Luận văn thạc sĩ nghiên cứu tỷ số suất lượng đồng phân trong phản ứng quang hạt nhân của europium tự nhiên

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -oOo - BÙI MINH HUỆ NGHIÊN CỨU TỶ SỐ SUẤT LƢỢNG ĐỒNG PHÂN TRONG PHẢN ỨNG QUANG HẠT NHÂN CỦA EUROPIUM TỰ NHIÊN GÂY BỞI CHÙM BỨC XẠ HÃM CÓ NĂNG LƢỢNG CỰC ĐẠI TRONG VÙNG CỘNG HƢỞNG KHỔNG LỒ Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử, hạt nhân lƣợng cao Mã số: 60440106 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Cán hƣớng dẫn: TS Phan Việt Cƣơng Hà Nội - 2013 Luận Văn Tốt Nghiệp Bùi Minh Huệ MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: PHẢN ỨNG QUANG HẠT NHÂN 1.1 Phản ứng quang hạt nhân 1.1.1 Khái niệm phản ứng quang hạt nhân 1.1.2 Các định luật bảo toàn phản ứng quang hạt nhân 1.1.3 Tiết diện suất lƣợng phản ứng quang hạt nhân 1.1.3.1 Tiết diện phản ứng quang hạt nhân 1.1.3.2 Suất lượng phản ứng quang hạt nhân 10 1.2 Khái niệm trạng thái đồng phân hạt nhân 11 1.3 Dịch chuyển gamma 12 1.3.1 Bức xạ đa cực điện xạ đa cực từ hệ lƣợng tử 13 1.3.2 Dịch chuyển trạng thái hạt nhân 13 1.3.3 Quy tắc chọn lọc dịch chuyển gamma 14 1.4 Cấu trúc hạt nhân hình thành trạng thái đồng phân 17 1.4.1 Mẫu vỏ hạt nhân 17 1.4.2 Mẫu hạt nhân biến dạng - Mẫu Nilson 21 1.4.3 Tính chất phổ đồng vị Eu 25 1.5 Tỷ số suất lƣợng đồng phân 27 CHƢƠNG II: THỰC NGHIỆM 31 2.1 Phƣơng pháp thực nghiệm ác định tỷ số suất lƣợng đồng phân 31 2.2 Thí nghiệm đo tỷ số suất lƣợng đồng phân 34 2.2.1 Nguồn xạ hãm từ máy gia tốc electron MT - 25 34 2.2.2 Thí nghiệm ác định tỷ số suất lƣợng đồng phân 35 2.2.2.1 Bố trí thí nghiệm 35 2.2.2.2 Đo xử lý phổ gamma 36 2.2.2.3 Một số phép hiệu chỉnh nâng cao độ xác kết đo 38 2.2.2.3.1 Hiệu ứng hấp thụ tia gamma mẫu 38 2.2.2.3.2 Hiệu ứng thời gian chết chồng chập xung 38 2.2.2.3.3 Hiệu ứng cộng đỉnh 39 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40 3.1 Hiệu suất ghi Detector 40 3.2 Đoán nhận đồng vị phóng xạ 42 3.3 ác định tỷ số suất lƣợng đồng phân 48 KẾT LUẬN 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 PHỤ LỤC 56 Vật lý hạt nhân Luận Văn Tốt Nghiệp Bùi Minh Huệ MỞ ĐẦU Trạng thái đồng phân hạt nhân trạng thái kích thích hạt nhân có thời gian sống dài so với trạng thái kích thích thơng thường hạt nhân (>109s) tạo thành kích thích nhiều nucleon Trạng thái cịn gọi trạng thái kích thích giả bền (meta-stable state) Hạt nhân trạng thái khử kích thích trở trạng thái kích thích thấp trạng thái (ground state) cách phát xạ gamma hay trải qua q trình phân rã (ví dụ phân rã β-…) biến thành hạt nhân khác Sự tồn trạng thái Weizsacker giải thích khác lớn spin so với trạng thái lượng dịch chuyển thấp Mặc dù trạng thái đồng