2^{+ 181}Ta відповідно (див. рис. 7).

Виміри були розпочаті на магнітному в-спектрометрі типу і продовжені на спектрометрі -збігів. Як приклад, на рис. 8 наведено ділянку конверсійного спектра ¹⁸¹Hf в районі імовірного знаходження лінії L₁ 80кеВ. Отримані верхні межі для інтенсивностей ліній 80 та 84 кеВ не підтверджують такого припущення. Напевне, ці переходи взагалі відсутні у розпаді ¹⁸¹Hf і введення рівня 699 кеВ, 5/2⁺ є помилковим.

Що стосується отриманих значень верхніх меж для інтенсивностей ліній 152 та 156 кеВ, то ці результати були використані для розрахунку ймовірності заселення рівня 771 кеВ, 5/2⁺ та оцінки величини log ft цієї гілки в^--розпаду ¹⁸¹Hf. Отримане значення log ft 9,4 для гілки в^--розпаду ¹⁸¹Hf на рівень 771 кеВ, 5/2⁺ добре узгоджується з log ft > 9,9 для аналогічного в^--переходу на рівень 482 кеВ, 5/2⁺ і не суперечить відповідній систематиці для цієї області ядер.

В пункті 2.3.3 розглянуто експерименти, метою яких було проведення високоточних вимірів енергії деяких -переходів, які в подальшому можна було б використати як реперні для визначення енергії всіх рівнів ¹⁸¹Та та інших -променів, що збуджуються в розпаді ¹⁸¹Hf. Такими опорними переходами ми вибрали 133, 346, 482, 615 і 619 кеВ, а також поміряли різниці енергій ліній 137-133, 137-136 та 482-476. Детально ці дослідження описані в підпунктах 2.3.3.1 - 2.3.3.7.

Прецизійним вимірам різниці енергій ліній 137-133, 137-136 та 482-476 надавалось особливе значення, оскільки ці дані були необхідні для дослідження ефекту надтонкого зсуву ліній електронів внутрішньої конверсії в ¹⁸¹Та.

Оскільки лінії 136 та 137 кеВ, які нас цікавлять, не розділяються в одиночному -спектрі навіть при використанні дуже хорошого HPGe-детектора, були виконані виміри спектрів -збігів з вікнами на 346 та 482 кеВ. При цьому лінії 136 та 137 кеВ по різному виділяються в спектрі збігів.

На рис. 9. приведено ділянку -спектра з лініями 133, 136 та 137 кеВ для одиночного -спектра і спектрів -збігів з вікном на 346 та на 482 кеВ. Присутність лінії 136 кеВ в спектрі -збігів з вікном на лінії 482 кеВ пояснюється ефектом підсумовування в NaI(Tl)-детекторі каскадних переходів 133 та 346 кеВ.

Експериментальна форма одиночної -лінії з енергією 133 кеВ була використана як приладова для розкладання дублету 136 та 137 кеВ. Для градуювання по енергії ми використали значення різниці енергій між 133 та 136 кеВ, яка відома з високою точністю (близько 0,3 еВ) із вимірювань спектра електронів внутрішньої конверсії ¹⁸¹Hf. Результати вимірів наведені в табл. 8.

Як видно з рис. 7, переходи 476 та 482 кеВ розряджають рівень 5/2⁺ в перший збуджений та основний стан ¹⁸¹Та відповідно. Отже, різницю енергій цих -переходів можна визначити як із вимірювань їх енергій, так і безпосередньо із вимірів енергії переходу 6 кеВ між першим збудженим та основним станом ¹⁸¹Та.

Від спроби поміряти безпосередньо енергію переходу 6 кеВ ми відмовилися через відсутність зручних реперів в цій області енергій. На -спектрометрі з планарним HPGe-детектором GLP-36360/13 з роздільною здатністю 580 еВ на лінії 122 кеВ ⁵⁷Co була поміряна різниця енергій переходів 482 та 476 кеВ в розпаді ¹⁸¹Hf. В якості реперних ми використали лінії 468 та 484 кеВ із розпаду ¹⁹²Ir, енергії яких відомі з високою точністю.

На рис. 10 приведено ділянку -спектра в діапазоні енергії (460 495) кеВ. Правильність обробки контролювали шляхом вимірювань -спектрів на джерелах випромінювання з різними питомими активностями ¹⁸¹Hf та ¹⁹²Ir. Результати наведені в табл. 8.

Отримані значення енергії 5 рівнів ¹⁸¹Та та 10 -променів, які збуджуються в розпаді ¹⁸¹Hf, порівнюються з результатами інших робіт в пункті 2.3.4. (Див. табл. 3).

