Исследования множественности мгновенных нейтронов спонтанного деления чётно-чётных изотопов трансфермиевых элементов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Исаев Андрей Владимирович
Исаев Андрей Владимирович
кандидат наук
2023
- Специальность ВАК РФ00.00.00
- Количество страниц 94
Оглавление диссертации кандидат наук Исаев Андрей Владимирович
Введение
Глава 1. Спонтанное деление атомных ядер
1.1 Механизм и основные характеристики деления
1.2 Исследования мгновенных нейтронов спонтанного деления
Глава 2. Фильтр скоростей 8ЫЕЬ8
2.1 Описание сепаратора
2.2 Времяпролётная система
Глава 3. Регистрация осколков деления и мгновенных нейтронов
3.1 Обзор методов регистрации
3.2 «Нейтронная бочка» сепаратора ЗЫЕЬБ
3.2.1 Фокальный полупроводниковый детектор
3.2.2 Сборка из 3Ые-счётчиков нейтронов
3.3 Детектирующая система БИКх
3.3.1 Описание геометрии и основных узлов детектора
3.3.2 Электронная система регистрации
3.3.3 Определение характеристик детектора с использованием 248Ст-источника
3.4 Программа анализа данных
Глава 4. Эксперименты по изучению короткоживущих
спонтанно делящихся ядер
4.1 Принципиальная схема экспериментов
4.2 Метод статистической регуляризации для восстановления распределений мгновенных нейтронов по множественностям
4.3 Изотоп 246 Бт
4.4 Изотоп 252Ко
4.5 Изотоп 254Ко
4.6 Изотоп 256Я£
Глава 5. Обсуждение результатов
5.1 Выходы мгновенных нейтронов деления
Стр.
5.2 Сравнение экспериментальных данных с теоретическими
расчётами
Заключение
Список литературы
Приложение А. Моделирование детектора SFiNx в программе
MCNPX
Введение
Спонтанное деление ядер было открыто Г.Н. Флёровым и К.А. Петржаком в 1940 г. [1]. Процесс оказался характерным для многих атомных ядер с Z ^ 92 и определяет в данной области границу существования химических элементов.
Образовавшиеся в процессе деления осколки, могут снимать своё возбуждение испуская некоторое число нейтронов и у-квантов. Количество нейтронов, испускаемое в процессе деления, зависит от степени возбуждения осколков и имеет важное значение для восстановления энергетического баланса реакции. Множественность мгновенных нейтронов может нести ценную информацию о динамике процесса, но является сегодня одной из наименее изученных характеристик для многих спонтанно делящихся изотопов.
С момента открытия О. Ганом и Ф. Штрассманом деления ядер урана в 1938 г. [2], и до сегодняшнего дня, не существует законченной модели, которая могла бы с единой позиции описать все свойства столь сложного процесса с участием большого числа нуклонов. Для развития теоретических подходов в физике деления ядер огромное значение имеет получение новых экспериментальных данных. Однако при изучении наиболее тяжёлых элементов возникают значительные трудности, связанные прежде всего с их короткими временами жизни и малыми сечениями образования, что требует от исследователей применения самых передовых методов.
Целью данной диссертационной работы является исследование мгновенных нейтронов, испаряющихся из осколков спонтанного деления короткоживу-щих изотопов фермия, нобелия и резерфордия.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. модернизировать сепаратор ядер отдачи ВАСИЛИСА [3];
2. создать новую высокоэффективную детектирующую систему БИКх [4];
3. написать программу анализа экспериментальных данных [5];
4. провести эксперименты, в ходе которых образовывались исследуемые изотопы, и обработать полученные данные [4; 6—9].
Научная новизна:
1. впервые получены данные по эмиссии мгновенных нейтронов спонтанного деления 254Ко и 256И,£;
2. создана новая высокоэффективная детектирующая система для исследования спонтанного деления короткоживущих ядер.
Практическая значимость полученных экспериментальных данных о множественности мгновенных нейтронов определяется прежде всего их использованием для совершенствования теории деления атомных ядер и для пополнения баз ядерных данных. При этом развитые в работе инструментальные методы могут успешно применяться и для экспериментального изучения свойств спонтанного деления сверхтяжёлых элементов синтезируемых на ускорителях тяжёлых ионов.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. разработана новая детектирующая система БПКх [4] для изучения свойств спонтанного деления короткоживущих тяжёлых ядер на модернизированном сепараторе ядер отдачи ЗЫЕЬБ [10];
2. с использованием пучков тяжёлых ионов ускорителя У-400 в ЛЯР ОИЯИ была проведена серия экспериментов по синтезу чётно-чётных изотопов 246Бт, 252,254Ко и 256Я£, в ходе которых были определены их периоды полураспада и коэффициенты ветвления;
3. впервые получены данные о выходах мгновенных нейтронов спонтанного деления изотопов 254Ко [7] и 256Я£ [8; 9] (средние числа нейтронов в акте деления, дисперсии распределений нейтронов по множественно-стям и вероятности испускания нейтронов различной кратности);
4. с наилучшей точностью произведены измерения вероятностей испускания мгновенных нейтронов различной кратности и средних чисел нейтронов в акте деления изотопов 246Бт [6] и 252Ко [4];
5. выполнено сравнение полученных экспериментальных данных о выходах мгновенных нейтронов с теоретическими расчётами в рамках двух моделей деления [11; 12].
Автор принимал активное участие в создании кинематического сепаратора ядер отдачи ЗЫЕЬБ. Производил расчёты новой детектирующей системы БПКх в программе МСКРХ, участвовал в разработке детектирующей системы и её изготовлении. Принимал деятельное участие в каждом из описываемых экспериментов, в частности, обработал данные этих экспериментов в самостоятельно написанной программе.
Основные результаты работы докладывались: на международном научном форуме «Ядерная наука и технологии» (Казахстан, Алматы, 2021 г.), на симпозиуме «Новые тенденции в ядерно-физических детекторах» (Польша, Варшава, 2021 г.), на симпозиуме «Ежегодное собрание КИЯТЛЯ» (Германия, Дармштадт, 2019 г.), на международных симпозиумах по экзотическим ядрам «ЕХОК» (Россия, Петрозаводск, 2018 г.; Россия, Владивосток, 2012 г.; Россия, Сочи, 2009 г.), на международной конференции «¡БТИОБ» (Словакия, Паперничка, 2017 г.) и на ХЫХ международной зимней конференции по ядерной физике (Италия, Бормио, 2011 г.).
Основные результаты по теме диссертации изложены в 9 работах в рецензируемых изданиях [4; 6—10; 13—15].
Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и 1 приложения. Полный объём диссертации составляет 94 страницы, включая 48 рисунков и 10 таблиц. Список литературы содержит 109 наименований.
В первой главе диссертации приводится краткое описание механизма и основных характеристик спонтанного деления атомных ядер. Во второй главе приводится описание сепаратора ядер отдачи ЗЫЕЬБ [10; 16], который успешно применяется для отбора продуктов реакций полного слияния в экспериментах по синтезу короткоживущих тяжёлых ядер. В третьей главе даны короткий обзор методов регистрации осколков деления и мгновенных нейтронов, а также развёрнутое описание детектирующих систем [4; 13; 14] непосредственно использовавшихся в настоящей работе. В четвёртой главе выполнен анализ данных экспериментов по исследованию свойств спонтанного деления 246Рш [6], 252,254Ко [4; 7] и 256И! [8; 9]. В завершающей пятой главе обсуждаются полученные экспериментальные данные по выходам мгновенных нейтронов и приводится их сравнение с теоретическими расчётами. Наконец в приложении к диссертации подробно рассказано о моделировании детектирующей системы БПКх [4] в программе МСКРХ.
Глава 1. Спонтанное деление атомных ядер
Экспериментально было установлено [1], что тяжёлые ядра могут самопроизвольно испытывать деление, в процессе которого осколки туннелируют через потенциальный барьер. Исследования спонтанного деления играют чрезвычайно важную роль как для понимания строения атомных ядер, так и для решения прикладных задач, связанных с использованием атомной энергии.
1.1 Механизм и основные характеристики деления
Первый теоретический подход к описанию механизма деления атомных ядер был разработан в 1939 г. Ы. Бором и Дж. Уилером [17] и независимо Я.И. Френкелем [18] и основывался на представлении о ядре как о капле заряжённой жидкости. Основные черты процесса деления при этом описываются на основании конкуренции сил поверхностного натяжения и кулоновского отталкивания в процессе деформации ядра. В процессе деления ядро проходит через ряд стадий: начальная шарообразная форма, эллипсоид, гантель, грушевидные осколки и наконец два шарообразных осколка. При этом изменяется потенциальная энергия ядра, как сумма кулоновской и поверхностной энергий. Кулоновская энергия плавно уменьшается по мере прохождения всех описываемых стадий. При малых деформациях поверхностная энергия сперва увеличивается, создавая препятствие для дальнейшего изменения формы ядра. Однако если деформация дошла до гантелеобразной формы, то поверхностная энергия (как и кулоновская) уменьшается, что приводит к разделению ядра на два фрагмента и приданию им шарообразной формы. Таким образом у ядер наблюдается потенциальный барьер препятствующий их самопроизвольному делению, высота которого имеет обратную зависимость от соотношения между кулоновской и поверхностной энергиями в начальном ядре и параметра делимости Z2/A. Модель позволяла рассчитывать энергию деформации ядра в процессе деления, но обладала достаточно низкой точностью. Кроме того, в рамках модели исключалась возможность существования ядер с Z2/A > 49, которые должны были за ядерное время (^ 10-22 с) испытывать спонтанное деление.