phân trạng thái đơn giản (simple state) tồn đặc trưng lượng tử liên quan giải thích nhiều mẫu cấu trúc hạt nhân khác như: mẫu vỏ, mẫu biến dạng, mẫu tập thể,… Trạng thái đồng phân hình thành thơng qua phản ứng hạt nhân gây loại hạt khác Trong thực nghiệm, người ta thường quan tâm đến tỷ số tiết diện hình thành nên trạng thái đồng phân trạng thái ⁄ hay trường hợp chùm hạt gây phản ứng có lượng biến đổi liên tục đại lượng tỷ số suất lượng hình thành nên trạng thái đồng phân ⁄ trạng thái ⁄ (trong nhiều trường hợp tính để cập đến suất lượng hình thành nên trạng thái có spin cao trạng thái có spin thấp), tỷ số gọi tỷ số đồng phân, ký hiệu IR Tỷ số đồng phân cho thông tin quan trọng cấu trúc mức lượng hạt nhân chế phản ứng Bằng việc so sánh tỷ số đồng phân xác định thực nghiệm tỷ số đồng phân tính tốn lý thuyết theo mẫu thống kê Huizenga Vandenbosch, thu thông tin quan trọng phụ thuộc vào spin mật độ mức hạt nhân Trong khuôn khổ luận văn này, lựa chọn nghiên cứu tỷ số suất lượng đồng phân phản ứng quang hạt nhân Europium tự nhiên gây chùm xạ hãm có lượng cực đại vùng cộng hưởng lưỡng cực khổng lồ Cụ thể, phản ứng mà quan tâm 153 Eu(, n)152m1,m2Eu gây chùm xạ hãm có lượng cực đại 17 MeV 20.3 MeV Sở dĩ, chọn phản ứng hạt nhân 153Eu 152Eu hạt nhân biến dạng thể qua việc tiết diện phản ứng quang hạt nhân 153 Eu(, n)152Eu có hai đỉnh Ngoài ra, trạng thái đồng phân hạt nhân 152Eu có tham số biến dạng khác Chính thế, số liệu tỷ số đồng phân phản ứng cung cấp thông tin quan trọng Vật lý hạt nhân Luận Văn Tốt Nghiệp Bùi Minh Huệ ảnh hưởng tham số biến dạng vào xác xuất kích thích trạng thái đồng phân Phương pháp sử dụng nghiên cứu phương pháp kích hoạt Thí nghiệm tiến hành máy gia tốc điện tử Microtron MT-25, phịng thí nghiệm phản ứng hạt nhân Flerov, Viện liên hợp nghiên cứu hạt nhân Dubna, Nga Các số liệu thực nghiệm cung cấp nhóm nghiên cứu GS.TS.Trần Đức Thiệp công tác Trung tâm Vật lý Hạt nhân - Viện Vật lý Bản luận văn với đề tài “Nghiên cứu tỷ số suất lượng đồng phân phản ứng quang hạt nhân Europium tự nhiên gây chùm xạ hãm có lượng cực đại vùng cộng hưởng khổng lồ”, gồm có chương : Chƣơng 1: Tổng quan l thuyết phản ứng quang hạt nhân, tượng đồng phân hạt nhân tỷ số suất lượng đồng phân Chƣơng 2: Trình bày phương pháp kỹ thuật thực nghiệm sử dụng việc xác định tỷ số suất lượng đồng phân Chƣơng 3: Kết thu tỷ số suất lượng đồng phân phản ứng quang hạt nhân153Eu(,n)152m1,m2Eu gây chùm xạ hãm lượng cực đại 20,3MeV 17MeV Vật lý hạt nhân Luận Văn Tốt Nghiệp Bùi Minh Huệ CHƢƠNG I: PHẢN ỨNG QUANG HẠT NHÂN 1.1 Phản ứng quang hạt nhân 1.2 Khái niệm trạng thái đồng phân hạt nhân 1.3 Dịch chuyển gamma 1.4 Cấu trúc hạt nhân hình