Дослідження фотоядерних реакцій на ядрах 238U, 237Np, 232Th, 123Sb, 121Sb, 118Sn з використанням методу ізомерних відношень

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна академія наук України

Інститут ядерних досліджень

УДК 539.144.7

Дослідження фотоядерних реакцій на ядрах ²³⁸U, ²³⁷Np, ²³²Th, ¹²³Sb, ¹²¹Sb, ¹¹⁸Sn з використанням методу ізомерних відношень

01.04.16 - фізика ядра, елементарних частинок і високих енергій

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук

Безшийко Олег Анатолійович

Київ 2006

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі ядерної фізики Київського національного університету імені Тараса

Шевченка.

Науковий керівник: кандидат фізико-математичних наук, доцент, Каденко Ігор Миколайович, фізичний факультет, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, завідувач кафедрою ядерної фізики.

Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, Купряшкін Володимир Тихонович, Інститут ядерних досліджень НАН України, завідувач відділом ядерної спектроскопії.

доктор фізико-математичних наук, професор, Хіміч Іван Васильович, Ужгородський національний університет, професор кафедри фізики ядра і елементарних частинок

Провідна установа: Національний науковий центр „Харківський фізико-технічний інститут” НАН України

Захист відбудеться “ 18 ” травня 2006 р. о 14¹⁵ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.167.01 при Інституті ядерних досліджень НАН України за адресою: 03680, м. Київ, проспект Науки, 47.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту ядерних досліджень НАН України, 03680, м. Київ, проспект Науки, 47.

Автореферат розісланий “ 17 ” квітня 2006 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат технічних наук Томчай С.П.

фотоядерний ізомерний дипольний резонанс

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Інформація про кутові моменти високозбуджених станів атомних ядер є необхідною для визначення механізмів ядерних реакцій і вивчення динаміки процесів формування продуктів реакцій. Особливо важливими є дослідження кутових моментів уламків поділу, які надають корисну інформацію про конфігурацію ядерної системи ділення біля точки розриву та динаміку процесу поділу, в деяких випадках значення величин кутових моментів можуть бути вирішальними для вибору між різними механізмами формування системи, що ділиться.

Метод ізомерних відношень - один із найпотужніших і методично простих методів вивчення кутових моментів продуктів поділу. Він також може використовуватися для дослідження характеристик структури ядра та механізмів ядерних реакцій. В той же час використання спрощених моделей розрахунку ізомерних відношень із заміною дослідження впливу енергетичної області дискретних рівнів ядра на припущення вирішального переходу Хайзінги і Ванденбоша обмежує аналітичні можливості методу і може вносити суттєві похибки при розрахунках. Багаторічне використання такого підходу для визначення ряду статистичних характеристик (таких як параметр спінового обрізання та параметр густини рівнів) показало, що так і не вдалося систематизувати ці величини та отримати достатньо обґрунтовані з фізичної точки зору систематики.

Використання г-квантів для опромінення ядер, які досліджуються, має цілий ряд переваг перед іншими типами налітаючих частинок. Внесення низького спіну в ядро-мішень незалежно від енергії збудження є особливо цінною властивістю при дослідженні кутових моментів збуджених станів уламків поділу та модельних характеристик дезбудження ядер - продуктів реакцій. Але відсутність протягом багатьох років інтенсивних джерел моноенергетичних пучків г-квантів не давала можливості ефективно застосовувати ці переваги. Використання гальмівного випромінювання прискорювачів електронів в якості високоінтенсивного г-джерела суттєво ускладнює процедуру отримання енергетичних залежностей характеристик структури ядра і ядерних реакцій, які в багатьох випадках є визначальними чи дуже важливими для розуміння процесів утворення і розпаду продуктів реакцій. Обмежена кількість даних з ізомерних відношень продуктів фотоядерних реакцій також сильно ускладнює систематизацію та аналіз залежностей ізомерних відношень від різних характеристик ядер і ядерних реакцій. За останні роки помітний великий прогрес в розвитку більш інтенсивних джерел квазімоноенергетичних г-квантів (які базуються, в основному, на методі зворотного комптонівського розсіяння), розглядаються проекти високоінтенсивних квазімоноенергетичних джерел г-квантів з енергією, яка може плавно і неперервно регулюватися в діапазоні від десятків кеВ до сотень МеВ. Створення таких джерел може кардинально змінити місце фотоядерних реакцій в ієрархії методів дослідження структури ядра і механізмів ядерних реакцій та перетворити їх на потужний і зручний інструмент дослідника. При цьому з'являється можливість отримання великої кількості важливої ядерно-фізичної інформації в області низьких та середніх енергій збудження, як фундаментального, так і прикладного характеру. Такі джерела можуть суттєво просунути вперед рівень знань про природу процесів поділу, дозволити детально дослідити їх динаміку та енергетичні залежності. Отже, розвиток методик і інструментів для вивчення характеристик фотоядерних реакцій та визначення середніх кутових моментів є актуальним, а отримання нових експериментальних даних з ізомерних відношень в фотоядерних реакціях є вкрай необхідним. Саме ці питання і розглядаються в роботі.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Основна частина представленої роботи виконана у відповідності до тематичного плану науково-дослідних робіт Київського національного університету імені Тараса Шевченка в рамках державної бюджетної теми № 01БФ051-15 “Комплексні дослідження механізмів ядерних реакцій, властивостей атомних ядер та наслідків дії іонізуючого випромінювання” кафедри ядерної фізики фізичного факультету. Робота була частково підтримана МАГАТЕ - в рамках координаційної програми “Parameters for calculation of nuclear reactions of relevance for non-energy nuclear applications (RIPL-3)”.

Робота виконувалась спільно з відділом структури ядра Київського інституту ядерних досліджень НАН України та Ужгородським інститутом електронної фізики НАН України.

Мета і задачі дослідження. Основна мета дисертаційної роботи полягала в отриманні нових експериментальних даних по ізомерним відношенням і середнім кутовим моментам для ряду ядер-продуктів фотоядерних реакцій в області енергій гігантського дипольного резонансу та розвитку методу ізомерних відношень для дослідження кутових моментів збуджених станів продуктів ядерних реакцій.