Модель жидкой капли полностью игнорировала внутреннюю структуру атомного ядра. Вклад от нуклонных оболочек и от спаривания нуклонов был впервые учтён в работах В.М. Струтинского [19], а также В.Д. Майерса и В.Я. Святецкого [20], в рамках развитого ими комбинированного макро-микро-скопического подхода. Влияние оболочечных эффектов очень наглядно можно продемонстрировать по экспериментальной систематике парциальных периодов полураспада по отношению к спонтанному делению чётно-чётных изотопов, которая приводится на рис. 1.1. Наблюдается рост стабильности атомных ядер при приближении к магическим числам нейтронов. Именно влияние оболочек позволяет ожидать существования «островов стабильности» из ядер сверхтяжёлых элементов [21; 22].
Число нейтронов
Рисунок 1.1 — Экспериментальные данные по парциальным периодам полураспада по отношению к спонтанному делению ряда чётно-чётных ядер. Рисунок заимствован из работы [23].
В процессе деления, преимущественно, образуются два осколка, в небольшом числе случаев может происходить вылет третьей частицы, такой как
нейтрон [24; 25] или лёгкая заряженная частица [26], кроме того возможен и распад на четыре фрагмента [27]. Подавляющая часть энергии связи (более 70%), высвобождающаяся при деления ядра, переходит в кинетическую энергию осколков деления [28], которая пропорциональна кулоновскому параметру 22/Л1/3 делящегося ядра. Часть энергии деления уносят вылетающие из осколков мгновенные нейтроны и у-кванты, а оставшееся возбуждение снимается серией последовательных в-распадов (в свою очередь сопровождающихся вылетом у-квантов).
Рисунок 1.2 — Зависимость средней полной кинетической энергии осколков деления от кулоновского параметра исходного ядра. Рисунок заимствован из работы [29].
Систематики массовых распределений осколков и средней полной кинетической энергии осколков (ХИЕ) в зависимости от кулоновского параметра ядра иллюстрируют роль оболочечных эффектов в процессе деления. На графике зависимости ХХБ от Z2/A1/3 (рис. 1.2) отчётливо прослеживается нарушение линейного тренда для группы ядер (имеющих сравнительно большие значения
ТКЕ), которое становится более понятным при взгляде на массовые распределения осколков деления (рис. 1.3).
Массовое число осколка
Рисунок 1.3 — Массовые распределения осколков деления для различных спонтанно делящихся изотопов. Рисунок заимствован из работы [30].
Можно заметить, что спонтанное деление ядер легче фермия преимущественно ассиметричное и ведёт к образованию одного тяжёлого и второго более лёгкого осколков. Наличие асимметричного деления можно объяснить следующим образом: при достижении седловой точки, разделение на два осколка происходит не сразу, а только после формирования нуклонных оболочек у будущих осколков [31]. Более тяжёлый осколок формируется вблизи замкнутых нейтронной и протонной оболочек (К ~ 82 и Z ~ 50). В результате такой двойной магичности «остова» тяжёлого осколка, присоединение дополнительных нуклонов к нему крайне затруднено, поэтому большинство оставшихся нуклонов переходят в лёгкий осколок.
Однако уже для изотопов фермия, по мере движения из нейтронодифи-цитной в нейтроноизбыточную область, можно наблюдать плавный переход от ассиметричного деления к симметричному, в котором происходит образование двух сравнимых по массам осколков.
Дальнейшие исследования распределений полной кинетической энергии осколков симметрично делящихся изотопов 259,260^^ привело к открытию бимодального симметричного деления [32; 33]. На рис. 1.4 видно, что в отличии от распределения ТКЕ 260И! (которое можно описать одним гауссианом), у изотопов 259,260Md форма распределений ТКЕ имеет две компоненты. Одна компонента с ТКЕ ^ 200 МэВ характеризуется широким массовым распределением осколков, а вторая компонента с ТКЕ ^ 230 МэВ имеет более узкое массовое распределение осколков. Таким образом у одного изотопа может присутствовать одновременно две конкурирующие моды симметричного деления.
120
ТКЕ, МэВ
Рисунок 1.4 — Распределения полной кинетической энергии осколков деления изотопов 260И!, 260Md и 259Md. Пунктиром показано фитирование гауссианом.
Рисунки были заимствованы из работы [33].
1.2 Исследования мгновенных нейтронов спонтанного деления
Для восстановления энергетического баланса реакции спонтанного деления значительную роль играют нейтроны деления (таблица 1). Подавляющая часть нейтронов (> 99%) испаряется из разлетающихся осколков практически сразу после деления (10-19 - 10-16 с), эти нейтроны называют «мгновенными». Оставшаяся небольшая часть нейтронов испускается после в-распада осколков, поэтому их называют «запаздывающими».
Таблица 1 — Соотношения между различными формами энергии (в МэВ), выделяющейся при спонтанном делении ядер. Значения взяты из работы [28].
Изотоп Кинетическая Возбуждения Радиационного распада
п У в У Ve
256Рт
252С£
Энергетические спектры мгновенных нейтронов имеют характерную форму и довольно схожи для различных спонтанно делящихся ядер (рис. 1.5).
Изучение выходов мгновенных нейтронов деления является важным для понимания влияния ядерных свойств формирующихся осколков на энергию возбуждения. Так на рис. 1.6 приводятся «пилообразные» зависимости среднего числа испущенных нейтронов (V) от массового числа осколков деления. Ярко выраженный минимум А ~ 132, связан с заполнением магических нейтронных и протонных оболочек (К ~ 82 и Z ~ 50) [35; 36], вследствие чего, такие осколки более устойчивы к изменению формы и испускают меньше нейтронов.
На настоящий момент накоплен значительный объём данных (в основном для чётно-чётных ядер) о выходах мгновенных нейтронов спонтанного деления изотопов 236'238и [38; 39], 236,238,240,242,244ри [40—43], 242,244,246,248,250Ст [40;
41; 43—45], 249Вк [46], 246,25°,252,254С£ [40; 41; 43; 47], 253Е8 [48], 244,246,254,256,257рт [49—53], 260Ма [54], 252Ко [55; 56] и 268ЭЬ [57]. В большинстве случаев применялись offline-методы с источниками спонтанного деления (природный уран и относительно долгоживущие изотопы, нарабатываемые в ядерных реакторах). Для короткоживущих изотопов, синтезируемых в экспериментах на
4
Энергия, МэВ
Рисунок 1.5 — Энергетические спектры мгновенных нейтронов спонтанного деления ядер 242Ри, 248Ст и 252 С£ Точками показаны экспериментальные данные, а сплошной линией и пунктиром фитирования различными методами. Рисунки
были заимствованы из работы [34].
Рисунок 1.6 — Зависимость среднего числа испущенных нейтронов от массы осколка для ряда ядер. Рисунок заимствован из работы [37].
ускорителях, применялись опНпе-методы исследований, когда ядра отдачи исследовались непосредственно после своего образования [49; 50; 56].
Из анализа экспериментальных данных просматривается тренд на увеличение V с ростом Z ядра, так, если для 236и значение V = 1,79±0,18 [38], то уже для 252Ко оно более чем в два раза больше, V = 4,15±0,30 [55]. Как будет показано в данной работе, большое значение для развития моделей деления имеют также формы распределений мгновенных нейтронов по множественностям, каждое такое распределение уникально и несёт в себе информацию о процессе деления конкретного изотопа.
Наконец отметим, что исследования выходов мгновенных и запаздывающих нейтронов деления имеют большое прикладное значение для развития физики атомных реакторов, поскольку именно нейтроны деления обеспечивают поддержание цепной ядерной реакции.
Глава 2. Фильтр скоростей SHELS
2.1 Описание сепаратора
Сепаратор ядер отдачи SHELS (Separator for Heavy ELement Spectroscopy) [10; 16] установлен на канале №3 выведенного пучка тяжёлых ионов циклотрона «У-400» в ЛЯР ОИЯИ. Установка появилась в результате глубокой модернизации электростатического сепаратора ВАСИЛИСА [3]. Где вместо селекции продуктов ядерных реакций по электрической жёсткости была выбрана селекция по скоростям, аналогично как в фильтре скоростей SHIP [58]. Схема сепаратора показана на рис. 2.1, а основные характеристики приводятся в таблице 2. Сепаратор обеспечивает быстрое (за время порядка нескольких микросекунд) отделение продуктов реакций полного слияния от ионов пучка и продуктов побочных реакций и их транспортировку к детекторам.