thành trạng thái đồng phân 1.5 Tỷ số suất lƣợng đồng phân hạt nhân 1.1 Phản ứng quang hạt nhân 1.1.1 Khái niệm phản ứng quang hạt nhân Bức xạ gamma xạ điện từ Tùy thuộc vào lượng vào mơi trường vật chất, tia gamma tương tác với hạt nhân hay nguyên tử môi trường vật chất gây tượng khác như: quang điện, Compton, tạo cặp…hay gây phản ứng hạt nhân thường gọi phản ứng quang hạt nhân Xét phản ứng quang hạt nhân:   A B  b (1.1) Trong hạt tới lượng tử gamma, A hạt nhân bia, B hạt nhân sản phẩm hay gọi hạt nhân dư dừng lại bia, b hạt nhẹ xạ phát Phản ứng quang hạt nhân phản ứng ngưỡng, tức xảy lượng photon tới lớn giá trị đó, hay cịn gọi lượng ngưỡng phản ứng hạt nhân Vì cần phải có chùm photon có lượng cường độ đủ lớn để gây phản ứng Trong thực tế người ta thường dùng chùm xạ hãm sinh electron gia tốc với lượng lớn tương tác với bia nặng (ví dụ W, Pb, Ta…) Đặc điểm chùm xạ hãm có phổ liên tục, thơng lượng lớn Năng lượng cực đại xạ hãm lượng chùm hạt tích điện gia tốc, tạo chùm xạ hãm có thơng lượng lớn lượng lên tới hàng GeV máy gia tốc Cũng phản ứng hạt nhân tác dụng hạt tích điện nơtron, phản ứng quang hạt nhân phụ thuộc mạnh vào lượng chùm lượng tử gamma tới Tùy theo lượng photon tới, phản ứng quang hạt nhân phát xạ nơtron, proton loại hạt khác tương ứng với nhiều loại phản ứng khác như: phản ứng đơn giản: (γ, n), (γ, p); phản ứng sinh nhiều nơtron (γ,xn); phản ứng photospallation (γ, xnyp); phản ứng tạo pion (γ,πxn); phân hạch hạt nhân (γ, f); tượng phân mảnh (γ,fr)…[16,23] Vật lý hạt nhân Luận Văn Tốt Nghiệp Bùi Minh Huệ 1.1.2 Các định luật bảo toàn phản ứng quang hạt nhân Khi phản ứng quang hạt nhân xảy bị chi phối định luật bảo toàn [4,13]: Định luật bảo tồn điện tích số baryon: phản ứng quang hạt nhân, tổng điện tích hạt tới tham gia phản ứng với tổng điện tích hạt sản phẩm Và phản ứng quang hạt nhân nào, tổng số baryon phải số Định luật bảo toàn số baryon cho phép giải thích tính bền vững proton Định luật bảo tồn lượng: Năng lượng toàn phần trước phản ứng sau phản ứng Đối với trình (1.1) định luật bảo toàn lượng viết: E01  T1  E02  T2 (1.2) E01, E02 tổng lượng nghỉ hạt trước sau phản ứng Còn T1, T2 tổng động hạt trước sau phản ứng Định luật bảo toàn moment động lượng: phản ứng A(γ,b)B, gọi ⃗⃗⃗⃗ , ⃗⃗⃗⃗ , ⃗⃗⃗⃗ , ⃗⃗⃗⃗ moment động lượng hạt tham gia phản ứng, định luật bảo toàn moment động lượng viết: ⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ (1.3) Định luật bảo toàn moment góc: tổng moment góc hạt tham gia phản ứng bảo tồn thành phần hình chiếu lên phương chọn Áp dụng cho phản ứng A(γ,b)B ta có: ⃗⃗⃗⃗ + ⃗⃗⃗ + ⃗⃗⃗⃗⃗ =⃗⃗⃗ +⃗⃗⃗ +⃗⃗⃗⃗⃗ (1.4) với ⃗⃗⃗ , ⃗⃗⃗ , ⃗⃗⃗ ,⃗⃗⃗ spin tương ứng với hạt tham gia phản