Було поставлено наступні задачі:

1) отримати експериментальні значення ізомерних відношень для уламків фотоподілу ядер ²³²Th, ²³⁸U, ²³⁷Np та продуктів фотоядерних реакцій ¹²³Sb(,n)¹²²Sb, ¹²¹Sb(,n)¹²⁰Sb, ¹¹⁸Sn(,p)¹¹⁷In;

2) розробити підхід для визначення середніх кутових моментів збуджених станів уламків фотоподілу ядер з використанням методу ізомерних відношень та врахуванням експериментальної інформації про схеми рівнів ядер;

3) розрахувати величини середніх кутових моментів збуджених станів уламків фотоподілу ядер-актиноїдів з використанням розробленої методики;

4) дослідити залежності ізомерних відношень від кутових моментів збуджених станів, модельних спрощень, параметрів структури ядер-продуктів реакцій і механізмів їх дезбудження;

5) дослідити експериментальні підстави для використання припущення Хайзінги і Ванденбоша про вирішальні переходи при розрахунку ізомерних відношень.

Об'єкт дослідження. Кутові моменти збуджених станів продуктів ядерних реакцій.

Предмет дослідження. Ізомерні відношення.

Методи дослідження. Для дослідження зв'язку між ізомерними відношеннями та кутовими моментами збуджених продуктів реакцій використовувалися реакції, в яких налітаючі частинки вносять мінімальний спін в ядро, в першу чергу розглядалися фотоядерні реакції.

Для експериментального визначення ізомерних відношень використовувалася методика прямого вимірювання -спектрів продуктів активації без попереднього радіохімічного виділення.

Розрахунки ізомерних відношень в залежності від спінів ядер-продуктів реакцій спиралися на припущення статистичного механізму розпаду збуджених материнських ядер (використання модельного підходу Хаузера-Фешбаха).

У роботі використовувався модифікований варіант програмного коду для розрахунків характеристик ядерних реакцій Empire II, в якому нами було введено можливість вивчати фотоядерні реакції, досліджувати процеси дезбудження уламків фотоподілу та підраховувати ізомерні відношення.

Для розрахунків середніх кутових моментів уламків поділу використовувались написані спеціальні програмні модулі, які працюють у взаємодії з Empire II.

Для вивчення заселення ізомерних станів з експериментально визначених рівнів ядер (при дослідженні експериментальних підстав для використання припущення Хайзінги і Ванденбоша про вирішальні рівні) були написані спеціальні програмні модулі, які використовують інформацію з бібліотеки даних RIPL 2.

Наукова новизна одержаних результатів. За допомогою методу ізомерних відношень проведені дослідження фотоядерних реакцій на ядрах ²³²Th, ²³⁸U, ²³⁷Np, ¹¹⁸Sn, ¹²¹Sb, ¹²³Sb, а саме:

§ вперше виміряно ізомерні відношення для уламків ¹¹⁷In, ¹³⁰Sb, ¹³³Te, ¹³⁴I, ¹³⁵Xe фотоподілу ²³²Th -квантами гальмівного спектру лінійного прискорювача електронів з максимальною енергією -квантів E_max=23 МеВ;

§ вперше виміряно ізомерні відношення і отримано середні кутові моменти для уламків ⁸⁴Br, ¹²⁹Sb, ¹³⁰Sb, ¹³¹Te, ¹³²Sb, ¹³³Te, ¹³⁴I, ¹³⁵Xe фотоподілу ²³⁸U та уламків ¹³⁴I, ¹³⁵Xe фотоподілу ²³⁷Np -квантами гальмівного спектру мікротрона з максимальною енергією -квантів E_max=16 МеВ;

§ отримано нові експериментальні дані по ізомерним відношенням для ядра ¹¹⁷In - продукту реакції ¹¹⁸Sn(,p)¹¹⁷In при опроміненні -квантами гальмівного спектру мікротрона з E_max=15 МеВ і E_max=16 МеВ та уточнено дані по ізомерним відношенням для ядра ¹²⁰Sb - продукту реакції ¹²¹Sb(,n)¹²⁰Sb та ядра ¹²²Sb - продукту реакції ¹²³Sb(,n)¹²²Sb при опроміненні -квантами гальмівного спектру мікротрона з E_max=16 МеВ.

Вперше детально розглянуті експериментальні підстави для використання моделі Хайзінги і Ванденбоша при розрахунку ізомерних відношень. Показано, що для більшості ядер припущення Хайзінги і Ванденбоша або не виконується, або виконується з дуже великими обмеженнями.

Розроблено новий підхід для визначення на основі методу ізомерних відношень середнього кутового моменту материнського ядра - уламка поділу з коректним врахуванням спінів, які „уносяться” -квантами і нейтронами при розпаді такого ядра до ізомерного рівня та з урахуванням особливостей експериментально визначених схем рівнів. Написано програмний код реалізації цієї моделі.

Вперше на основі порівняння проведених розрахунків з експериментальними даними для широкого кола ядер вказано на систематичне заниження значень теоретичних розрахунків ізомерних відношень для (г,n) реакцій при використанні загально прийнятих статистичних моделей розрядки збудженого ядра і модельних параметрів та з урахуванням експериментальних схем дискретних рівнів. Розглянуто можливі причини і механізми таких розбіжностей.

Практичне значення одержаних результатів. Результати роботи дозволяють отримати більш точну інформацію про механізми та динаміку процесу поділу ядер, а також механізми фотоядерних реакцій. Розроблена методика дозволяє використовувати метод ізомерних відношень для визначення механізмів ядерних реакцій, які чутливі до значень спінів ядер_продуктів реакцій.

Проведено модифікацію та розширення коду для розрахунку характеристик ядерних реакцій Empire II - введено фотоядерний канал для дослідження характеристик фотоядерних реакцій в області енергій гігантського дипольного резонансу (ГДР) та інкорпоровані підпрограми із сучасними напівфеноменологічними моделями обчислення радіаційних силових функцій (MLO1, MLO2, MLO3, SLO, GFL, EGLO). Ці частини програмного коду перевірені та використовуються в новій версії 2.19 коду Empire II.

Удосконалено код Empire II для забезпечення напівавтоматичного розрахунку ізомерних відношень з урахуванням детальної схеми рівнів ядра_ізомера та дослідження дезбудження уламків поділу ядер. Для визначення ГДР параметрів моделей обчислення радіаційних силових функцій використано дані з бібліотеки RIPL-2.

Особистий внесок здобувача. Підготовку, проведення та обробку даних в усіх експериментах, на базі яких було отримано результати дисертації, було проведено або безпосередньо автором, або при його активній участі. Інкорпорування фотоядерного каналу та нових моделей розрахунку радіаційних силових функцій в код EMPIRE II було зроблено у співавторстві з професором Плюйком В.А. при активній участі автора. Модернізація коду EMPIRE II та створення нових програмних інструментів для дослідження ізомерних відношень в залежності від спінів збуджених станів продуктів реакцій та дослідження уламків поділу були проведені автором. Автором було також проведено теоретичні розрахунки з використанням нових програмних інструментів та порівняння з експериментальними даними моделі Хайзінги і Ванденбоша. Автор приймав активну участь в усіх обговореннях результатів експериментів і розрахунків. Усі публікації в співавторстві написані за особистої участі автора.