Рисунок 2.1 — Схема сепаратора SHELS. Рисунок из работы [10].
Принцип работы сепаратора заключается в следующем. Пучок тяжёлых ионов из ускорителя попадает на вращающуюся мишень, где в ходе реакций полного слияния образуются ядра отдачи (ЯО). После мишени расположен первый триплет магнитных квадрупольных линз, который осуществляет первичную фокусировку ЯО. Далее в двух идентичных фильтрах скоростей происходит отделение продуктов реакций полного слияния от продуктов побочных реакций
Target Wheel
Triplet
Time of Flight
и ионов пучка. Не взаимодействовавшие с ядрами мишени ионы пучка практически не отклоняются в первом дефлекторе и тормозятся в цилиндре Фарадея.
Фильтры скоростей в сепараторе установлены зеркально-симметричным образом, каждый из них состоит из дипольного магнита и электростатического дефлектора с двумя параллельными пластинами. При такой установке фильтров, угол отклонения в магнитном поле будет иметь линейную зависимость от угла отклонения в электрическом поле и изменяя данные углы настройками напряжения дефлекторов и силы тока диполей, можно осуществлять отбор пролетающих ионов по дисперсии и диапазону скоростей. Траектория пролёта ионов через два фильтра скоростей имеет ^-образную форму.
Рисунок 2.2 — Измерения магнитного поля в диполе Э22.
Конструкция электростатических дефлекторов позволяет регулировать расстояние между пластинами для оптимального соответствия угловому распределению и электрической жёсткости ЯО. Величины поля в квадрупольных и дипольных магнитах измерялись с помощью датчика Холла (рис. 2.2). Измеренные карты полей магнитных элементов и кривые возбуждения используются для настройки сепаратора. Значения тока в катушках диполей и напряжения на электростатических дефлекторах рассчитываются и устанавливаются в соответствии с выбранными углами отклонения и данными о массе, энергии и ионном заряде исследуемых ЯО.
Таблица 2 — Характеристики основных узлов сепаратора. Данные взяты из
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Другие cпециальности», 00.00.00 шифр ВАК
Изучение радиоактивных свойств ядер в цепочках распада изотопов Mc и сечений их образования в реакции 243Am+48Ca2024 год, кандидат наук Коврижных Никита Дмитриевич
Экспериментальные исследования множественности нейтронов, испускаемых из отдельных осколков с фиксированной массой и кинетической энергией, при спонтанном делении 244,248Cm и 252Cf2004 год, кандидат физико-математических наук Воробьёв, Александр Сергеевич
Совершенствование системы индивидуального дозиметрического контроля нейтронного излучения на объектах использования атомной энергии2022 год, кандидат наук Пышкина Мария Дмитриевна
Изучение свойств радиоактивного распада изотопов нобелия методом α-, β-, γ- спектроскопии2023 год, кандидат наук Тезекбаева Мерейгуль
Экспериментальное исследование тройного деления тяжелых ядер на сопоставимые по массе осколки2009 год, кандидат физико-математических наук Тюкавкин, Андрей Николаевич
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследования множественности мгновенных нейтронов спонтанного деления чётно-чётных изотопов трансфермиевых элементов»
работы [10].
Квадрупольные линзы Максимальный градиент поля, Тл/м 13
Эффективная длина, см 38
Радиус апертуры, см 10
Электростатические дефлекторы Максимальная напряжённость поля, кВ/см 40
Эффективная длина, см 65,7
Расстояние между пластинами, см 10-20
Номинальный угол отклонения, ° 8
Дипольные магниты Э22 Максимальная индукция поля, Тл 0,8
Эффективная длина, см 59,7
Высота зазора, см 13,5
Номинальный угол отклонения, ° 22
Дипольный магнит Э8 Максимальная индукция поля, Тл 0,2
Эффективная длина, см 58,8
Высота зазора, см 14
Номинальный угол отклонения, ° 8
Прошедшие через фильтры скоростей ЯО фокусируются вторым триплетом магнитных квадрупольных линз для транспортировки в детектирующую систему, установленную в фокальной плоскости сепаратора. Находящийся перед детектирующей системой дипольный магнит отклоняет ЯО на 8°, чтобы обеспечить дополнительный фактор очистки от рассеянных ионов пучка, а также от нейтронов и у-квантов, образующихся в мишени и на цилиндре Фарадея. Для дополнительного снижения фона, детектирующая система сепаратора расположена за защитной стеной из тяжёлого бетона толщиной около 2 метров.
2.2 Времяпролётная система
После отклонения в последнем дипольном магните сепаратора 8ИЕЬ8, ЯО влетают во времяпролётную систему (ТОР), состоящую из двух («Старт» и «Стоп») одинаковых широкоапертурных детектирующих модулей. Данная система обеспечивает возможность использования схемы антисовпадений для импульсов от времяпролётных и от кремниевых полупроводниковых детекторов. Что позволяет отличить тяжёлые ионы, прилетевшие из сепаратора, от их распадов после имплантации в кремниевый детектор.
Принцип работы ТОР детекторов основан на том, что ЯО при прохождении через тонкую фольгу, выбивает несколько вторичных электронов, которые затем ускоряются электрическим полем и транспортируются с использованием комбинации скрещенных электрического и магнитного полей к сборке из микроканальных пластин (МКП). Общая схема времяпролётного модуля приведена на рис. 2.3.
5 ^^
4 у
Рисунок 2.3 — Схема времяпролётного модуля. Условные обозначения: 1, 2 -траектории вторичных электронов; 3 - направление движения ядер отдачи; 4 -
сборки из МКП; 5 - электрод МКП.
В качестве эмиттеров вторичных электронов используются тонкие самоподдерживающиеся (20 - 30 мкг/см2) плёнки из поликарбоната с напылённым слоем золота (10-20 мкг/см2), укреплённые на латунной рамке. Рамка в свою очередь устанавливается на тефлоновых изоляторах перпендикулярно падающему пучку ЯО.
Для ускорения выбитых из фольги вторичных электронов используются две ускоряющие сетки из бериллиево-бронзовой проволоки (под нулевым потенциалом), расположенные на расстоянии 5 мм с двух сторон эмиттирую-щей фольги, на которую подаётся высокое напряжение - 4 кВ. Ускоренные в промежутке эмиттер-сетка до энергии 3 кэВ вторичные электроны собираются магнитным полем 25-30 Гс) на поверхность электронного умножителя, состоящего из двух МКП (70x90 мм) объединённых в так называемую шевронную сборку.
Как видно из рис. 2.3, сбор электронов осуществляется с обеих сторон эмиттера, и соответствующие выходные импульсы образуются на четырёх независимых сборках из микроканальных умножителей. Такая конфигурация позволяет избежать потерь электронов, выбитых из фольги вблизи края рамки и увеличить полную эффективность регистрации ЯО.
Детальное описание используемой времяпролётной системы на базе МКП даётся в работе [59].
Глава 3. Регистрация осколков деления и мгновенных нейтронов
3.1 Обзор методов регистрации
Основная часть энергии деления ядра высвобождается в форме кинетической энергии осколков. При этом осколки деления обладают высокой ионизирующей способностью и имеют малые пробеги в веществе. Детальное описание методов регистрации и спектроскопии осколков деления приводится в фундаментальной работе [28], приведём лишь краткий обзор основных из них.
В первых опытах по изучению вынужденного деления и по открытию спонтанного деления урана [1], для регистрации осколков деления успешно применялись импульсные ионизационные камеры. К достоинствам ионизационных камер можно отнести их простоту в использовании и меньшую подверженность радиационным повреждениям в сравнении с твердотельными полупроводниковыми детекторами. Так с помощью двух одновременно подключенных ионизационных камер можно измерять амплитуды импульсов отдельно для каждого из осколков.
Следы осколков, разлетающихся в противоположные стороны из точки в которой происходило деление, наблюдали при помощи камеры Вильсона [60]. А поскольку осколки деления, как правило, сильно возбуждены и перегружены нейтронами, то они могут быть обнаружены по ионизирующему излучению (от в,У-активности или выхода мгновенных нейтронов), что и было впервые продемонстрировано в опытах Ф. Жолио-Кюри [31].
В настоящее время наиболее широкое применение для регистрации осколков деления получили кремниевые полупроводниковые детекторы [15]. Данный тип детекторов обладает существенными преимуществами: близкой к 100% эффективностью регистрации осколков, хорошими временным и энергетическим разрешениями и отсутствием необходимости использования высоковольтных источников питания.
Что касается мгновенных нейтронов деления, то их косвенная регистрация может осуществляться из определения разницы масс осколков деления до и после испускания нейтронов [61; 62]. К недостатку подобных непрямых методов можно отнести низкую точность определения среднего числа нейтронов.