ứng Các spin đo thực nghiệm tính tốn (dùng mẫu vỏ) Proton, notron có spin ½, hạt nhân chẵn-chẵn có spin khơng Spin hạt nhân moment góc riêng hạt nhân trạng thái Các đại lượng ⃗⃗⃗⃗⃗ , ⃗⃗⃗⃗⃗ moment góc quỹ đạo cặp hạt tương ứng, đặc trưng cho chuyển động tương đối hạt Momen quỹ đạo góc nhận giá trị nguyên (0,1,2 ) Định luật bảo toàn chẵn lẻ: Trong tương tác điện từ tương tác mạnh, tính chẵn lẻ bảo toàn Phản ứng quang hạt nhân thuộc vào loại tương tác này, nên định luật bảo tồn chẵn lẻ có giá trị Xét phản ứng A(γ,b)B, định luật bảo toàn chẵn lẻ viết: (1.5) Vật lý hạt nhân Luận Văn Tốt Nghiệp Bùi Minh Huệ Pγ, PA, PB, Pb tính chẵn lẻ riêng tương ứng với hạt tham gia phản ứng Cũng định luật bảo toàn khác, định luật bảo toàn chẵn lẽ dẫn đến quy tắc chọn lọc làm giới hạn phản ứng xảy Định luật bảo toàn spin đồng vị: Phản ứng A(γ,b)B tuân theo định luật bảo toàn spin đồng vị ⃗ Theo định luật spin tồn phần hạt trước sau phản ứng nhau: ⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ (1.6) Spin đồng vị đặc trưng cho mức hạt nhân, hạt nhân trạng thái lượng khác có spin đồng vị khác nhau, thay đổi từ Tmin=(N-Z)/2 đến Tmax=A/2 Trạng thái trạng thái kích thích yếu nhận giá trị spin đồng vị thấp Các định luật bảo toàn đưa giới hạn định phản ứng quang hạt nhân, cho phép viết xác phản ứng quang hạt nhân xảy có thơng tin quan trọng đặc tính hạt tham gia phản ứng hạt sản phẩm 1.1.3 Tiết diện suất lƣợng phản ứng quang hạt nhân 1.1.3.1 Tiết diện phản ứng quang hạt nhân Tiết diện phản ứng thước đo xác suất để phản ứng hạt nhân xảy Tiết diện toàn phần phản ứng quang hạt nhân bao gồm [16]: (1.7) Tiết diện phản ứng TA = (,n)+(,p)+(,xn) +(,xnyp)+ (,xn) + (,f)+ (,fr) E(MeV) I 10 II III 100 IV Hình 1.1 Sự phụ thuộc tiết diện phản ứng quang hạt nhânvào lượng photon Trong vùng I lượng photon ngưỡng phản ứng (,n) có tán xạ đàn hồi khơng đàn hồi photon, đường cong tiết diện có cực đại dịch chuyển mức hạt nhân bia Vật lý hạt nhân Luận Văn Tốt Nghiệp Bùi Minh Huệ Vùng II tương ứng với việc hạt nhân hấp thụ photon bị kích thích lên trạng thái kích thích đơn hạt liên tục mức lượng tách rời Vùng III tương ứng với chồng chập mức hạt nhân hợp phần Sự hấp thụ photon dẫn đến hình thành trạng thái hạt nhân hợp phần, hạt nhân phân rã theo nhiều cách ví dụ phát xạ nơtron, proton, xạ gamma… Tiết diện phản ứng quang hạt nhân đạt cực đại có dạng hình gauss gọi cộng hưởng khổng lồ với lượng photon khoảng từ MeV đến 35 MeV Đặc trưng tiêu biểu cộng hưởng độ rộng nửa cực đại lớn giải thích theo quan điểm sau:  Goldhaber Teller giả thiết dao động hạt nhân gây trường điện từ lượng tử gamma Một photon với lượng Eγ có bước sóng:  đó, hc 1, 1010  E E   (1.8) tính theo cm E γ tính theo MeV, h số Plăng, c vận tốc ánh sáng Kết là, tất proton hạt nhân phải có pha với trường điện từ lượng tử gamma vectơ điện E phải dịch chuyển chúng theo hướng Toàn proton hạt nhân dịch chuyển tương toàn nơtron gây nên phân cực hạt nhân, tạo thành dao động hạt nhân lưỡng cực Có thể d dàng đánh giá phụ thuộc tần số cộng hưởng khổng lồ vào số khối A Tần số cộng hưởng ω0 xác định độ cứng k khối lượng vật dao động m ( √ ) Trong chế dao động lưỡng cực (còn gọi mơ hình Goldhaber – Teller) vai trị lực phục hồi thay tương tác nucleon chuyển dời với hạt nhân Số nucleon tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt hạt nhân(~ R2) khối lượng nucleon dao động tỷ lệ thuận với (~R3) Do đó, ta có : ω √ √ (1.9) Goldhaber tính hệ số tỷ lệ 35, đó: (Eγ)res = 35.A-1/6MeV [13]  Trong mơ hình Steinwedel – Jensen vùng cộng hưởng khổng lồ, chất lỏng proton nơtron hai chất lỏng thâm nhập vào nén được, chuyển động bề mặt cố định hạt nhân ban đầu Sau trường photon tới tạo nên Vật lý hạt nhân Luận Văn Tốt Nghiệp Bùi Minh Huệ hai thay đổi khác cho mật độ proton ρp mật độ nơtron ρn bên hạt nhân, phân bố khối lượng tồn phần nucleon không bị xáo trộn dao động chất lỏng proton nơtron Mấu chốt l thuyết ch có lực hồi phục tỷ lệ thuận với số hạng đối xứng công thức khối lượng Weizsacker, gây xu hướng trở giá trị ρp ρn thơng thường Do đó, tần số dao động dự đốn mơ hình sau:   k / m  1/ R  A1/3 (1.10) Các tính tốn cho thấy hệ số tỷ lệ 60, lượng cộng hưởng tính bằng: (Eγ)res = 60.A-1/3MeV [31] Hai mơ hình dao động lưỡng cực (G.T model S.J model) dự đoán phụ thuộc cộng hưởng lưỡng cực khổng lồ vào A A-1/3 A-1/6 So sánh tính tốn với số liệu thực nghiệm đưa đến cơng thức gần tính lượng cộng hưởng sau [13, 31]: Eres = 31.2A-1/3 + 20.6A-1/6 (1.11) với Eres tính MeV Theo gần này, vị trí cộng hưởng lưỡng cực khổng lồ hạt nhân có số khối từ 16 đến 250 biến thiên dải lượng từ 25,5 MeV xuống 13,5 MeV Đối với hạt nhân nặng dùng biểu thức đơn giản sau [13]: Eres = 78A-1/3 (MeV) (1.12) Tiết diện phản ứng (xác suất xảy phản ứng hạt nhân giây thông lượng dòng hạt tới hạt/cm2/giây) cộng hưởng khổng lồ tính gần cơng thức Lorent (đối với hạt nhân nhẹ) [31]: (E )  0 ( E  E 02 )  (E ) (1.13) đó, E0 lượng cộng hưởng;  độ rộng cộng hưởng (≈ ÷8 MeV); 0 giá trị tiết diện cực đại So sánh tiết diện hấp thụ quang hạt nhân tồn phần quan sát tiên đốn l thuyết cho thấy hấp thụ lưỡng cực đóng vai trị vùng cộng hưởng khổng lồ Vật lý hạt nhân Luận Văn Tốt Nghiệp Bùi Minh Huệ Vùng IV tương ứng với photon có lượng lớn vùng lượng cộng hưởng khổng lồ hàng trăm MeV, vùng xảy nhiều trình phức tạp hiệu ứng giả đơtron (quasi-deuteron), phát xạ pion