Апробація результатів дисертації. Усі результати, представлені в дисерта-ції, доповідались та обговорювались на семи конференціях та нарадах: на щорічних наукових конференціях Інституту ядерних досліджень НАН України 2002 і 2004 років (Київ); Міжнародних нарадах з ядерної спектроскопії та структури атомного ядра в 2003 р. (Москва, Росія), в 2004 р. (Бєлгород, Росія), в 2005 р. (Санкт-Петербург, Росія); Міжнародній конференції “Conference on Nuclear Data for Science and Technology "ND2004"” в 2004 р. (Santa Fe, USA); III конференції з фізики високих енергій, ядерної фізики та прискорювачам в 2005 р. (Харків).

Публікації. Основні результати, представлені в дисертації, опубліковані в 22 роботах, з них: 11 - публікації в реферованих журналах [1-8,10,13,14], 1 робота в збірнику наукових праць [11], 8 - тези конференцій [15-22]. Всі публікації виконано у співавторстві, внесок здобувача вказано вище.

Структура дисертації. Дисертаційна робота містить вступ, три розділи, висновки, список використаних джерел, що містить 162 найменування. Обсяг дисертації складає - 138 сторінок тексту, включаючи 28 рисунків, 8 таблиць та список використаних джерел.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі висвітлено актуальність теми, визначено мету і задачі роботи, наукову новизну та практичне значення одержаних результатів, зв'язок роботи з науковими програмами і темами, відмічено особистий внесок здобувача.

У першому розділі дисертації розглянуто важливість проблеми вивчення кутових моментів, а також підходи та методики для визначення кутових моментів збуджених продуктів реакцій: методики на основі дослідження кутових залежностей гамма-квантів відносно виділених напрямків; методики, які вивчають кутові розподіли уламків поділу; дослідження множинності гамма-квантів; використання інформації про відносне заселення рівнів ротаційної смуги; використання ізомерних відношень. Аналізуються переваги та обмеження різних методів. Більш детально розглянуто метод ізомерних відношень та області його застосування, наводяться основні визначення та термінологія, розглянуто модель Хайзінги і Ванденбоша розрахунку ізомерних відношень. Акцентується увага на основних характеристиках та їх співвідношеннях, які впливають на зв'язок ізомерних відношень із середніми кутовими моментами - множинність г-квантів, їх мультипольність і залежність розподілу густини ядерних рівнів від спіну (параметр спінового обрізання), зміна спіну після вильоту частинок в процесі дезбудження ядра. Наголошується на проблемних питаннях методик, які використовують метод ізомерних відношень: обмеженості експериментального обґрунтування моделі Хайзінги і Ванденбоша; розбіжностях, які існують в експериментальних та теоретичних оцінках кількості г-квантів в каскаді; визначенні відносного внеску статистичного каскаду і ротаційної смуги; проблемах використання експериментальної інформації про схеми дискретних рівнів ядер для більш коректного розрахунку. Підкреслено важливість більш детального розгляду існуючих теоретичних залежностей ізомерних відношень від кутових моментів початкових збуджених станів та необхідність порівняння їх з експериментальними даними. У зв'язку з активним розвитком напрямку побудови потужних джерел квазімоноенергетичних г-квантів показано перспективність використання фотоядерних реакцій для вирішення цих задач та дослідження статистичних характеристик ядер.

При розрядці збудження ядер г-каскадом часи переходу між рівнями складають, як правило, менше ніж 10^-13 с. В деяких випадках такі переходи загальмовуються внаслідок великої різниці спінів між рівнями. На даний час відомо кількасот ядер, в яких є один чи більше ізомерний рівень (перехід з якого на рівні з меншими енергіями загальмовано) з періодом напіврозпаду, більшим 1 мс. Як правило, такі рівні мають не дуже високі енергії та відносно великі спіни у порівнянні із основними станами ядер. Заселяються ізомерні рівні переважно із високозбуджених станів, які мають високі значення спінів. Гамма розрядка збудження із станів з меншими значеннями спінів більш імовірна на низькоспіновий основний стан ядра. Саме тому вивчаючи відношення заселення ізомерного рівня до заселення основного стану ядра при розрядці збудження ядра шляхом випромінювання г-квантів можна оцінювати середні величини спінів початкових збуджених станів ядер-продуктів реакцій. Якщо переріз утворення ядра в основному стані позначити як , а переріз утворення ядра в ізомерному стані позначити як , а повний переріз , тоді ізомерне відношення можна визначити двома шляхами: 1) ; 2) . Також часто замість величини використовується інший вираз для ізомерного відношення , де - переріз утворення ядра в стані із більшим спіном, а - переріз утворення ядра в стані з меншим спіном. Це пов'язано з тим, що для ряду ядер спін ізомерного рівня менший за спін основного стану. Також у деяких ядер є більше, ніж один ізомерний рівень. Тому відношення зручно використовувати в загальному випадку, оскільки воно завжди має прямо пропорційну залежність від величини спіну початкового стану збудженого ядра незалежно від особливостей його схеми рівнів. У випадках, коли спектр налітаючих частинок суттєво відрізняється від моноенергетичного (особливо в експериментах з гальмівними г-квантами), також використовують ізомерне відношення виходів :

,

де - вихід реакції із утворенням кінцевого ядра в метастабільному (основному) стані, - максимальна енергія налітаючих частинок, - енергетичний спектр налітаючих частинок, - переріз реакції із утворенням кінцевого ядра в метастабільному (основному) стані для енергії налітаючих частинок , - поріг реакції із утворенням кінцевого ядра в метастабільному (основному) стані.

При моделюванні механізмів заселення ізомерних рівнів з високозбуджених станів продуктів реакцій найбільш поширеним є підхід з використанням статистичного опису розрядки ядра. Зміна спіну ядра іде за рахунок випромінювання г-кванту, і величина цієї зміни, в першу чергу, залежить від мультипольності випромінювання. Збуджене ядро дезбуджується статистичним каскадом в області квазінеперервного спектру, тобто розрахунки гамма ширин та енергій г-квантів проводяться на базі статистичних моделей. При досягненні каскаду області дискретних рівнів широко використовують наближення Хайзінги і Ванденбоша про вирішальний перехід. Цей останній г_перехід проходить по специфічно визначеній схемі, для якої можна записати так звану функцію відбору переходу на ізомерний (основний) рівень ядра зі спіном :

,

де - спін рівня, з якого іде вирішальний перехід. Іншими словами, перехід іде на той рівень, для якого різниця спінів між початковим і кінцевим рівнем буде мінімальною.