Более популярные методы регистрации нейтронов связаны с использованием ядерных реакций, в ходе которых образуются частицы способные сформировать ионизационные импульсы в детекторах. Как правило, это реакции захвата вида (п,<х), (п,у) и (п,р). Для получения сведений о кинетической энергии быстрых нейтронов, обычно используется упругое рассеяние нейтронов на ядрах лёгких элементов (H или He).
В качестве сцинтилляторов используют разнообразные детекторы на основе прозрачных веществ. Одним из примеров является детектор (рис. 3.1) разработанный в Радиевом институте им. В.Г. Хлопина [63] для offline экспериментов. Сцинтиллятором тут является жидкость с добавкой гадолиния, а регистрация нейтронов осуществляется в (п,у)-реакции. Детектор с очень высокой эффективностью (72%) может работать в 4п-геометрии для регистрации полной множественности мгновенных нейтронов. А при необходимости между двумя баками с жидким сцинтиллятором может быть установлен разделитель и в 2х2п-геометрии можно регистрировать нейтроны, вылетающие в направлении осколков отдельно для каждого из них (эффективность регистрации нейтронов при этом снижается до 55%).
Детекторы на базе жидкого сцинтиллятора могут иметь очень высокую эффективность регистрации нейтронов и позволяют выбирать практически любую конфигурацию (ограниченную лишь формой резервуара для жидкости). К серьёзным же недостаткам данных детекторов можно отнести их высокую чувствительность к у-квантам от внешнего и внутреннего фона, а также наличие возможности наложения сигналов от нескольких одновременных нейтронных событий ввиду отсутствия гранулярности детектора.
Твердотельные сцинтилляторы обычно изготавливают на основе 6Li или 10B. Из наиболее перспективных наработок можно отметить детекторы с использованием материалов: 6LiF-ZnS(Ag) [64], CLYC (Cs2LiYCl6) [65] и CLLBC (Cs2LiLa(Br,Cl)o:Ce) [66].
Альтернативу сцинтилляторам составляют газонаполненные счётчики нейтронов. Ранее большую популярность имел счётчик на основе 10B, именно он использовался в эксперименте Г.Н. Флёрова и К.А. Петржака по открытию спонтанного деления урана [1]. В настоящее время повсеместно применяют счётчики наполненные газом 3He, который не токсичен в отличии от BF3.
Сборки на базе 3He-счётчиков нейтронов активно используют сейчас для поиска сверхтяжёлых элементов в природе в детекторе SHIN [57], для изучения
Рисунок 3.1
Optical glass window
Две схемы работы детектора нейтронов на базе жидкого сцин-тиллятора. Рисунок заимствован из работы [63].
запаздывающих нейтронов в системах BRIKEN [67] и TETRA [68] (рис. 3.2), а также для исследования спонтанного деления тяжёлых ядер в SFiNx [4]. Эффективность регистрации нейтронов у данных сборок может быть достаточно высокой (к примеру, у SHIN она достигает ^70% [69]).
Для решения задач диссертационной работы использовались пропорциональные счётчики на базе 3He. Как будет показано далее, преимущества таких сборок в следующем:
1. установкой порогов дискриминаторов достаточно просто отделить импульсы нейтронов от импульсов у-квантов;
2. внешний нейтронный фон можно довольно легко снизить установкой дополнительной защиты детектора;
Рисунок 3.2 — Схемы детекторов TETRA (слева) и BRIKEN (справа). Рисунки
заимствованы из работ [67; 68].
3. вероятность случайных наложений двух нейтронных событий нивелируется высокой гранулярностью сборок;
4. счётчики очень надёжны и способны длительное время обеспечивать бесперебойную работу.
В силу самой постановки экспериментов имелись конечно и недостатки:
1. сборки обладали эффективностью регистрации нейтронов около (43 - 55)%, что имело тем большее значение, чем меньшая статистика была получена по спонтанным делениям исследуемых изотопов;
2. в акте деления нейтроны не могли быть отнесены к конкретному из двух осколков.
3.2 «Нейтронная бочка» сепаратора 8НЕЬ8
Данный детектор [13] (рис. 3.3) применялся в ходе экспериментов по изучению свойств спонтанного деления 254N0 [7] и 256ИГ [9] в 2014 г.
Рисунок 3.3 — Фотографии «нейтронной бочки» (слева) и схема её основных узлов (справа). Условные обозначения: 1 - ЯО; 2 - Яьдетекторы; 3 - 3Не-счётчики; 4 - вакуумная камера; 5 - замедлитель; 6 - защита; 7 - сцинтиллятор.
3.2.1 Фокальный полупроводниковый детектор
Ядра отдачи пройдя через времяпролётные детекторы сепаратора ЯНЕЬЯ имплантируются внутрь фокального полупроводникового 48х48-стрипового Яь детектора (ППД). Размер активной области фокального детектора составляет 58х58 мм, а его толщина 300 мкм. По сторонам фокального детектора, перпендикулярно ему, размещаются четыре 16-стриповых Яьдетектора, образуя сборку в виде «колодца» [15] (рис. 3.4). Боковые детекторы (размер активной области - 61х61 мм, толщина - 700 мкм) предназначены для регистрации а,р-частиц и осколков вылетающих из фокального детектора в обратную полусферу. Полная геометрическая эффективность сборки составляет ^ 83% для а-частиц и обоих осколков деления, а для (3-частиц ^ 75%. Эффективность регистрации фокального детектора для а-частиц составляет 50%, а для хотя бы одного осколка - 100%.
Стрипы на лицевой и тыльной сторонах детектора перпендикулярны друг другу, что позволяет использовать поверхность детектора как «матрицу» с размером «пикселя» 1,2x1,2 мм. Для а-частиц с энергией порядка 8 МэВ (от имплантированных ядер отдачи) энергетическое разрешение фокального детектора составляет около 20 кэВ. Разрешение боковых детекторов для тех же частиц, вылетающих из фокального детектора несколько хуже, ввиду широкого
Рисунок 3.4 — Внешний вид сборки из стриповых Яьдетекторов.
диапазона углов вылета и как следствие потерь энергии при вылете с глубины имплантации в кремнии и при прохождении мёртвых слоёв детекторов.
СУ
ПУ ЛУ х1 (а)
/ х10 / /
/ / \
х11 (р)
СУ
ПУ х1 (ОД)
/ /
/ \
х11 (а)
Рисунок 3.5 — Две схемы включения электронной системы регистрации: верхняя - для а- и [3-частиц; нижняя - для а-частиц и осколков деления. Условные обозначения: ОД - осколок деления; ПУ - предварительный усилитель; ЛУ -линейный усилитель; СУ - спектрометрический усилитель.
Электронная система регистрации сигналов с ППД представлена 16-канальными зарядо-чувствительными предусилителями, усилителями со встроенными мультиплексорами (16 трактов) и дополнительными линейными усилителями [15]. Дополнительные линейные усилители задействуются только в случае необходимости регистрации [3-частиц. Два варианта включения спектрометрической электроники показаны на рис. 3.5.
3.2.2 Сборка из 3Ив-счётчиков нейтронов
Полупроводниковые детекторы располагаются внутри вакуумной камеры (диаметром 120 мм), вокруг которой размещаются три коаксиальных слоя пропорциональных счётчиков нейтронов на основе 3Не (рис. 3.3). Всего в сборке было задействовано 54 3Не-счётчика. Каждый счётчик помещён в замедлитель из полиэтилена в виде правильной шестиугольной призмы. При регистрации осколков деления в фокальном ППД, сигналы с быстрых выходов спектрометрических усилителей, запускают схему опроса нейтронных счётчиков длительностью 128 мкс. Временное разрешение опроса 3Не-счётчиков при этом равно 1 мкс.
В процессе спонтанного деления образуются преимущественно быстрые нейтроны. Захват же нейтронов ядрами 3Не наиболее эффективно происходит при тепловых энергиях нейтронов. Реакция имеет следующий вид:
п + 3Не ^ р + Т + 764 кэВ
Сечение данной реакции для тепловых нейтронов составляет около 5530 барн. Чтобы замедлить нейтроны до тепловых энергий, 3Не-счётчики помещают в замедлитель, где в ходе многократных упругих соударений нейтроны замедляются до энергии теплового движения молекул вещества. В качестве замедлителя наиболее часто используют плотные материалы, сформированные из лёгких элементов, при этом должна быть минимизирована возможность поглощения нейтронов.
По внешнему виду нейтронный счётчик представляет собой металлический цилиндр (диаметром ~ 32 мм, длиной ~ 500 мм) с электрическим разъёмом на фланце. Стенки корпуса (катод) счётчика изготавливаются из нержавеющей стали и имеют толщину около 0,5 мм. Анодом служит тонкая 0,03 мм) центральная нить из позолоченного вольфрама. Вольфрам обеспечивает прочность нити на растяжение, а покрытие из золота необходимо для устранения неровностей на поверхности вольфрама, следствием чего будет однородность электрического поля по всей длине нити.
Выделившаяся в результате реакции захвата нейтрона ядром 3Не энергия распределяется между протоном и тритием, которые затем ионизируют и
возбуждают атомы вдоль своей траектории. В результате ионизации образуются носители заряда, которые под действием внешнего электрического поля собираются на электродах. Возникающие при этом импульсы используются для регистрации нейтрона.
