Вимірювання перерізів, виконане з використанням нейтронно-активаційного методу. Опромінення зразків диспрозію і ербію природного ізотопного складу (d-t) нейтронами. Вимірювання апаратурних спектрів гамма-випромінювання продуктів активації на спектрометрі.
Аннотация к работе
ЯДЕРНА ФІЗИКА ТА ЕНЕРГЕТИКА 2011 Т. ЯДЕРНА ФІЗИКА УДК 539.172:543.522Представлено результати експериментального визначення перерізів ядерних реакцій 162,163Dy(n, x)162Tb, 163,164Dy(n, x)163Tb, 156Dy(n, 2n)155Dy, 158Dy(n, 2n)157(m g)Dy, 166,167Er(n, x)166GHO та 170Er(n, p)170GHOПРИ енергії нейтронів (14,6 ± 0,2) МЕВ. При обробці експериментальних даних було враховано нестаціонарність нейтронного потоку, реальну геометрію експерименту, ефекти каскадного додавання при вимірюваннях апаратурних гамма-спектрів та поглинання гамма-квантів у зразках.Аналіз літературних джерел та баз ядерних даних [2, 3] свідчить про наявність великої кількості інформації щодо експериментальних даних із взаємодії нейтронів з ядрами, однак також указує на існування прогалин у визначенні перерізів ядерних реакцій при деяких енергіях нейтронів. У роботі досліджувалися реакції на диспрозії та ербії - елементах, що належать до групи рідкоземельних металів (лантаноїдів) та характеризуються як специфічними властивостями, так і суттєво вираженою деформацією ядер рідкоземельних елементів в основному стані. Вимірювання перерізів виконано з використанням нейтронно-активаційного методу [6], джерелом нейтронів був нейтронний генератор НГ-300 [7], максимальна густина потоку нейтронів у місці опромінювання зразка становила 5,2·108 (1/см2·с) та була визначена експериментально. Енергетична роздільна здатність спектрометра становила 2,0 КЕВ для гамма-квантів з енергією 1332 КЕВ, що супроводжують розпад 60Со та 0,9 КЕВ для гамма-квантів з енергією 122 КЕВ при розпаді 57Со. Значення перерізу реакції 162Er(n, p)162(m g)Ho при енергії нейтронів 14,6 МЕВ виміряно вперше, при цьому у вихідному каналі реакції ядро 162Ho має метастабільний стан з енергією 105,9 КЕВ та часом життя 67 хв, що з імовірністю 0,62 розпадається до основного стану 162GHO через ізомерний перехід (рис.У роботі експериментально виміряно перерізи ядерних реакцій (n, x) на ізотопах диспрозію та ербію при енергії налітаючих нейтронів 14,6 МЕВ.
Вывод
У роботі експериментально виміряно перерізи ядерних реакцій (n, x) на ізотопах диспрозію та ербію при енергії налітаючих нейтронів 14,6 МЕВ.
Зроблено уточнення перерізів ядерних реакцій 162,163Dy(n, x)162Tb, 163,164Dy(n, x)163Tb, 156Dy(n, 2n)155Dy, 158Dy(n, 2n)157(m g)Dy, 166,167Er(n, х)166GHO та 170Er(n, p)170GHO при енергії налітаючих нейтронів 14,6 МЕВ. Узгодження представлених результатів із результатами інших авторів у випадку реакції (n, 2n) трактується як свідчення коректності застосування розробленої нами методики нейтронно-активаційних вимірювань разом із розрахунковою частиною.
Для реакції 156Dy(n, d np)155Tb зроблено теоретичний розрахунок функції збудження в діапазоні налітаючих нейтронів (1 - 30) МЕВ, що дає можливість зробити висновок про механізм формування частинок у вихідному каналі реакції та оцінити можливість реалізації експериментального вимірювання перерізу даної реакції.
Уперше виміряно значення перерізу для ядерної реакції 162Er(n, p)162(m g)Ho при енергії налітаючих нейтронів 14,6 МЕВ.
Список литературы
1. Koning A.J, Blomgren J. Nuclear data for sustainable nuclear energy // JRC Scientific and Tech. Rep. -2009. - Vol. EUR23977EN.
2. Cross section information storage and retrieval system (EXFOR) II National Nuclear Data Center (NNDC) // ях нейтронів в околі 14 МЕВ: Дис. ... канд. фіз.-мат. наук / Харківський національний університет ім. В. Н. Каразіна. - Х., 2008.