Переріз утворення ядра в ізомерному (основному) стані визначається як

,

де - перерізи збудження станів, з яких ідуть вирішальні переходи. Припущення Хайзінги і Ванденбоша хоча і не достатньо добре фізично обґрунтоване, але на початку 60-х років минулого століття йому не було альтернативи. За останні роки було накопичено великий об'єм експериментальних даних із схем рівнів, завдяки чому існує можливість для багатьох ядер розглядати розрядку збудження з врахуванням детальної експериментально визначеної схеми дискретних рівнів. Такий підхід як альтернатива моделі Хайзінги і Ванденбоша є більш послідовним і був базовим в даній роботі при розрахунках ізомерних відношень.

У другому розділі детально розглянуто методику прямого вимірювання _спектрів продуктів активації джерелами гальмівного випромінювання без попереднього радіохімічного виділення, описано умови проведення експериментів по визначенню ізомерних відношень для цілого ряду ядер в різних фотоядерних реакціях. Проведено експериментальне визначення ізомерних відношень продуктів фотоподілу ядер ²³²Th, ²³⁸U та ²³⁷Np при максимальній енергії гальмівного г-випромінювання 16 МеВ для ядер ²³⁸U та ²³⁷Np і 23 МеВ для ядер ²³²Th, відпрацьовано методики вимірювань і обрахунку, проведено порівняння отриманих результатів з даними інших робіт. Для більшості ядер при цих енергіях (E_гmax=23 МеВ, ядро поділу - ²³²Th, уламки - ¹¹⁷In, ¹³⁰Sb, ¹³³Te, ¹³⁴I, ¹³⁵Xe; E_гmax=16 МеВ, ядро поділу - ²³⁸U, уламки - ⁸⁴Br, ¹²⁹Sb, ¹³¹Te, ¹³²Sb, ¹³³Te, ¹³⁴I, ¹³⁵Xe; E_гmax=16 МеВ, ядро поділу - ²³⁷Np, уламки - ¹³⁴I, ¹³⁵Xe) дані по ізомерним відношенням отримано вперше. Виміряно ізомерні відношення продуктів реакцій ¹²¹Sb(,n)¹²⁰Sb, ¹²³Sb(,n)¹²²Sb при максимальній енергії гальмівного г-випромінювання 16 МеВ та ¹¹⁸Sn(,p)¹¹⁷In при максимальній енергії гальмівного г-випромінювання 15 та 16 МеВ, проведено порівняння з даними, які наведено в інших роботах. Ізомерне відношення для ядра ^117g,mIn -продукту реакції ¹¹⁸Sn(,p)¹¹⁷In при енергіях г-квантів 15 та 16 МеВ виміряно вперше. Для опромінення зразків ²³²Th використовувалось гальмівне випромінювання лінійного прискорювача електронів MEVATRON-KD2 з максимальною енергією гальмівних г-квантів 23 МеВ. Основні характеристики та параметри пучка, які використовувалися при вимірюваннях, були такими: частота повторювання імпульсів 300 Гц, довжина імпульсу близько 1 мксек, середній струм електронів більше 100 мкА. Для захисту від можливого впливу фонових нейтронів застосовувався комбінований захист із використанням кадмієвих пластин. Для опромінення зразків ²³⁸U, ²³⁷Np, ¹²³Sb, ¹²¹Sb та ¹¹⁸Sn використовувалися г-кванти гальмівного випромінювання мікротрону М-30 Ужгородського інституту електронної фізики НАНУ. Основні параметри пучка: частота повторювання імпульсів 2 КГц, довжина імпульсу близько 150 нсек, середній струм електронів біля 5 мкА. Електрони проходили із вакууму назовні через тонку титанову фольгу (товщиною 0.05 мм), далі одразу за нею попадали на комбіновану мішень, яка складалася з танталового шару (товщиною 1.0 мм), 5 мм шару титану і після нього алюмінієвого шару товщиною 12 мм. Для вимірювання продуктів поділу ²³²Th використовувались антикомптонівський _спектрометр з центральним детектором із надчистого германію з енергетичною роздільною здатністю 1.3 кеВ на -лінії 661.6 кеВ ¹³⁷Сs і ефективністю 40% у порівнянні з NaI(Tl)-детектором розмірами 3"3", а також Ge-детектор з енергетичною роздільною здатністю 1.9 кеВ на -лінії 1332.5 кеВ ⁶⁰Co і ефективністю 30% у порівнянні з NaI(Tl)-детектором розмірами 3"3". В усіх інших випадках використовувався HPGe г-спектрометр з роздільною здатністю менше 2.0 кеВ на г-лінії 1332.5 кеВ ⁶⁰Co і ефективністю 20% у порівнянні з NaI(Tl)-детектором розмірами 3"3". Зразки ²³²Th представляли собою порошок окису торію, а зразки ²³⁸U - 10 пластинок з тонким шаром збідненого урану, уламки від поділу якого збиралися на тонких алюмінієвих фольгах, які переносилися після опромінення до місця вимірювання. Зразками ²³⁷Np були алюмінієві фольги з нанесеним тонким шаром нептунію. Зразки ¹²¹Sb, ¹²³Sb були у вигляді металічних дисків із сурьми природного складу. Використовувався також збагачений до 98.3% ізотопом ¹¹⁸Sn зразок олова. Збагачення дало змогу суттєво зменшити фон від реакції (,n) на основних ізотопах олова природного складу. Після опромінення зразків не проводилося ні радіохімічне, ні масспектрометричне виділення потрібного ізотопу - весь зразок після деякого часу витримки направлявся на вимірювання -спектрів продуктів активації. На рис.1 наведені спрощена блок-схема експерименту та, в якості прикладу, частина апаратурного спектру від зразка урану після опромінення із деякими -лініями, які використовувались при визначенні ізомерних відношень.

Вимірювання складалося із серії послідовних наборів спектрів. Час набору кожного спектру змінювався (від 1 хвилини на початку серії до 10 хвилин наприкінці). Для вибору оптимальних умов експерименту для різних серій набраних спектрів варіювалися як час опромінення так і витримка перед вимірюванням (від двох хвилин до кількох годин). Калібровка спектрометру по енергії проводилася одразу перед вимірюванням, а потім проводилися перекалібровки по спектрам під час серії вимірювань. Це можливо було робити з хорошою точністю із-за наявності великої кількості піків в усьому енергетичному діапазоні. Оскільки в якості аналітичних ліній для визначення ізомерних відношень ¹²²Sb використовувались піки в низькоенергетичній області (61.4 кеВ і 76.1 кеВ), особлива увага приділялася визначенню ефективності детекторів в цій області і врахуванню ефектів самопоглинання гамма-квантів у зразку сурьми. Результати визначення ізомерних відношень наведено в таблицях 1, 2. У цих таблицях I^р_H (I^р_L) та є, відповідно, спін та вихід ізомерного чи основного рівня з вищим (нижчим) спіном.