Давление 3Не в счётчиках составляет 7 атм. Газовая смесь также включает небольшую (^ 10%) добавку Аг, которая нужна чтобы образующиеся при захвате нейтрона тритий и протон имели небольшие (в сравнении с радиусом счётчика) пробеги и могли оставить в нём всю свою энергию. При этом быстрые электроны, которые могут рождаться в счётчиках при прохождении у-квантов, имеют значительно большие пробеги и теряют лишь небольшую часть своей энергии. Всё это приводит к тому, что в спектре амплитуд импульсов 3Не-счётчика, можно увидеть как пик от нейтронов, так и сигналы от у-квантов лежащие в области меньших энергий. Надёжная регистрация нейтронных событий в последующем осуществляется установкой порога дискриминатора.
С использованием 248Ст-источника определялись среднее время жизни нейтрона в сборке и эффективность регистрации единичного нейтрона, значения которых составили 23±1 мкс и (43±1)% соответственно.
Среднее время жизни нейтрона в сборке складывается из времени его замедления до тепловых энергий и времени диффузии до момента захвата ядром 3Не. Значение данной величины важно знать, поскольку она определяет границу поиска нейтронных событий по времени, с ростом которой увеличивается вероятность случайных совпадений с нейтронным фоном.
Сопровождающие процесс спонтанного деления у-кванты регистрировались сцинтилляционным детектором на основе кристалла ЬаБг3(Се) и фотоэлектронного умножителя Натата1зи Я7600, который был установлен непосредственно за фокальным ППД.
3.3 Детектирующая система SFiNx
Система SFiNx [4; 14] (Spontaneous Fission, Neutrons and x-rays) применялась в ходе экспериментов по изучению свойств спонтанного деления 252No и 246Fm в 2021 г.
Создание SFiNx стало возможным в результате развития методических подходов в области исследования свойств спонтанного деления тяжёлых ядер с Z ^ 100 [70] в Лаборатории ядерных реакций им. Г.Н. Флёрова. На электростатическом сепараторе ВАСИЛИСА [3], и в дальнейшем на фильтре скоростей SHELS [10], были получены данные по характеристикам деления нейтронодефи-цитных изотопов Fm [49; 50], No [7] и Rf [9]. Для изучения свойств спонтанного деления использовалась сборка из кремниевых полупроводниковых детекторов в форме колодца [15], с размером фокального детектора 60x60 мм, которую окружали 54 3Не-счётчика нейтронов [13] (см. главу 3.2).
В последние годы в экспериментах по спектроскопии тяжёлых ядер на сепараторе SHELS, в детектирующем модуле GABRIELA [71], была успешно опробована новая сборка из двусторонних стриповых Si-детекторов [72]. Фокальный детектор данной сборки имеет размер 100x100 мм и 128x128 стрипов. За счёт увеличенной примерно в 3 раза площади, детектор позволяет захватывать большее число ЯО. Применение такого детектора, совместно с детектором нейтронов, заметно расширяет чувствительность проводимых экспериментов. За счёт возросшей эффективности регистрации ЯО, такая детектирующая система позволяет регистрировать ядра, образующиеся в реакциях полного слияния с сечениями в несколько пикобарн. Однако, увеличенный размер вакуумной камеры нового ППД потребовал существенной переработки конфигурации нейтронного детектора.
3.3.1 Описание геометрии и основных узлов детектора
Наиболее критичным для создания новой геометрии параметром было число счётчиков нейтронов, необходимых для того, чтобы получить высокую эффективность. Другими важными параметрами были размер и форма вакуумной камеры с полупроводниковыми детекторами, вокруг которой планировалось разместить счётчики нейтронов. Вакуумная камера проектировалась из нержавеющей стали, практически в форме кубоида с внешним размером 155x155x893 мм. Исходя из опыта проектирования и использования предыдущего детектора [13], было известно, что счётчики первого слоя дают максимальный вклад в эффективность регистрации при их расположении
вблизи от вакуумной камеры. Счётчики каждого последующего слоя должны были максимально перекрывать промежутки, образующиеся между счётчиками предыдущего слоя. Расстояния между слоями выбирались так, чтобы нейтроны успевали замедлиться до тепловых энергий в полиэтилене, но при этом число используемых счётчиков было бы минимальным.
Моделирование в МСХРХ множества различных конфигураций, привело к оптимальному варианту, давшему максимальную эффективность 60%) при использовании 116 счётчиков (рис. 3.6). Детальная информация о моделировании детектора приводится в Приложении А.
Внешний вид новых сборок из 3Не-счётчиков нейтронов и из многостри-повых Яьдетекторов показан на рис. 3.7.
Замедлитель из полиэтилена изготовлен в виде правильной восьмиугольной призмы высотой 630 мм и диаметром описанной окружности 762 мм. Для защиты от фоновых нейтронов, внешняя часть детектора покрыта плитами из борированного (5%) полиэтилена, толщиной 50 мм вдоль высоты призмы замедлителя и по 30 мм на её основаниях.
Рисунок 3.6 — Схема ЯИХх (вид спереди - слева; вид сбоку - справа). Условные обозначения: 1 - ядра отдачи; 2 - фокальный Яьдетектор; 3 - боковые Яьдетекторы; 4 - 3Не-счётчики; 5 - сцинтиллятор; 6 - вакуумная камера; 7 -замедлитель; 8 - защита от внешнего фона. Рисунок из работы [6].
Счётчики нейтронов окружают вакуумную камеру, внутрь которой была помещена новая сборка из ППД. Фокальный кремниевый детектор, с конфигурацией 128 х 128-стрипов, имеет размер активной области 98x98 мм и толщину
Рисунок 3.7 — Фотографии сборки из счётчиков нейтронов (слева) и «колодца»
из ППД (справа). Рисунки из работ [4; 6].
500 мкм. Перпендикулярно фокальному детектору располагаются 8 кремниевых полупроводниковых детекторов, образуя сборку в виде колодца (рис. 3.7). Боковые 16 х 16-стриповые детекторы имеют размер 50x60 мм, толщину 700 мкм и размещаются попарно вдоль каждой из сторон фокального детектора. Разрешение фокального и боковых детекторов для а-частиц с энергией 8 МэВ составляет 20 кэВ и 30 кэВ соответственно. Для уменьшения шумов и улучшения энергетического разрешения, сборка из ППД смонтирована на охлаждаемом держателе.
С использованием дополнительных линейных усилителей, система может быть переведена в режим регистрации электронов, что позволяет использовать детектор для изучения в-распада и связанных с ним процессов (эмиссии запаздывающих нейтронов или запаздывающего деления [73; 74]).
Для регистрации у-квантов, непосредственно за фокальным ППД, был установлен сцинтилляционный детектор на основе BGO-кристалла.
3.3.2 Электронная система регистрации
Использование в нейтронном детекторе большого числа счётчиков с различными характеристиками потребовало создания соответствующей многоканальной электронной системы регистрации.
Зарядочувствительные предусилители проектировались с разными коэффициентами усиления (от 0,5 до 4 В/МэВ) для трёх типов счётчиков. Сигнал от предусилителя 3Не-счётчика поступает в один из четырёх 32-канальных блоков нейтронных событий NeutronTimers32 (NT32). Предусилители и блоки нейтронных событий производились в ЛЯР ОИЯИ. Каждый блок NT32 (рис. 3.8) состоит из двух 16 канальных подблоков, объединённых общей логической схемой управления. Подблок представляет из себя 16 дискриминаторов с общим порогом, задаваемым посредством цифро-аналогового преобразователя. Регулировка порога осуществляется в диапазоне от -20 до -700 мВ с шагом ^ 10 мВ. В задачу дискриминаторов входит отсекание импульсов от шумов с низкой амплитудой и от у-квантов.
Срабатывание любого из дискриминаторов, приводит к помещению в выходной буфер FIFO события, содержащего:
— время (0 - 65535 мкс) относительно времени цикла;
— номер канала (0 - 31) для идентификации счётчика в пределах блока NT32;
— маркер «пучок ускорителя включен».
Одновременное срабатывание двух и более входов генерирует соответствующее количество записей в выходном буфере FIFO. Буфер имеет возможность хранить до 8 событий, а при его переполнении, в последнем событии, помещаемом в него, дополнительно формируется маркер «пропуск в регистрации».
Время сбора заряда с 3Не-счётчика составляет ~ 20 мкс и если второй нейтрон попадает в момент формирования сигнала, то сигналы не будут разделены. Однако, учитывая высокую гранулярность детектора нейтронов, вероятность случайных наложений двух сигналов в отдельном счётчике, будет исчезающе малой (< 10-7).
Рисунок 3.8 — Структурная схема блока КТ32.