Trong vùng lượng cộng hưởng khổng lồ ngưỡng pion (30 ÷ 140 MeV) bước sóng photon tới gần với khoảng cách nucleon bên hạt nhân, q trình cặp nơtron- proton (dưới dạng giả đơtron) hạt nhân bia hấp thụ photon trở thành trình chiếm ưu thế, trình thường phát triển thành thác lũ (cascade) Đối với vùng lượng ngưỡng pion (> 140 MeV ) tương tác photon nucleon riêng lẻ bên hạt nhân dẫn tới đồng khối  tạo bên hạt nhân bia, đồng khối phân rã thành pion nucleon, trình cạnh tranh với trình hấp thụ photon giả đơtron Tán xạ pion nucleon giật lùi hấp thụ pion bên hạt nhân bia tạo thành thác lũ nucleon (intranuclear cascade) bên hạt nhân dẫn tới phát xạ nơtron proton pion Các hạt phát triển thành trình thác lũ nối tầng 1.1.3.2 Suất lƣợng phản ứng quang hạt nhân Suất lượng phản ứng số phản ứng xảy bia đơn vị thời gian Suất lượng phản ứng hạt nhân ký hiệu Y [hạt/s], trường hợp chùm hạt đơn năng, suất lượng Y xác định theo cơng thức [14]: Y =N0.. (1.14) Trong đó: N0 số hạt nhân bia;  thông lượng chùm hạt tới [hạt/cm2/s];  tiết diện phản ứng quang hạt nhân [cm2] Trường hợp chùm hạt tới có phổ lượng liên tục, gọi (E) thông lượng chùm xạ vùng lượng E, (E) tiết diện phản ứng vùng lượng E Hàm (E).(E) gọi hàm hưởng ứng hay hàm kích thích vùng lượng E Tốc độ phản ứng, hạt tới có lượng từ E đến E+dE dR xác định theo công thức: dR = (E).(E)dE (1.15) Tốc độ phản ứng dR thực chất số phản ứng xảy hạt nhân đơn vị thời gian hạt tới có lượng từ E đến E+dE gây Tích phân hai vế phương trình (1.15), ta có:  R    ( E ). ( E )dE (1.16) R tốc độ phản ứng hay số phản ứng xảy hạt nhân bia đơn vị thời gian Vật lý hạt nhân 10 Luận Văn Tốt Nghiệp Bùi Minh Huệ Hình 3.8 Sơ đồ phân rã hạt nhân Eu trạng thái đồng phân 152m2Eu 152gEu Từ sơ đồ phân rã ta thấy hạt nhân trạng thái đồng phân 152m1Eu có spin 0- chu kỳ bán rã 9.274 phân rã β- để trở thành 152Gd với xác xuất 72% bắt điện tử (EC) để trở thành 152Sm với xác xuất 28%, hạt nhân trạng thái đồng phân thứ hai 152m2 Eu có spin 8- có chu kỳ bán rã 96 phút phát xạ gamma để trở trạng thái không bền 152g Eu Như tỷ số tiết diện tạo cặp đồng phân 152m2,m1 Eu xác định suất lượng tạo thành trạng thái có spin cao trạng thái có spin thấp (IR = Yhigh/Ylow) Hình 3.9 3.10 minh họa phụ thuộc tiết diện phản ứng 153 151 Eu(,n)150mEu Eu(,n)152m1,m2Eu vào lượng xạ hãm vùng cộng hưởng khổng lồ Hình 3.9 Sự phụ thuộc tiết diện phản ứng 151Eu(,n)150mEu vào lượng xạ hãm vùng cộng hưởng khổng lồ [33] Vật lý hạt nhân 47 Luận Văn Tốt Nghiệp Bùi Minh Huệ Hình 3.10 Sự phụ thuộc tiết diện phản ứng 153Eu(,n)152m1,m2Eu vào lượng xạ hãm vùng cộng hưởng khổng lồ [33] 3.3 ác định tỷ số suất lƣợng đồng phân Tỷ số suất lượng tạo cặp đồng phân