У третьому розділі наведено результати перевірки фізичного обґрунтування моделі Хайзінги і Ванденбоша для розрахунку ізомерних відношень з використанням бази даних RIPL-2 по експериментальним оціненим схемам рівнів та спектроскопічним характеристикам ядер. Показано, що припущення Хайзінги і Ванденбоша про використання вирішальних переходів носить дуже наближений характер і погано узгоджується з експериментальними даними. Його використання в середньому по різним ядрам призводить до систематичного завищення розрахованих величин ізомерних відношень. Таке завищення є особливо суттєвим для реакцій, в яких до складеного ядра вноситься малий спін (фотоядерні реакції та реакції захоплення нейтронів з енергіями, близькими до теплових), і менш актуальне при внесенні великого кутового моменту (реакції з важкими іонами). Акцентовано увагу на тому, що в свій час припущення Хайзінги і Ванденбоша дало змогу досить просто розраховувати ізомерні відношення без знання детальної схеми дискретних рівнів. Але на даний час, коли об'єм експериментальної інформації про схеми рівнів багатьох ядер є значним, використання моделі з вирішальними переходами може загальмовувати детальне дослідження механізмів зміни спіну в результаті розрядки високозбуджених рівнів ядер. Необхідні систематичні детальні розрахунки по статистичній моделі з використанням експериментально визначених схем рівнів ядер. На основі порівняння з фотонейтронними експериментальними даними зроблено висновок про систематичне (в середньому по багатьом ядрам) заниження розрахованих величин ізомерних відношень при використанні стандартного статистичного механізму розрядки збудженого ядра - продукту реакції із задіянням експериментально визначених схем рівнів. Розглянуто можливі причини такого розходження: заниження величини кутового моменту, яку уносить нейтрон при вильоті з ядра у фотонейтронних реакціях; погане знання детальної схеми рівнів; можливий значний внесок г-переходів більш високої мультипольності; внесок ротаційних переходів в загальну радіаційну ширину; заселення ізомерних станів за рахунок нестатистичних специфічних переходів; збільшений вихід г-квантів при розрядці збуджених ядер в низькоенергетичній області неперервного спектру (від десятків кеВ до 100_300 кеВ). В роботі обґрунтовано необхідність застосування програмних інструментів для оцінки характеристик ядерних реакцій із широкими можливостями для аналізу даних, достатньо великим вибором сучасних модельних підходів і можливістю легкої адаптації теоретичних алгоритмів до специфічних потреб аналізу ізомерних відношень. Показано, що на даному етапі розвитку в якості такого інструменту може виступати код Empire II після проведення необхідних модифікацій. Розглянуто основні характеристики та модельні підходи, які використовуються в цьому коді. Наведено базову інформацію про модернізацію коду Empire II з метою використання його при дослідженнях фотоядерних реакцій, ізомерних відношень та середніх кутових моментів уламків поділу. Наведено основні етапи алгоритму теоретичної схеми розрахунку середніх кутових моментів продуктів поділу ядер з використанням експериментально отриманих величин ізомерних відношень. Розглянуто вплив немоноенергетичності гальмівного спектру г-квантів на розраховані ізомерні відношення.

При використанні припущення про вирішальний перехід на ізомерний або основний рівень з останнього рівня області статистичного г-каскаду з мінімальною зміною спіну між початковим і кінцевим рівнями неявно використовується експериментально добре перевірена і достатньо теоретично опрацьована залежність імовірності г-переходу від мультипольності випромінювання. Спираючись на цю залежність, практично робиться припущення про те, що вирішальний перехід є в дійсності групою переходів (каскадом в низькоенергетичній області дискретних рівнів), а не одним переходом, оскільки для більшої частини ізомерних ядер різниця між спінами ізомерних рівнів (або основного і ізомерного) перевищує 2 (а досить часто і більше 4), а імовірність високомультипольного переходу різко падає із підвищенням мультипольності. При розрахунках значення спінів ізомерних рівнів відрізняються на кілька одиниць від величини спіну останніх рівнів статистичної області, тому більш імовірним є виліт кількох гамма квантів з низькою мультипольністю, ніж одного з високою. Для випадку наближення, при якому спін останнього в каскаді рівня із квазінеперервної області дорівнює спіну першого рівня в області дискретних експериментально визначених рівнів (тобто при переході із неперервної в дискретну зону спіни рівнів не змінюється), проведена оцінка обґрунтованості моделі Хайзінги і Ванденбоша. Для розрахунку заселення ізомерних та основного рівня з експериментально визначених рівнів використовувалась бібліотека RIPL-2 оцінених модельних параметрів на основі експериментальних даних, в якій при компіляції даних були використані схеми рівнів із добре відомої бази ENSDF оцінених експериментальних даних з ядерної структури. Бібліотеку RIPL-2 спеціально було створено для застосування в теоретичних розрахунках найбільш оптимальних параметрів ядерної структури і механізмів ядерних реакцій, які максимально узгоджені з урахуванням різних незалежних експериментальних даних. В процесі розрахунку використовувалась інформація з бібліотеки про спіни ядер та імовірності переходів між рівнями. При відборі ядер-ізомерів, для яких проводився аналіз, було використано ряд обмежень. Відбиралися ядра, у яких є два і більше ізомерних рівня (включаючи і основний нестабільний рівень) з періодом напіврозпаду між 10^-3 с і 10³⁰ с. Якщо кількість ізомерних рівнів була більше двох, в якості пари рівнів, які досліджувалися, вибиралися рівні з максимальним і мінімальним значеннями спінів. Рівні, для яких спін не визначений або в яких відсутні переходи на інші рівні, не бралися до уваги. Враховувались відносні імовірності г-переходів на інші рівні, а також конкуренція з іншими гілками розпаду рівня. Якщо в схемі ядра були присутні рівні, у яких були переходи на рівні-пастки (з яких подальші переходи були відсутні), такі ядра не розглядалися. Розглядалися ядра, які мали більше 10 рівнів в схемі, з яких йдуть переходи на ізомерні та основний рівні. В результаті було відібрано 205 ядер, які задовольняли вище визначеним умовам. При розрахунку заселеності ізомерних рівнів вважалося, що початкове заселення є однаковим для всіх рівнів ядра. Спочатку було проведено розрахунок відносної кількості рівнів із визначеним спіном в ядрі. Далі після рівноймовірного заселення кожного рівня моделювалася розрядка з цього рівня послідовно через усі рівні з меншими енергіями до ізомерного чи основного рівня з використанням експериментальних ймовірностей із бібліотеки RIPL-2. Після проведення такого розрахунку проводилося усереднення по рівням з однаковими спінами. Результати розрахунків показали погане узгодження експериментальних даних з припущенням в рамках моделі Хайзінги і Ванденбоша.