3.3.3 Определение характеристик детектора с использованием
248Сш-источника
Для проверки работоспособности детектора и уточнения его характеристик были проведены измерения мгновенных нейтронов спонтанного деления 248Ст. Источник был нанесён на одну из сторон тонкой фольги, которая затем устанавливалась внутри сборки из ППД, по центру и в 5 мм от фокального детектора.
Оценка содержания 252С£ в источнике осуществлялась по спектру а-частиц, а также из паспортных данных источника. Проведённый анализ позволяет не учитывать примесь 252С£ при обработке калибровочных данных. Из спектра а-частиц (рис. 3.9) были извлечены данные о наличии в источнике изотопов 244'246Ст. Принимая во внимание коэффициенты ветвления по пути спонтанного деления для этих ядер, влиянием событий деления этих изотопов
2000 4000 6000 8000 10000
Еа, кэВ
Рисунок 3.9 — Спектр а-частиц от источника. Рисунок из работы [4].
можно пренебречь (соответственно 7х10-6 и 6х10-2 событий в расчёте на одно спонтанное деление 248Cm).
В offline анализе, при обнаружении осколка деления в данных, производился поиск нейтронных событий в интервале 128 мкс. Окно поиска осколков по энергии подбиралось таким образом, чтобы полностью исключить ложные корреляции с а-частицами из источника. Измеренные вероятности регистрации нейтронов показаны на рис. 3.10. Можно увидеть довольно хорошее соответствие с расчётными значениями.
Эффективность регистрации одиночных нейтронов была измерена с помощью 248Cm источника. Для определения точного значения эффективности регистрации и её погрешности, применялась реализация нелинейного метода наименьших квадратов (МНК) из библиотеки SciPy [75]. Известные значения распределения нейтронов по множественностям 248Cm [76; 77] пропускались через построенную матрицу отклика детектора [8] чтобы получить ожидаемую форму распределения множественности нейтронов для заданной эффективности детектора. МНК позволял найти такое значение параметра эффективности, при котором минимизировалась сумма квадратов разниц между ожидаемыми и измеренными значениями числа событий для каждой нейтронной кратности. При этом учитывалось, что статистические ошибки измерения числа событий могут отличаться для каждой отдельной кратности (разные веса у событий).
0.5
Слой счётчиков
Рисунок 3.10 — Измеренные вероятности регистрации нейтрона по слоям детектора (левые столбцы) и по счётчику слоя (правые столбцы). Значения распределений были нормированы по их суммам. На графике приводятся отклонения от рассчитанных в MCNPX значений. Рисунок из работы [4].
40 50 60
Эффективность, %
Рисунок 3.11 — Распределение х2. Пунктиром указан 5% предел.
Рисунок из работы [4].
Поскольку для нелинейного МНК большую роль играет выбор стартового значения, было построено распределение х2 в зависимости от параметра эффективности (рис. 3.11). Полученное значение минимума величины х2 свидетельствует о допустимости использования процедуры вычисления ожидаемых значений измеренных множественностей нейтронов исходя из известных истинных значений множественностей для 248Ст-источника и эффективности регистрации одиночного нейтрона детектором. Стартовые значения величины эффективности с использованием нелинейного МНК выбирались либо из грубой оценки эффективности (54,6%), либо из минимума х2. Грубая оценка эффективности определялась из соотношения между измеренным средним числом нейтронов 1,71 к известному значению среднего числа нейтронов 3,13 для 248Ст [76; 77]. Оба выбора привели к одинаковому значению эффективности регистрации нейтрона детектором (54,7±0,1)%.
Похожие диссертационные работы по специальности «Другие cпециальности», 00.00.00 шифр ВАК
Методы цифровой спектрометрии ядерных излучений2004 год, доктор физико-математических наук Хрячков, Виталий Алексеевич
Обнаружение процесса упругого когерентного рассеяния нейтрино на атомном ядре и определение его сечения на ядрах Cs и I2024 год, кандидат наук Коновалов Алексей Михайлович
Исследование характеристик многотельных распадов тяжелых ядер2002 год, кандидат физико-математических наук Тищенко, Владимир Геннадьевич
Энергетическая зависимость полного выхода запаздывающих нейтронов и кумулятивных выходов их ядер-предшественников при делении ядер 233U,236U,238U и 239Pu нейтронами2009 год, кандидат физико-математических наук Рощенко, Виктор Александрович
Измерение спектра эпитепловых нейтронов ускорительного источника времяпролетным методом2015 год, кандидат наук Макаров Александр Николаевич
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Исаев Андрей Владимирович, 2023 год
Список литературы
1. Петржак К. А., Флёров Г. Н. Спонтанное деление урана // ЖЭТФ. — 1940. — Т. 10, № 9/10. — С. 1013—1017.
2. Hahn O, Strassman F. Verification of the creation of radioactive barium isotopes from uranium and thorium by neutron irradiation; Identification of additional radioactive fragments from uranium fission // Naturwissenschaften. - 1939. - Vol. 27. - P. 89-95.
3. Yeremin A. V., Bogdanov D. D., Chepigin V. I., Gorshkov V. A., Kabachenko A. P., Malyshev O. N., Popeko A. G., Sagaidak R. N., Ter-Akopian G. M, Lavrentjev A. Yu. The electrostatic separator VAS-SILISSA Performance and experimental results // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. - 1997. - Vol. 126, no. 1. - P. 329-333. - International Conference on Electromagnetic Isotope Separators and Techniques Related to Their Applications.
4. Isaev A. V., Yeremin A. V., Zamyatin N. I., Izosimov I. N., Kuznetsova A. A., Malyshev O. N., Mukhin R. S., Popeko A. G., Popov Yu. A., Sailaubekov B., Svirikhin A. I., Sokol E. A., Tezek-bayeva M. S., Testov D. A., Chelnokov M. L., Chepigin V. I., Antalic S., Mosat P., Brionnet P., Gall B., Dorvaux O, Kessaci K., Sellam A., LopezMartens A., Hauschild K. The SFiNx detector system // Physics of Particles and Nuclei Letters. - 2022. - Vol. 19, no. 1. - P. 37-45.
5. Исходный код программы NeutronBarrel. — URL: https://github.com/ siberianisaev/NeutronBarrel.
6. Isaev A. V., Mukhin R. S., Andreev A. V., Bychkov M. A., Chelnokov M. L., Chepigin V. I., Devaraja H. M., Dorvaux O., Forge M., Gall B., Hauschild K., Izosimov I. N., Kessaci K., Kuznetsova A. A., Lopez-Martens A., Malyshev O. N., Popeko A. G., Popov Yu. A., Rahmatinejad A., Sailaubekov B., Shneidman T. M., Sokol E. A., Svirikhin A. I., Testov D. A., Tezekbayeva M. S., Yeremin A. V., Zamyatin N. I., Zhumadilov K. Sh. Prompt neutron emission in the spontaneous
fission of 246Fm // The European Physical Journal A. — 2022. — Vol. 58, no. 6. - P. 108.
7. Isaev A. V., Andreev A. V., Chelnokov M. L., Chepigin V. I., Izosimov I. N., Kuznetsova A. A., Malyshev O. N., Mukhin R. S., Popeko A. G., Popov Yu. A., Shneidman T. M., Sokol E. A., Svirikhin A. I., Tezek-bayeva M. S., Yeremin A. V., Zamyatin N. I., Brionnet P., Dorvaux O, Gall B., Kessaci K., Sellam A., Hauschild K., Lopez-Martens A., Antalic S., Mosat P. Comparative study of spontaneous-fission characteristics of 252No and 254No isotopes // Physics of Particles and Nuclei Letters. — 2021. — Vol. 18, no. 4. - P. 449-456.
8. Mukhin R. S., Dushin V. N., Yeremin A. V., Izosimov I. N., Isaev A. V., Svirikhin A. I. Reconstruction of spontaneous fission neutron multiplicity distribution spectra by the statistical regularization method // Physics of Particles and Nuclei Letters. — 2021. — Vol. 18, no. 4. — P. 439—444.
9. Svirikhin A. I., Yeremin A. V., Izosimov I. N., Isaev A. V., Kuznetsov A. N., Malyshev O. N., Popeko A. G., Popov Yu. A., Sokol E. A., Chelnokov M. L., Chepigin V. I., Andel B., Asfari M. Z, Gall B., Yoshihiro N., Kalaninova Z, Mullins S., Piot J., Stefanova E., Tonev D. Spontaneous fission of 256Rf, new data // Physics of Particles and Nuclei Letters. - 2016. - Vol. 13, no. 4. - P. 480-482.
10. Popeko A. G., Yeremin A. V., Malyshev O. N., Chepigin V. I., Isaev A. V., Popov Yu. A., Svirikhin A. I., Haushild K., Lopez-Martens A., Rezynk-ina K., Dorvaux O. Separator for Heavy ELement Spectroscopy - velocity filter SHELS // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. — 2016. — Vol. 376. — P. 140—143. — Proceedings of the XVIIth International Conference on Electromagnetic Isotope Separators and Related Topics (EMIS2015), Grand Rapids, MI, U.S.A., 11-15 May 2015.