11. Kawade K., Sakane H., Kasugai Y. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. - 2003. - Vol. A496. -
Brookhaven National Laboratory, USA. - P. 183 - 197. http://www.nndc.bnl.gov/exfor/exfor00.htm (online). 3. Forrest R. A. Data requirements for neutron activation
Part I: Decay data // Fusion Engineering and Design. -
12. Software: Janis 3.0, Java-based nuclear data display program, OECD Nuclear Energy Agency. - France, 2007.
4. S.-Y. Oh, Ch.-S. Cil // Journal of the Korean Nuclear Society - 2001. - Vol. 33, No. 1. - P. 46 - 61.
5. Фридман C. Р., Рисованый В. Д., Захаров А. В, То- nds.iaea.org/ndspub/libraries/larelkin/larelkin.pdf.
14. Agrawal H.M., Pepelnik R. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. - 1995. - Vol. A366 - P. 349. порова В. Г. Радиационная стойкость ПЭЛ ПС 15. Filatenkov A.A., Chuvaev S.V. Khlopin Radium
СУЗ реакторов ВВЭР-1000 с карбидом бора // Вопросы атомной науки и техники. - 2001. - № 2. -С. 84 - 90.
6. Кузнецов Р.А. Активационный анализ. - М.: Атом-издат, 1974. - 344 с.
7. Применко Г.И., Майданюк В.К., Неплюев В.М. и др. Генератор 14 МЭВ нейтронов с потоком 5?1011 с-1 // Приборы и техника эксперимента. -1989. - № 6. - С. 39 - 41.
8. Самчук А.І. Хімічний аналіз порід та мінералів / Інститут геохімії мінералогії та рудоутворення ім. М. П. Семененка, відділ геохімії техногенних металів та рудоутворення. - К., 2010.
9. Briesmeister J.F. MCNP - a general Monte Carlo N-
Institute // Leningrad Reports - 2001. - No. 258.
16. Berlizov A., Danilenko M., Kazimirov A., Solovyova S. // At. Energy. - 2006. - P. 382.
17. Tuli J.K. Evaluated Nuclear Structure Data File // A Manual for Preparation of Data Sets, Brookhaven National Laboratory. - 1987. - BNL-NCS-51655-Rev. 87.
18. Koning A.J., Hilaire S., Duijvestijn M.C. TALYS-1.2 A nuclear reaction program // User manual. - 2009. -379 p.
19. Qaim S.M. Nucl. Phys. - 1974. - Vol. A224. - P. 319. 20. Bari A. // Dissertation Abstracts B (Sciences). - 1972.
Н. Р. Дзисюк, А. А. Каденко, И. Н. Каденко, Г. И. Применко
СЕЧЕНИЯ ЯДЕРНЫХ РЕАКЦИЙ (n, x) НА ИЗОТОПАХ ДИСПРОЗИЯ И ЭРБИЯ
Представлены результаты экспериментального определения сечений ядерных реакций 162,163Dy(n, x)162Tb, 163,164Dy(n, x)163Tb, 156Dy(n, 2n)155Dy, 158Dy(n, 2n)157(m g)Dy, 166,167Er(n, x)166GHO и 170Er(n, p)170GHO при энергии нейтронов (14,6 ± 0,2) МЭВ. Измерение сечений проведено с использованием нейтронно-активационного метода. Образцы диспрозия и эрбия естественного изотопного состава облучались (d-t) нейтронами. Аппаратурные спектры гамма-излучения продуктов активации измерялись на спектрометре с HPGE детектором. При обработке экспериментальных данных учтены нестационарность нейтронного потока, реальная геометрия эксперимента, эффекты каскадного суммирования, поглощение гамма-квантов в образцах. Впервые измерено значение сечения ядерной реакции 162Er(n, p)162(m g)Ho. Теоретический расчет функций возбуждения исследуемых ядерных реакций выполнен с использованием кода TALYS-1.2.
Ключевые слова: сечение реакции, нейтронно-активационный метод, функция возбуждения.
N. R. Dzysiuk, А. O. Kadenko, I. M. Kadenko, G. I. Primenko
NUCLEAR (n, x) REACTIONS CROSS SECTIONS ON DYSPROSIUM AND ERBIUM ISOTOPES
Cross sections of nuclear reactions 162,163Dy(n, x)162Tb, 163,164Dy(n, x)163Tb, 156Dy(n, 2n)155Dy, 158Dy(n, 2n)157(m g)Dy, 166,167Er(n, x)166GHO, 170Er(n, p)170GHO were measured and presented for incident neutron energy (14.6 ± 0.2) MEV. The measurements were undertaken with neutron-activation technique. Samples of natural composition of above mentioned elements were irradiated with (d-t) neutrons. Instrumental gamma-ray spectra of induced activities were measured using HPGE detectors. The main sources of uncertainties for cross section values were considered and taken into account. Measured cross section for 162Er(n, p)162(m g)Ho nuclear reaction is considered as original data. Theoretical calculations of excitation functions for all reactions in specified energy range were performed with TALYS-1.2 code.