Для розрахунку ізомерних відношень використовувались моделі на базі статистичного механізму протікання ядерних реакцій (утворення складеного ядра та дезбудження цього ядра), які реалізовано в програмному пакеті для розрахунку характеристик ядерних реакцій EMPIRE II. При введенні вхідного _каналу в програмний пакет Empire II переріз фотопоглинання дипольних _квантів обчислювався згідно співвідношення.

ВИСНОВКИ

Основні результати проведених досліджень, що представлені у дисертації, можна сформулювати наступним чином:

1. Вперше виміряно ізомерні відношення для уламків ¹¹⁷In, ¹³⁰Sb, ¹³³Te, ¹³⁴I, ¹³⁵Xe фотоподілу ²³²Th -квантами гальмівного спектру з максимальною енергією -квантів E_max=23 МеВ;

2. Вперше виміряно ізомерні відношення і отримано середні кутові моменти для уламків ⁸⁴Br, ¹²⁹Sb, ¹³⁰Sb, ¹³¹Te, ¹³²Sb, ¹³³Te, ¹³⁴I, ¹³⁵Xe фотоподілу ²³⁸U та уламків ¹³⁴I, ¹³⁵Xe фотоподілу ²³⁷Np -квантами гальмівного спектру з максимальною енергією -квантів E_max=16 МеВ;

3. Отримано нові експериментальні дані з ізомерних відношень для ядра ¹¹⁷In - продукту реакції ¹¹⁸Sn(,p)¹¹⁷In при опроміненні -квантами гальмівного спектру з E_max=15 МеВ і E_max=16 МеВ та уточнено дані з ізомерних відношень для ядра ¹²⁰Sb - продукту реакції ¹²¹Sb(,n)¹²⁰Sb та ядра ¹²²Sb - продукту реакції ¹²³Sb(,n)¹²²Sb при опроміненні -квантами гальмівного спектру з E_max=16 МеВ.

4. Показано, що для більшості ядер припущення Хайзінги і Ванденбоша про вирішальний перехід або не виконуються, або виконуються з дуже великими обмеженнями. Тому при вивченні реакцій, в яких збуджене ядро має не дуже високий початковий кутовий момент ((г,n), (n_th,г), реакції поділу при низьких кутових моментах) бажано використовувати детальну модель з урахуванням схеми рівнів, а модель Хайзінги і Ванденбоша з подальшими модифікаціями доцільно використовувати тільки за відсутності достатньої кількості експериментально визначених характеристик таких рівнів.

5. Розроблено новий підхід і написано програмний код реалізації для визначення на основі методу ізомерних відношень середнього кутового моменту материнського ядра - уламка поділу з коректним врахуванням спінів, які „уносяться” -квантами і нейтронами при розпаді такого ядра до ізомерного рівня та врахуванням особливостей експериментально визначених схем рівнів.

6. Вперше вказано на систематичне заниження теоретичних розрахунків ізомерних відношень для (г,n) реакцій при використанні загально прийнятих статистичних моделей розрядки збудженого ядра та модельних параметрів. В роботі розглянуто можливі причини і механізми таких розбіжностей. Використання такого підходу при визначенні середніх кутових моментів фрагментів низькоенергетичного поділу важких ядер може призвести до систематичного завищення розрахованих кутових моментів.

7. Показано, що біля порогу вильоту нейтрону (вище на 03 МеВ) залежність ізомерного відношення від енергії збудження може носити помітно немонотонний характер, її вигляд залежить від початкового спіну та схем рівнів ядер.

8. Проведено модифікацію коду для розрахунку характеристик ядерних реакцій Empire II - введено фотоядерний канал для дослідження характеристик фотоядерних реакцій та інкорпоровано підпрограми із сучасними напівфеноменологічними моделями обчислення радіаційних силових функцій.

9. Удосконалено код Empire II для забезпечення напівавтоматичного розрахунку ізомерних відношень з урахуванням детальної схеми рівнів ядра_ізомера та дослідження дезбудження уламків поділу ядер.

СПИСОК ПУБЛІКАЦІЙ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Бесшейко О.А., Желтоножский В.А., Каденко И.Н., Левченко А.А., Михницкий И.Б., Садовников Л.В., Стрильчук Н.В. Измерение продуктов фотоделения ²³²Th // Збірник наукових праць Інституту ядерних досліджень НАН України. - 2001. - №3(5). - С. 72-77.

2. Бесшейко О.А., Желтоножский В.А., Каденко И.Н., Стрильчук Н.В. Измерение изомерных отношений в продуктах фотоделения ²³²Th // Збірник наукових праць Інституту ядерних досліджень НАН України. - 2002. - №2(8). - С. 46-50.

3. Безшийко О.А., Желтоножський В.О., Каденко І.М. Середні кутові моменти осколків фотоділення ²³²Th // Вісник Київського університету. Сер.фіз.-мат.наук.- 2002. - №2. - С. 383-388.

4. Безшийко О.А., Єрмоленко Р.В., Каденко І.М., Плюйко В.А., Желтоножський В.О. Використання коду Empire II для аналізу фотоядерних реакцій // Вісник Київського університету. Сер.фіз.-мат.наук.- 2003. - №1. - С. 324-329.

5. Безшийко К.А., Безшийко О.А., Голінка-Безшийко Л.О., Каденко І.М., Чиж А.В. Використання системи Condor для паралельних обчислень при моделюванні фізичних процесів // Вісник Київського університету. Сер.фіз.-мат.наук.- 2003. - №2. - С. 325-330.

6. Безшийко О.А., Вишневський І.М., Горда О.Є., Желтоножський В.О., Каденко І.М., Мазур В.М., Плюйко В.А., Стрільчук М.В. Дослідження середніх кутових моментів первинних продуктів фотоподілу ядер ²³⁷Nр та ²³⁸U // Вісник Київського університету. Сер.фіз.-мат.наук.- 2004. - №2. - С. 457-464.

7. Бесшейко О.А., Ермоленко Р.В., Каденко И.Н., Плюйко В.А., Желтоножский В.А. Анализ фотоядерных реакций с применением кода “Empire II” // Изв. РАН. Сер.физ. - 2004. - Т. 68, №11. - С. 1547-1552.