11. Andreev A. V., Adamian G. G., Antonenko N. V., Ivanova S. P., Kuk-lin S. N., Scheid W. Ternary fission within statistical approach // The European Physical Journal A - Hadrons and Nuclei. — 2006. — Vol. 30, no. 3. - P. 579-589.
12. Schmidt K.-H., Jurado B., Amouroux C., Schmitt C. General Description of Fission Observables: GEF Model Code // Nuclear Data Sheets. — 2016. — Vol. 131. — P. 107—221. — Special Issue on Nuclear Reaction Data.
13. Svirikhin A. I., Isaev A. V., Yeremin A. V., Kuznetsov A. N., Maly-shev O. N., Popeko A. G., Sokol E. A., Chelnokov M. L., Chepigin V. I. A detector for studying the characteristics of spontaneous fission of short-lived heavy nuclei // Instruments and Experimental Techniques. — 2011. — Vol. 54, no. 5. - P. 644-648.
14. Isaev A. V., Yeremin A. V., Zamyatin N. I., Izosimov I. N., Kuznetsova A. A., Malyshev O. N., Mukhin R. S., Popeko A. G., Popov Yu. A., Sailaubekov B., Svirikhin A. I., Sokol E. A., Tezek-bayeva M. S., Testov D. A., Chelnokov M. L., Chepigin V. I., Antalic S., Mosat P., Brionnet P., Gall B., Dorvaux O, Kessaci K., Sellam A., LopezMartens A., Hauschild K. Study of spontaneous fission using the SFiNx system // Acta Physica Polonica B Proceedings Supplement. — 2021. — Vol. 14, no. 4. - P. 835-839.
15. Isaev A. V., Yeremin A. V., Zamyatin N. I., Kuznetsov A. N., Malyshev O. N., Svirikhin A. I., Chelnokov M. L., Chepigin V. I., Hauschild K., Lopez-Martens A., Dorvaux O. Application of a double-sided stripped Si detector in the focal plane of the VASILISSA separator // Instruments and Experimental Techniques. — 2011. — Vol. 54, no. 1. — P. 37—42.
16. Yeremin A. V., Lopes-Martens A., Hauschild K., Popeko A. G., Malyshev O. N., Chepigin V. I., Svirikhin A. I., Isaev A. V., Popov Yu. A., Chelnokov M. L., Kuznetsova A. A., Dorvaux O, Gall B., Asfari Z, Tezek-baeva M. S., Piot J., Antalic S. Velocity filter SHELS: Performance and experimental results // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. — 2020. — Vol. 463. - P. 219-220.
17. Bohr N., Wheeler J. A. The mechanism of nuclear fission // Physical Review. - 1939. - Vol. 56, issue 5. - P. 426-450.
18. Френкель Я. И. Электрокапиллярная теория расщепления тяжёлых ядер медленными нейтронами // ЖЭТФ. — 1939. — Т. 9, № 6. — С. 641—653.
19. Strutinsky V. M. Shell effects in nuclear masses and deformation energies // Nuclear Physics A. - 1967. - Vol. 95, no. 2. - P. 420-442.
20. Myers W. D., Swiatecki W. J. Nuclear masses and deformations // Nuclear Physics. - 1966. - Vol. 81, no. 1. - P. 1-60.
21. Oganessian Yu. Ts., Sobiczewski A., Ter-Akopian G. M. Superheavy nuclei: from predictions to discovery // Physica Scripta. — 2017. — Vol. 92, no. 2. — P. 023003.
22. Hamilton J. H., Hofmann S., Oganessian Yu. Ts. The importance of closed shell structures in the synthesis of super heavy elements // Journal of Physics: Conference Series. - 2015. - Vol. 580. - P. 012019.
23. Heßberger F. P. Spontaneous fission properties of superheavy elements // The European Physical Journal A. — 2017. — Vol. 53, no. 4. — P. 75.
24. Kornilov N. V., Kagalenko A. B., Poupko S. V., Androsenko P. A., Hambsch F.-J. New evidence of an intense scission neutron source in the 252Cf spontaneous fission // Nuclear Physics A. — 2001. — Vol. 686, no. 1. — P. 187-203.
25. Vorobyev A. S., Shcherbakov O. A., Gagarski A. M., Petrov G. A., Val'ski G. V. Experimental determination of the yield of «scission» neutrons from the spontaneous fission of 252Cf // Journal of Experimental and Theoretical Physics. - 2017. - Vol. 125, no. 4. - P. 619-637.
26. Gönnenwein F., Wöstheinrich M., Hesse M., Faust H., Fioni G., Oberstedt S. Systematic investigation of the emission of heavy ternary fission particles // Seminar on Fission. — World Scientific, 2000. — P. 59—75.
27. Mutterer M., Kopatch Yu. N., Jesinger P., Gönnenwein F. Uncommon modes of particle-accompanied fission // Dynamical Aspects of Nuclear Fission. - World Scientific, 2002. - P. 326-340.
28. Гангрский Ю. П., Марков Б. Н., Перелыгин В. П. Регистрация и спектрометрия осколков деления. — Москва: Энергоатомиздат, 1992. — 312 с.
29. Oganessian Yu. Ts. Heaviest nuclei from 48Ca-induced reactions // Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics. — 2007. — Vol. 34, no. 4. — R165—R242.
30. Hoffman D. C, Lane M. R. Spontaneous fission // Radiochimica Acta. — 1995. - Vol. 70/71. - P. 135-146.
31. Мухин К. Н. Экспериментальная ядерная физика. Том 2. — СПб: Лань, 2009. — 336 с.
32. Hulet E. K., Wild J. F., Dougan R. J., Lougheed R. W, Landrum J. H., Dougan A. D., Schadel M., Hahn R. L., Baisden P. A., Henderson C. M., Dupzyk R. J., Sümmerer K., Bethune G. R. Bimodal symmetric fission observed in the heaviest elements // Physical Review Letters. — 1986. — Vol. 56, issue 4. - P. 313-316.
33. Hulet E. K., Wild J. F., Dougan R. J., Lougheed R. W, Landrum J. H., Dougan A. D., Baisden P. A., Henderson C. M., Dupzyk R. J., Hahn R. L., Schädel M, Sümmerer K., Bethune G. R. Spontaneous fission properties of 258Fm, 259Md, 260Md, 258No, and 260104: Bimodal fission // Physical Review C. - 1989. - Vol. 40, issue 2. - P. 770-784.
34. Iwamoto O. Systematics of prompt fission neutron spectra // Journal of Nuclear Science and Technology. - 2008. - Vol. 45, no. 9. - P. 910-919.
35. Басова Б. Г., Рязанов Д. К., Рабинович А. Д., Коростылёв В. А. Нейтроны, испущенные осколками спонтанного деления 252Cf и деления 239Pu тепловыми нейтронами // Атомная энергия. — 1979. — Т. 46, № 4. — С. 240—245.
36. Terrell J. Neutron yields from individual fission fragments // Physical Review. - 1962. - Vol. 127, issue 3. - P. 880-904.
37. Gindler J. Dependence of neutron yield on fragment mass for several low-energy fissioning systems // Physical Review C. — 1979. — Vol. 19, issue 5. — P. 1806-1819.
38. Belen'kii S. N., Skorokhvatov M. D., Etenko A. V. Measurement of the characteristics of spontaneous fission of 238U and 236U // Soviet Atomic Energy. — 1983. - Vol. 55, no. 2. - P. 528-530.
39. Popeko A. G., Smirnov V. I., Ter-Akopian G. M., Fefilov B. V., Chel-nokov L. P. Multiplicity of prompt neutrons in spontaneous fission of 238U // Soviet Journal of Nuclear Physics. - 1976. - Vol. 24, no. 3. - P. 245-247.
40. Hicks D. A., Ise J., Pyle R. V. Probabilities of prompt-neutron emission from spontaneous fission // Physical Review. — 1956. — Vol. 101, issue 3. — P. 1016-1020.
41. Crane W. W. T., Higgins G. H., Bowman H. R. Average number of neutrons per fission for several heavy-element nuclides // Physical Review. — 1956. — Vol. 101, issue 6. - P. 1804-1805.
42. Asplund-Nilsson I., Condé H., Starfelt N. Average number of prompt neutrons emitted in the spontaneous fission of 238U and 240Pu // Nuclear Science and Engineering. - 1963. - Vol. 15, no. 2. - P. 213-216.
43. Orth C. J. The average number of neutrons emitted in the spontaneous fission of some even-even heavy nuclides // Nuclear Science and Engineering. — 1971. - Vol. 43, no. 1. - P. 54-57.
44. Thompson M. C. Neutrons emitted in spontaneous fission of 246Cm // Physical Review C. - 1970. - Vol. 2, issue 2. - P. 763-764.
45. Dakovskii M., Lazarev Yu. A., Oganessian Yu. Ts. Prompt-neutron multiplicity in spontaneous fission // Yadernaya Fizika. — 1973. — Vol. 18, no. 4. - P. 724-733.