Таблиця 3

Значення енергії рівнів ¹⁸¹Та і -променів із розпаду ¹⁸¹Hf

Наші дані	Wu, 2005
Енергії, еВ	Енергії, еВ
рівнів	-променів	рівнів	-променів
6222,0 1,5	6222,0 1,5	6237 20	6240 20
136248,7 1,4	136248,6 1,4	136262 13	136269 13
482188,0 1,1	345938,9 1,8	482168 23	345970 40
	475965,3 1,9		475990 90
	482187,3 1,1		482170 30
615244,5 1,3	133056,4 1,7	615190 30	133027 18
	615243,4 1,3		615170 110
619038,3 1,1	3793,8 1,7	618990 50	3900 100
	136850,1 1,6		136970 60
	619037,2 1,1		618660 80

Вони добре узгоджуються між собою, але наші дані на порядок точніші. Короткі підсумки проведених досліджень зроблені в пункті 2.3.5.

В підрозділі 2.4 описані наші роботи з вивчення розпаду ¹⁷⁸Ta. Пункт 2.4.1 присвячений пошукам гілок розпаду ¹⁷⁸Ta на рівні 1364 і 1697 кеВ, I = 9^- ротаційних смуг, побудованих на станах та ¹⁷⁸Hf відповідно. В цьому випадку повинні спостерігатися переходи з енергіями 115, 217 та 218 кеВ (див. рис. 11).

Мова йде про заборонені в-переходи, зокрема про в-переходи заборонені за парністю другого порядку (з I = 2⁺). Слід відзначити, що надійних експериментальних даних про log ft таких -переходів дуже мало. В області ядер з Z (заряд ядра) близьким до гафнію (Z = 72) можна привести значення log ft лише для переходів при розпаді ¹⁵⁸Tb (I = 3^-, Т_1/2 = 180 років) на рівень 1^-, 977 кеВ ¹⁵⁸Gd (log ft = 11,8) та при розпаді ¹⁸⁴Ir (I = 5^-, Т_1/2 = 3,09 год) на рівень 3^-, 1544 кеВ ¹⁸⁴Os (log ft = 8,0). Для них значення log ft суттєво відрізняються - майже на чотири одиниці.

В результаті проведених досліджень було встановлено:

1) В -спектрі ¹⁷⁸Та окрім відомих -ліній спостерігаються також дві слабкі лінії 115 та 217 кеВ. (Див. рис. 12).

2) Ці лінії є результатом розрядки рівня 1479 кеВ міжсмуговим переходом через рівень 1364 кеВ ¹⁷⁸Hf.

3) Експериментальне значення відношення інтенсивностей цих -ліній узгоджується з теоретичними розрахунками по узагальненій моделі ядра.

4) Оцінені граничні значення log-ft подвійно заборонених -переходів (log ft 7,1 для гілки електронного захвату ¹⁷⁸Ta на рівень 1364 кеВ ¹⁷⁸Hf та log ft 6,7 для гілки електронного захвату ¹⁷⁸Ta на рівень 1697 кеВ ¹⁷⁸Hf) не суперечать систематиці для цієї області ядер.

В пункті 2.4.2 обговорюються експерименти по пошуку -переходу з енергією 515 кеВ () в ¹⁷⁸Hf. Встановлено верхню межу його інтенсивності, яка за нашим оцінкам складає (в припущенні Е3-мультипольності) та (в припущенні М2-мультипольності).

В табл. 4 приведені фактори затримки (по Вайскопфу) для К-заборонених -переходів в ¹⁷⁸Hf та ¹⁸⁰Hf.

Таблиця 4

Фактори затримки (по Вайскопфу) для К-заборонених -переходів в ¹⁷⁸Hf та ¹⁸⁰Hf

178Hf	180Hf
E, кеВ	IKр IKр	Мульти-польність	FW	E, кеВ	IKр IKр	Мульти-польність	FW
89	88- 80+	E1	1,81013	57	88- 80+	E1	3,21016
515	88- 60+	M2	1,01012	501	88- 60+	M2	1,31014
515	88- 60+	E3	1,3108	501	88- 60+	E3	1,8109

З порівняння даних табл. 4 можна зробити висновок, що при підвищенні точності визначення відношення інтенсивностей на порядок -перехід з енергією 515 кеВ може бути виявлений.

В пункті 2.4.3 викладені результати вимірів енергії рівня 1479 кеВ в ¹⁷⁸Hf, яка за нашими даними складає Е(1479) = (1479001 6) еВ. Отримане значення може бути використане для уточнення енергії рівнів ротаційної смуги, побудованої на ядерному стані . Короткі підсумки вже зробленого, перелік ще не вирішених проблем та перспективні напрямки майбутніх досліджень наведено в пункті 2.4.4.

