Виходи ядерних ізомерів при взаємодії протонів з тонкою мішенню торію.

Yields of nuclear isomers in the interaction of protons with a thin thorium target

abstract

Ukrainian

Опромінення зразків 232Th проводилося на внутрішньому пучку протонів фазотрона ЛЯП ОІЯД (м Дубна). Зразки з допомогою спеціального пристрою розміщувалися в камері прискорювача на радіусах, відповідних енергій протонів 100 і 600 МеВ при струмах 0,3 мкА і 1 мкА. При опромінюваннях використовувалися фольги 232Th товщиною 100 мкм і масами 149,5 і 147,2 мг, відповідно. Площа фольги була однаковою і становила 1,5 см2. Для визначення інтегрального потоку протонів, що падають на мішень 232Th, був застосований метод активації 27Al з напрацюванням в ньому 24Na. Для цього з двох сторін фольги 232Th були розміщені впритул фольги (50 мкм) 27Al. Після опромінення досліджувані зразки видалялися з камери фазотрона і переміщалися на спектроскопічний комплекс ЯСНАПП-2, де окремо вимірювалися спектри γ випромінювання фольги 232Th і 27Al з допомогою HPGe-детектора фірми CANBERRA з ефективністю 18% і роздільною здатністю 1,9 кеВ на лінії 1332кеВ 60Co. Вимірювання для кожного зразка проводилися багаторазово протягом різних часових інтервалів. Обробка γ-спектрів проводилася за допомогою програми DEIMOS. Ідентифікація ядер, що утворилися в зразках 232Th і 27Al в результаті ядерних реакцій з протонами, проводилася з використанням літературних даних і програм. В результаті для кожного опромінювання були визначені інтегральні потоки протонів на зразках, які склали 7,46×1012 для 100 МеВ та 1,83×1012 для 600 МеВ. За результатами вимірювань γ-спектрів фольги 232Th ідентифіковано 258 гамма ліній, які належать 45 нуклідам для енергії 100 МеВ і 222 гамма лінії, які належать 55 нуклідам для 660 МеВ. Визначено перерізи фрагментації ядра 232Th під дією 100 МеВ і 660 МеВ протонів відповідно. Проведено порівняння отриманих перерізів реакцій з теоретичними розрахунками. Також проведено обробку γ-спектрів від фольги-колектора 27Al. Ідентифіковано більше двох десятків ядер продуктів реакцій для енергії протонів 100 МеВ і більше чотирьох десятків ядер для 660 МеВ. Отримано експериментальні дані для перерізів утворення ядер продуктів реакцій.

Irradiation 232Th samples was performed at the internal beam of protons on the Phasotron JINR (Dubna). Samples with a special device were placed in the accelerator chamber at radii corresponding to proton energies of 100 and 600 MeV at 0.3 μA and 1 μA. At irradiation we used 232Th foils with a thickness of 100 μm and masses of 149.5 and 147.2 mg, respectively. The area of the foil was the same and was 1.5 cm2. To determine the integral flux of protons incident on 232Th samples, the activation method 27Al was used with 24Na in it. For this purpose, two foils of 232Th were placed closely to the foil (50 microns) of 27Al. After irradiation, the samples were extracted from the phasotron chamber and moved to the JSNAPP-2 spectroscopic complex, where the γ-radiation spectra of the 232Th and 27Al foils were separately measured using the CANBERRA HPGe detector with an efficiency of 18% and a resolution of 1.9 keV on the 1332 keV 60Co line. The measurements for each sample were carried out repeatedly over different time intervals. The gamma spectra were processed using the DEIMOS program. The identification of nuclei formed in 232Th samples as a result of nuclear reactions with protons was carried out using literature data and programs. As a result, for each of the irradiations, the integrated fluxes of protons were determined on the samples, which amounted to 7.46∙10^12 for 100 MeV and 1.83∙10^12 for 600 MeV. According to the measurements of the 232Th foil gamma spectra, 258 gamma lines belonging to 45 nuclides for 100 MeV and 222 gamma lines, which belong to 55 nuclides for 660 MeV, were identified. The sections of fragmentation of the 232Th nucleus under the action of 100 MeV and 660 MeV of protons, respectively, were determined. A comparison of the cross sections of the reactions with theoretical calculations was carried out. Also, the processing of γ-spectra from the foil-collector 27Al was carried out. More than two dozen nuclei of reaction products have been identified for 100 MeV protons and more than four dozen nuclei for 660 MeV. Experimental data are obtained for the cross sections for the formation of nuclei of reaction products.

торій; трансмутація; гамма спектр; напівпровідниковий спектрометр; протони

thorium; transmutation; gamma spectrum; semiconductor spectrometer; protons.

HOLOMB, R.; TARI, S.; ADAM, J.; VESPALEC, R.; VRZALOVÁ, J.; HAYSAK, I.; ZÁVORKA, L.; ZEMAN, M.; KATOVSKÝ, K.; KISH, Y.; SOLNYSHKIN, A.; KHUSHVAKTOV, J.

23. 5. 2017

978-617-7344-37- 6

IEP-2017 International Conference of young scientists and postgraduates

63

64

2