từ phản ứng quang hạt nhân 153 Eu(,n)152m1,m2Eu xác định dựa hoạt độ phóng xạ ghi nhận sản phẩm tạo thành sau phản ứng hạt nhân Hoạt độ phóng xạ sản phẩm trạng thái đồng phân thứ trạng thái đồng phân thứ hai xác định dựa vào diện tích đỉnh gamma 841.57 keV (14.2%) 152m1Eu đỉnh 89.85 keV (70%) 152m2 Eu Tỷ số suất lượng đồng phân phản ứng tính theo biểu thức 2.4 (mục 2.1 chương II) Chúng tơi tính tốn giá trị trung bình ̅ từ phổ gamma ghi nhận với thời gian làm mát thời gian đo khác Sai số tương đối xác định công thức sau [25, 28, 29 : ̅ ̅̅̅ √∑ ̅̅̅ ̅̅̅ (2.5) Trong sai số tỷ số đồng phân tính tốn cho lần đo thứ i, n tổng số lần đo Và kết thu lượng cực đại xạ hãm 20.3 MeV 17 MeV là: 0.0132 ± 0.0011 0.0062 ± 0.0002 Kết thực nghiệm số liệu tham khảo tỷ số tiết diện đồng phân phản ứng quang hạt nhân 153Eu(,n)152m1,m2Eu với chùm xạ hãm có lượng khác ghi bảng 3.4 Vật lý hạt nhân 48 Luận Văn Tốt Nghiệp Bùi Minh Huệ Bảng 3.4 Tỷ số suất lượng cặp đồng phân 152m1,m2Eu tạo thành theo phản ứng 153 Eu(,n)152m1,m2Eu vùng lượng cực đại xạ hãm 12 – 43 MeV Tỷ số suất lượng đồng phân, Năng lượng xạ hãm IR=Yhigh/Ylow Kết [MeV] Tham khảo 0.0012 ± 0.0001 [9] 12 0.0062 ± 0.0002 17 0.01018 ± 0.001 [28] 18.2 0.0132 ± 0.0011 20.3 23.5 0.01999 ± 0.002 [28] 43 0.0112 ± 0.002 [2] Hình 3.11 minh họa kết tỷ số suất lượng cặp đồng phân thu phản ứng Eu(,n)152m1,m2Eu với xạ hãm lượng 17 20.3 MeV số liệu tham khảo lượng xạ hãm khác 153 0.030 From [9] This work From [28] From [2] 0.025 Ty so dong phan 0.020 0.015 0.010 0.005 0.000 153Eu(,n)152m1,m2Eu -0.005 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Nang luong (MeV) H nh 3.11 Sự phụ thuộc tỷ số đồng phân phản ứng quang hạt nhân 153 Eu(,n)152m1,m2Eu vào lượng xạ hãm Từ đồ thị ta nhận thấy tỷ số suất lượng đồng phân tăng theo lượng vùng lượng thấp Kết thu phù hợp với số liệu mà tác giả Vật lý hạt nhân 49 Luận Văn Tốt Nghiệp Bùi Minh Huệ khác cơng bố Ta nhận thấy số liệu thực nghiệm tỷ số suất lượng đồng phân phản ứng cịn Do kết thu luận văn có nghĩa định việc bổ sung số liệu thực nghiệm cho phản ứng Hiện tượng gia tăng tỷ số đồng phân theo lượng vùng lượng thấp tăng q trình truyền mômen xung lượng cho hạt nhân hợp phần Hơn nữa, hầu hết trường hợp tỷ số đồng phân có giá trị nhỏ mà trạng thái đồng phân có spin cao trạng thái đồng phân khác trạng thái không bền ngược lại Điều có nghĩa xác xuất hình thành trạng thái với spin cao nhỏ so trạng thái có spin thấp Trong trường hợp tơi kết thu khẳng định điều Sai số kết thực nghiệm ước tính khoảng - 8% Chủ yếu nguồn sau: sai số thống kê số đếm đỉnh gamma (1 - 3%), sai số hiệu suất ghi Detector (2 - 3%), sai số từ số liệu hạt nhân chu kỳ bán rã (