8. Бесшейко О.А., Вишневский И.Н., Желтоножский В.А., Каденко И.Н., Мазур В.М., Плюйко В.А., Стрильчук Н.В. Изучение изомерных отношений на ядрах-продуктах фотоделения ²³⁸U и ²³⁷Np // Збірник наукових праць Інституту ядерних досліджень НАН України. - 2004. - №2(13). - С. 17-23.

9. Бесшейко О.А., Вишневский И.Н., Желтоножский В.А., Каденко И.Н., Мазур В.М., Плюйко В.А., Стрильчук Н.В. Изомерные отношения и средние угловые моменты для продуктов фотоделения ²³⁸U и ²³⁷Np // Изв. РАН. Сер.физ. - 2005. - Т. 69, №5. - С. 658-662.

10. Бесшейко О.А., Вишневский И.Н., Желтоножский В.А., Каденко И.Н., Мазур В.М., Плюйко В.А., Стрильчук Н.В. Исследование изомерных отношений в и реакциях на ядрах и // Изв. РАН. Сер.физ. - 2005. - Т. 69, №5. - С. 663-666.

11. Bezshyyko O.A., Kadenko I.M., Mazur V.M., Plujko V.A., Strilchuk N.V., Vishnevsky I.M., Yermolenko R.V., Zheltonozhsky V.A. Mean Angular Momenta of Primary Photofission Products // Proc. of International Conf. on Nuclear Data for Sci. and Technology "ND2004". Sept. 26-Oct. 1, 2004. - Santa Fe (USA). - N.-Y., 2005. - AIP Conf. Proc. Vol. 769. - Part.1. - P. 641-643.

12. Plujko V.A., Bezshyyko O.A., Kadenko I.M., Golinka-Bezshyyko L.O. Implantation and Testing of Photonuclear Channel in Code Empire II // Proc. of International Conf. on Nuclear Data for Sci. and Technology "ND2004". Sept. 26-Oct. 1, 2004. - Santa Fe (USA). - N.-Y., 2005. - AIP Conf. Proc. Vol. 769. - Part.2. - P. 1108-1111.

13. Безшийко О.А., Голінка-Безшийко Л.О., Каденко І.М., Плюйко В.А., Шашко О.С. Використання фотоядерних реакцій для вивчення структури ядра та механізмів ядерних реакцій // Вісник Київського університету. Сер.фіз.-мат.наук.- 2005. - №2. -С. 384-388.

14. Bezshyyko O.A., Golinka-Bezshyyko L.O., Kadenko I.M., Mazur V.M., Plujko V.A., Strilchuk N.V., Vishnevsky I.M., Zheltonozhsky V.A. Isomer ratios and mean angular momenta of photonuclear reaction products // Problems of Atomic Science and Technology. Ser.: Nuclear Physics Investigations. - 2005. - №6(45). - P. 17-20.

15. Бесшейко О.А., Ермоленко Р.В., Каденко И.Н., Плюйко В.А., Желтоножский В.А. Анализ фотоядерных реакций с применением кода “Empire II” // Тезисы докл. на LIII междунар. совещ. по яд. спектроскопии и структ. атомного ядра “ЯДРО-2003”. 7-10 окт, 2003. - Москва. - 2003. - С. 183.

16. Бесшейко О.А., Вишневский И.Н., Желтоножский В.А., Каденко И.Н., Мазур В.М., Плюйко В.А., Стрильчук Н.В. Изомерные отношения и средние угловые моменты для продуктов фотоделения ²³⁸U и ²³⁷Np // Тезисы докл. на LIV междунар. совещ. по яд. спектроскопии и структ. атомного ядра “ЯДРО-2004”. 22-25 июня, 2004. - Белгород (Россия). - 2004. - С. 84.

17. Бесшейко О.А., Вишневский И.Н., Желтоножский В.А., Каденко И.Н., Мазур В.М., Плюйко В.А., Стрильчук Н.В. Исследование изомерных отношений в и реакциях на ядрах и // Тезисы докл. на LIV междунар. совещ. по яд. спектроскопии и структ. атомного ядра “ЯДРО-2004”. 22-25 июня, 2004. - Белгород (Россия). - 2004. - С. 64.

18. Bezshyyko O.A., Kadenko I.M., Mazur V.M., Plujko V.A., Strilchuk N.V., Yermolenko R.V., Zheltonozhsky V.A. Mean Angular Momenta of Primary Photofission Products // Abstr. of International Conf. on Nuclear Data for Sci. and Technology "ND2004". Sept. 26-Oct. 1, 2004. - Santa Fe (USA) - 2004. - P. 220.

19. Plujko V.A., Bezshyyko O.A., Kadenko I.M. Implantation and Testing of Photonuclear Channel in Code Empire II // Abstr. of International Conf. on Nuclear Data for Sci. and Technology "ND2004". Sept. 26-Oct, 2004. 1. - Santa Fe (USA) - 2004. - P. 244.

20. Bezshyyko O.A., Golinka-Bezshyyko L.O., Kadenko I.M., Plujko V.A., Zheltonozhsky V.A. Isomer Ratio Dependence on Parameters of Nuclear Models // Abstr. on LV National Conf. on Nucl. Phys. “Frontiers in the Physics of Nucleus”. June 28 - July 1, 2005. - Saint-Petersburg. - 2005. - P. 64.

21. Plujko V.A., Bezshyyko O.A., Golinka-Bezshyyko L.O., Kadenko I.M., Davidovskaya O.I., Yermolenko R.V. Comparison and Testing of Methods for E1 Strength Calculations // Abstr. on LV National Conf. on Nucl. Phys. “Frontiers in the Physics of Nucleus”. June 28 - July 1, 2005. - Saint-Petersburg. - 2005. - P. 104.

22. Бесшейко О.А., Вишневский И.Н., Голинка-Бесшейко Л.А., Желтоножский В.А., Каденко И.Н., Мазур В.М., Плюйко В.А., Стрильчук Н.В. Изомерные отношения и средние угловые моменты продуктов фотоядерных реакций // Тезисы докл. на III конференции по физике высоких энергий, ядерной физике и ускорителям. 28 фев.- 4 марта, 2005. - Харьков. - 2005. - С. 29.

АНОТАЦІЇ

Безшийко О.А. Дослідження фотоядерних реакцій на ядрах ²³⁸U, ²³⁷Np, ²³²Th, ¹²³Sb, ¹²¹Sb, ¹¹⁸Sn з використанням методу ізомерних відношень - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук.