Підрозділ 2.5 присвячений вивченню спектрів електронів внутрішньої конверсії деяких г-переходів із розпаду ^177,177mLu. Аномалії в коефіцієнтах внутрішньої конверсії К-заборонених г-переходів із розпаду ^177mLu досліджуються в пункті 2.5.1 дисертаційної роботи. Ізомер ^177mLu є дуже перспективним для пошуків таких аномалій. При його розрядці збуджуються аж три г-переходи електричної мультипольності 55, 116 та 228 кеВ з високим ступенем заборони по квантовому числу К (див. рис. 13).

Відносні інтенсивності ліній електронів внутрішньої конверсії та абсолютні значення коефіцієнтів внутрішньої конверсії для переходу 116 кеВ на L-підоболонках ¹⁷⁷Lu представлені в табл. 5. Тут же приведені теоретичні значення КВК і відношень КВК (Hager, 1968), а також величина відхилення експериментальних значень від теоретичних.

Таблиця 5

Коефіцієнти внутрішньої конверсії г-переходу з енергією 116 кеВ на L-підоболонках ¹⁷⁷Lu

КВК (експеримент)	КВК (теорія)	(КВКтеор - КВКeксп)/КВКтеор, %
L1/L3 = 0,053 ± 0,023	0,0430	-(23 ± 54)
L2/L3 = 1,243 ± 0,031	1,30	4,4 ± 2,4
б(L1) = 0,48 ± 0,21	0,398	-(21 ± 53)
б(L2) = 11,29 ± 0,32	12,0	5,9 ± 2,7
б(L3) = 9,09 ± 0,25	9,25	1,7 ± 2,7
б(L) = 20,86 ± 0,46	21,7	3,9 ± 2,1

Для L₂-підоболонки спостерігаються відхилення від теоретичних значень як для відносних, так і для абсолютних КВК, які неможливо пояснити домішками М4-мультипольності. Можливо, як і у випадку з переходом г228 кеВ, вони зумовлені ефектом проникнення.

Результати вимірів на магнітному в-спектрометрі типу енергії деяких переходів в ¹⁷⁷Lu та ¹⁷⁷Hf викладені в пункті 2.5.2. Вони були використані для з'ясування величини систематичної похибки при визначенні енергії -квантів із розпаду ^177,177mLu за допомогою напівпровідникового -спектрометра з генератором калібрувальних імпульсів. Встановлено відсутність суттєвих систематичних похибок при застосуванні такої методики. Переходи 113, 116, 228 та 281 кеВ рекомендуються як енергетичні стандарти для ядерної спектроскопії. В деякій мірі цей висновок справедливий і для інших -променів, які супроводжують розпад ^177mLu.

Підрозділ 2.6 присвячений дослідженням розпаду ⁹⁹Mo. Короткий огляд експериментальних робіт по даній тематиці зроблено в пункті 2.6.1. Наявність багатьох -переходів з низькою інтенсивністю створює певні труднощі з побудовою схеми розпаду ⁹⁹Mo. В пункті 2.6.2 описані експерименти, метою яких було уточнення інтенсивностей -променів в області енергій вище 150 кеВ. При вивченні різних ділянок -спектра застосовували різні HPGe-детектори, а також різні комбінації поглиначів з кадмію і свинцю, що дало змогу сформувати оптимальну криву ефективності реєстрації -спектрометра в досліджуваній області енергій.

Як приклад, на рис. 15 та рис. 16 приведені ділянки -спектрів в діапазоні енергії (350 550) кеВ та (950 1100) кеВ, поміряні за допомогою коаксіальних HPGe-детекторів GMX-30190 та GEM-40195.

Результати представлено в табл. 6. Відносні інтенсивності -променів, отримані в нашій роботі, більш точні і добре узгоджуються з даними інших авторів.

Таблиця 6

Відносні інтенсивності -променів з розпаду ⁹⁹Mo

E, кеВ	Інтенсивність, відн. од.	E, кеВ	Інтенсивність, відн. од.
158,8 (?)	0,146 0,005	620,0 + 621,8	0,222 0,010
162,4	0,110 0,005	739,5	100 3
181,1	49,5 1,5	777,9	35,3 0,6
321,0 (u)	0,074 0,004	823,0	1,12 0,03
366,4	9,8 0,3	861,2	0,006 0,003
380,1	0,069 0,005	960,8	0,768 0,013
410,3 + 411,5	0,130 0,007	986,4	0,0109 0,0009
457,6	0,057 0,005	1001,3	0,0333 0,0019
469,6	0,044 0,007	1056,2	0,0064 0,0006
528,8	0,411 0,010	1071,9	0,0029 0,0010
580,5 + 581,3	0,040 0,004	1082,0 (u)	0,0022 0,0009

Примітка: (?) - можливе розміщення -переходу в схемі розпаду;

(u) - -переходи, не розміщені в схемі розпаду.