01.04.16 - Фізика ядра, елементарних частинок і високих енергій. Інститут ядерних досліджень Національної академії наук України. Київ, 2006.

Дисертація присвячена дослідженню фотоядерних реакцій в області енергій гігантського дипольного резонансу на ядрах ²³⁸U, ²³⁷Np, ²³²Th, ¹²³Sb, ¹²¹Sb, ¹¹⁸Sn з використанням методу ізомерних відношень та розвитку цього методу для дослідження кутових моментів високозбуджених станів продуктів ядерних реакцій. В ході роботи виміряно ізомерні відношення і отримано середні кутові моменти для уламків ¹¹⁷In, ¹³⁰Sb, ¹³³Te, ¹³⁴I, ¹³⁵Xe фотоподілу ²³²Th -квантами гальмівного спектру з максимальною енергією -квантів E_max=23 МеВ, уламків ⁸⁴Br, ¹²⁹Sb, ¹³⁰Sb, ¹³¹Te, ¹³²Sb, ¹³³Te, ¹³⁴I, ¹³⁵Xe фотоподілу ²³⁸U та уламків ¹³⁴I, ¹³⁵Xe фотоподілу ²³⁷Np -квантами гальмівного спектру з максимальною енергією -квантів E_max=16 МеВ. Отримано нові експериментальні дані для ізомерних відношень ядра ¹¹⁷In - продукту реакції ¹¹⁸Sn(,p)¹¹⁷In при опроміненні -квантами гальмівного спектру з E_max=15 МеВ і E_max=16 МеВ та уточнено дані для ізомерних відношень ядра ¹²⁰Sb - продукту реакції ¹²¹Sb(,n)¹²⁰Sb та ядра ¹²²Sb - продукту реакції ¹²³Sb(,n)¹²²Sb при опроміненні -квантами гальмівного спектру з E_max=16 МеВ. Показано, що для більшості ядер припущення Хайзінги і Ванденбоша про вирішальний перехід або не виконуються, або виконуються з дуже великими обмеженнями. Розроблено новий підхід для визначення кутових моментів уламків поділу та інших продуктів ядерних реакцій методом ізомерних відношень з використанням експериментальної інформації про схеми дискретних рівнів ядер.

Ключові слова: ізомерні відношення, фотоядерні реакції, кутовий момент, фотоподіл, радіаційна силова функція.

Бесшейко О.А. Исследование фотоядерных реакций на ядрах ²³⁸U, ²³⁷Np, ²³²Th, ¹²³Sb, ¹²¹Sb, ¹¹⁸Sn с использованием метода изомерных отношений - Рукопись. Диссертация на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук. 01.04.16 - Физика ядра, элементарных частиц и высоких энергий. Институт ядерных исследований Национальной академии наук Украины. Киев, 2006.

Диссертация посвящена исследованию фотоядерных реакций в области энергий гигантского дипольного резонанса на ядрах ²³⁸U, ²³⁷Np, ²³²Th, ¹²³Sb, ¹²¹Sb, ¹¹⁸Sn с использованием метода изомерных отношений и развитию этого метода для изучения угловых моментов высоковозбужденных состояний продуктов ядерных реакций. Для облучения мишеней использовались тормозные -кванты линейного ускорителя электронов MEVATRON-KD2 с максимальной энергией -квантов 23 МэВ и тормозной -спектр микротрона М-30 Института электронной физики (г. Ужгород) с максимальной энергией 16 МэВ и 15 МэВ. Для определения изомерных отношений использовалась методика прямого измерения гамма-спектров продуктов активации без предварительного радиохимического выделения. Для измерения -спектров использовались полупроводниковые детекторы из сверхчистого германия с разрешением не хуже 2.0 КэВ на -линии 1332.5 кэВ ⁶⁰Co. В ходе работы экспериментально определены изомерные отношения и получены средние угловые моменты для осколков ¹¹⁷In, ¹³⁰Sb, ¹³³Te, ¹³⁴I, ¹³⁵Xe фотоделения ²³²Th -квантами тормозного спектра с максимальной энергией -квантов E_max=23 МэВ, осколков ⁸⁴Br, ¹²⁹Sb, ¹³⁰Sb, ¹³¹Te, ¹³²Sb, ¹³³Te, ¹³⁴I, ¹³⁵Xe фотоделения ²³⁸U, а также осколков ¹³⁴I, ¹³⁵Xe фотоделения ²³⁷Np -квантами тормозного спектра с максимальной энергией -квантов E_max=16 МэВ. Получены новые экспериментальные результаты по изомерным отношениям для ядра ¹¹⁷In - продукта реакции ¹¹⁸Sn(,p)¹¹⁷In при облучении -квантами тормозного спектра с E_max=15 МэВ и E_max=16 МэВ. Уточнены данные по изомерным отношениям для ядра ¹²⁰Sb - продукта реакции ¹²¹Sb(,n)¹²⁰Sb и ядра ¹²²Sb - продукта реакции ¹²³Sb(,n)¹²²Sb при облучении -квантами тормозного спектра с E_max=16 МэВ.

Показано, что для большинства ядер предположение Хайзинги и Ванденбоша о решающем переходе или не выполняется, или выполняется с очень большими ограничениями. Разработан новый подход для определения угловых моментов осколков деления и других продуктов ядерных реакций методом изомерных отношений с использованием экспериментальной информации о схемах дискретных уровней ядер. Для расчетов изомерных отношений и зависимостей от угловых моментов был использован код для расчетов характеристик ядерных реакций Empire II. Он был модифицирован - введен входной -канал, добавлены возможности для расчетов изомерных отношений в полуавтоматическом режиме для осколков деления и других продуктов реакций, инкорпорированы современные модели расчета радиационных силовых функций (MLO1, MLO2, MLO3, SLO, GFL, EGLO).

При проверке физического обоснования модели Хайзинги и Ванденбоша для расчета изомерных отношений использовалась база данных библиотеки RIPL-2 экспериментальных оцененных схем уровней и спектроскопических характеристик ядер.

Ключевые слова: изомерные отношения, фотоядерные реакции, угловой момент, фотоделение, радиационная силовая функция.

Bezshyyko O.A. Investigation of photonuclear reactions for nuclei ²³⁸U, ²³⁷Np, ²³²Th, ¹²³Sb, ¹²¹Sb, ¹¹⁸Sn with using isomer ratio method - Manuscript. Thesis for the Candidate's of Sciences degree (Physics and Mathematics) 01.04.16 - Physics of Nucleus, Elementary Particles and High Energies. Institute for Nuclear Research, National Academy of Sciences of Ukraine. Kyiv, 2006.