магнітний спектрометр актиноїд енергія

Результати прецизійних вимірів енергії деяких -переходів у ⁹⁹Tc представлені в пункті 2.6.3. Ці дані були використані для розрахунку енергії збуджених станів 1/2⁺ 920 кеВ, 3/2^- 1004 кеВ та 3/2⁺ 1141 кеВ ⁹⁹Tc. Отримані значення енергії рівнів ⁹⁹Tc та -променів, які збуджуються при розпаді ⁹⁹Mo (див. табл. 7), добре узгоджуються з даними інших експериментальних робіт і перевершують їх по точності. Слід відзначити, що енергії трьох інтенсивних -переходів визначені з похибкою не гіршою за 10 ppm. Така точність відповідає вимогам щодо ліній, які можуть бути використані як енергетичні стандарти для ядерної спектроскопії.

Таблиця 7

Уточнені значення енергії рівнів ⁹⁹Тc і -променів, із розпаду ⁹⁹Mo

Наші дані	Tuli, 2001
Енергії, еВ	Енергії, еВ
рівнів	-променів	рівнів	-променів
920586 4	411479 12	920591 11	411491 15
	739489 4		739500 17
	777900 8		777921 20
1004050 10	822953 10	1004066 15	822972 15
1141875 8	1001339 8	1141871 14	1001343 18
	960776 8		960754 20

В пункті 2.6.4 проведено аналіз і корекцію схеми розпаду ⁹⁹Mo на основі нових експериментальних даних. На рис. 17 приведена схема розпаду ⁹⁹Mo, запропонована Сінгхом та Сахотою (Singh, 1982).

Пунктирними лініями зображені нові рівні та переходи, введені авторами. Схема містить 18 збуджених станів ⁹⁹Tc. Шість рівнів - 762,0, 1004,2, 1071,92, 1129,7, 1169 і 1199 кеВ - не збуджуються в реакціях із зарядженими частинками і введені тільки на підставі даних, отриманих при дослідженні розпаду ⁹⁹Mo. Заселення цих рівнів у -розпаді, розраховані на підставі балансу інтенсивностей -променів, складають від 0,1 до 0,002%.

Нами підтверджено існування збуджених станів ⁹⁹Tc з енергією 1004,2, 1071,92, 1129,7 та 1199 кеВ. У той же час, наші дослідження не підтверджують введення до схеми розпаду рівнів з енергією 762,0 та 1169 кеВ.

третій розділ дисертації присвячений дослідженням взаємодії дипольного магнітного моменту ядра з електронною оболонкою атома. Ефект надтонкої взаємодії (НВ-ефект) викликає розщеплення термів тонкої структури атома на підрівні, які утворюють надтонку структуру, а це, в свою чергу, призводить до надтонкої структури ліній випромінювання.

В підрозділі 3.1 зроблено короткий огляд методів вимірювання магнітних моментів ядер.

Експериментальні дослідження надтонкого зсуву рентгенівських ліній описані в підрозділі 3.2. В пункті 3.2.1 викладені результати дослідів, проведених на кристал-дифракційному спектрометрі, в яких вперше було зареєстровано НВ-ефект в рентгенівських спектрах атомів як розширення флуоресцентних K₁-ліній в європії та сурмі. В пункті 3.2.2 обговорюються експериментальні роботи 1977 - 1981 років, в яких було показано, що надтонкий зсув 1s_1/2 терму можна спостерігати на рентгенівських -квантах, які випромінюються при електронному захваті або при внутрішній К-конверсії -променів. В цьому випадку заселення компонентів надтонкої структури більше не буде статистичним і такий зсув досить легко поміряти на кристал-дифракційному спектрометрі. Подальші дослідження Ленінградського інституту ядерної фізики розглянуті в пункті 3.2.3.

Основні положення теорії надтонкого зміщення конверсійних ліній викладені в підрозділі 3.3. Короткий огляд робіт по даній тематиці зроблено в пункті 3.3.1. Методика розрахунків констант магнітної надтонкої структури описана в пункті 3.3.2. Ці розрахунки відзначаються високою точністю у зв'язку з максимальною простотою атомної системи (атом з однією діркою в К- або L-оболонці), що є перевагою даного методу в порівнянні з відомими методами визначення моментів у зовнішніх полях. Там же приведені значення магнітних дипольних надтонких констант 1s_1/2-, 2s_1/2-, 2p_1/2- та 2p_3/2-рівнів для усіх ядер з атомними номерами від Z = 10 до Z = 100.

...