46. Kosyakov V. N., Nesterov V. G., Nurpeisov B., Prokhorova L. I., Smirenkin G. N., Shvetsov I. K. Average yield of neutrons per spontaneous fission of 249Bk // Soviet Atomic Energy. — 1972. — Vol. 33, no. 3. — P. 903-904.
47. Dakovskii M., Lazarev Yu. A., Oganessian Yu. Ts., Buklanov G. V. Prompt neutrons in the spontaneous fission of 246Cf // Yadernaya Fizika. — 1973. — Vol. 17, no. 4. - P. 692-695.
48. Flynn K. F., Gindler J. E., Glendenin L. E., Sjoblom R. K. Mass distributions for the spontaneous fission of 253Es and the thermal-neutron-induced fission of 254Es // Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. — 1976. — Vol. 38, no. 4. - P. 661-664.
49. Svirikhin A. I., Andreev A. V., Dushin V. N., Chelnokov M. L., Chep-igin V. I., Gupta M., Isaev A. V., Izosimov I. N., Katrasev D. E., Kuznetsov A. N., Malyshev O. N., Mullins S., Popeko A. G., Sokol E. A., Yeremin A. V. The emission of prompt neutrons from the spontaneous fission
of 252No and 244Fm // The European Physical Journal A. - 2012. - Vol. 48, no. 9. - P. 121-127.
50. Svirikhin A. I., Dushin V. N., Chelnokov M. L., Chepigin V. I., Izosi-mov I. N., Katrasev D. E., Malyshev O. N., Minkova A., Popeko A. G., Sokol E. A., Yeremin A. V. Neutron multiplicity at spontaneous fission of 246Fm. // The European Physical Journal A. — 2010. — Vol. 44, no. 3. — P. 393-396.
51. Gindler J. E., Flynn K. F., Glendenin L. E., Sjoblom R. K. Distribution of mass, kinetic energy, and neutron yield in the spontaneous fission of 254Fm // Physical Review C. - 1977. - Vol. 16, issue 4. - P. 1483-1492.
52. Sokol E. A., Zeinalov Sh. S., Ter-Akopian G. M. Multiplicity of fast neutrons in the spontaneous fission of 256Fm // Soviet Atomic Energy. — 1989. — Vol. 67, no. 5. - P. 851-852.
53. Hoffman D. C, Ford G. P., Balagna J. P., Veeser L. R. Neutron multiplicity measurements of Cf and Fm isotopes // Physical Review C. — 1980. — Vol. 21, issue 2. - P. 637-646.
54. Wild J. F., van Aarle J., Westmeier W, Lougheed R. W, Hulet E. K., Moody K. J., Dougan R. J., Koop E.-A., Glaser R. E., Brandt R., Patzelt P. Prompt neutron emission from the spontaneous fission of 260Md // Physical Review C. - 1990. - Vol. 41, issue 2. - P. 640-646.
55. Lazarev Yu. A., Nefediev O. K., Oganessian Yu. Ts., Dakowski M. Multiplicity of prompt neutrons from spontaneous fission of the isotope 252102 // Physics Letters B. - 1974. - Vol. 52, no. 3. - P. 321-324.
56. Yeremin A. V., Belozerov A. V., Chelnokov M. L., Chepigin V. I., Gorshkov V. A., Kabachenko A. P., Malyshev O. N., Popeko A. G., Sagaidak R. N., Shutov A. V., Sokol E. A., Svirikhin A. I. Neutron detector at the focal plane of the set up VASSILISSA // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. — 2005. — Vol. 539, no. 1. — P. 441—444.
57. Svirikhin A. I., Briangon Ch, Dmitriev S., Oganessian Yu. Ts., Sokol E. A., Testov D. A., Yeremin A. V. Neutrons from spontaneous fission of long-lived superheavy nuclei // AIP Conference Proceedings. — 2009. - Vol. 1175, no. 1. - P. 297-300.
58. Munzenberg G, Faust W., Hofmann S., Armbruster P., Guttner K., Ewald H. The velocity filter SHIP, a separator of unslowed heavy ion fusion products // Nuclear Instruments and Methods. — 1979. — Vol. 161, no. 1. - P. 65-82.
59. Andreyev A. N., Bashevoy V. V., Bogdanov D. D., Chepigin V. I., Kabachenko A. P., Malyshev O. N., Rohac J., Saro S., Taranenko A. V., Ter-Akopian G. M., Yeremin A. V. Large area high-efficiency time-of-flight system for detection of low energy heavy evaporation residues at the electrostatic separator VASSILISSA // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. - 1995. - Vol. 364, no. 2. - P. 342-348.
60. Brostr0m K. J., B0ggild J. K., Lauritsen T. Cloud-chamber studies of fission fragment tracks // Physical Review. — 1940. — Vol. 58, issue 7. — P. 651-653.
61. Schmitt H. W., Lide R. W., Pleasonton F. Indirect measurement of neutron emission from fission fragments // Nuclear Instruments and Methods. — 1968. - Vol. 63. - P. 237-246.
62. Nishio K., Nakagome Y., Kanno I., Kimura I. Measurement of fragment mass dependent kinetic energy and neutron multiplicity for thermal neutron induced fission of plutonium-239 // Journal of Nuclear Science and Technology. - 1995. - Vol. 32, no. 5. - P. 404-414.
63. Dushin V. N., Hambsch F.-J., Jakovlev V. A., Kalinin V. A., Kraev I. S., Laptev A. B., Nikolaev D. V., Petrov B. F., Petrov G. A., Petrova V. I., Pleva Y. S., Shcherbakov O. A., Shpakov V. I., Sokolov V. E., Vorobyev A. S., Zavarukhina T. A. Facility for neutron multiplicity measurements in fission // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. - 2004. - Vol. 516, no. 2. - P. 539-553.
64. Barton J. C, Hatton C. J., McMillan J. E. A novel neutron multiplicity detector using lithium fluoride and zinc sulphide scintillator // Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics. — 1991. — Vol. 17, no. 12. — P. 1885-1899.
65. Bourne M. M, Mussi C, Miller E. C, Clarke S. D, Pozzi S. A, Gue-orguiev A. Characterization of the CLYC detector for neutron and photon detection // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. — 2014. - Vol. 736. - P. 124-127.
66. Glodo J., Wang Y., Shawgo R., Brecher C., Hawrami R. H., Tower J., Shah K. S. New developments in scintillators for security applications // Physics Procedia. - 2017. - Vol. 90. - P. 285-290. - Conference on the Application of Accelerators in Research and Industry, CAARI 2016, 30 October - 4 November 2016, Ft. Worth, TX, USA.
67. Tolosa-Delgado A., Agramunt J., Tain J. L., Algora A., Domingo-Pardo C., Morales A. I., Rubio B., Tarifeno-Saldivia A., Calvino F., Cortes G., Brewer N. T., Rasco B. C., Rykaczewski K. P., Stracener D. W, Allmond J. M., Grzywacz R., Yokoyama R., Singh M., King T., Madurga M., Nishimura S., Phong V. H., Go S., Liu J., Matsui K., Sakurai H., Kiss G. G., Isobe T., Baba H., Kubono S., Fukuda N., Ahn D. S., Shimizu Y., Sumikama T., Suzuki H., Takeda H., Soderstrom P. A., Takechi M., Bruno C. G., Davinson T., Griffin C. J., Hall O, Kahl D., Woods P. J., Coleman-Smith P. J., Labiche M., Lazarus I., Morrall P., Pucknell V. F. E., Simpson J., Thomas S. L., Prydderch M., Harkness-Bren-nan L. J., Page R. D., Dillmann I., Caballero-Folch R., Saito Y., Estrade A., Nepal N., Montes F., Lorusso G., Liang J., Bae S., Ha J., Moon B. Commissioning of the BRIKEN detector for the measurement of very exotic ^-delayed neutron emitters // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. - 2019. - Vol. 925. - P. 133-147.
68. Testov D. A., Verney D., Roussiere B., Bettane J., Didierjean F., Flanagan K., Franchoo S., Ibrahim F., Kuznetsova E. A., Li R, Marsh B., Matea I., Penionzhkevich Yu. E., Pai H., Smirnov V. I., Sokol E. A., Stefan I., Suzuki D, Wilson J. N. The 3He long-counter TETRA at the ALTO ISOL facility // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. — 2016. - Vol. 815. - P. 96-103.
69. 40 years of Collaboration between JINR (Dubna) and IN2P3 (France): Anniversary meeting, Jan. 14-15, 2013. — Dubna: JINR, 2013. — 106 p.
70. Itkis M. G, Vardaci E ., Itkis I. M ., Knyazheva G . N., Kozulin E . M . Fusion and fission of heavy and superheavy nuclei (experiment) // Nuclear Physics A. - 2015. - Vol. 944. - P. 204-237.
71. Hauschild K., Yeremin A. V., Dorvaux O, Lopez-Martens A., Be-lozerov A. V., Briançon Ch., Chelnokov M. L., Chepigin V. I., Garcia-Santamaria S. A., Gorshkov V. A., Hanappe F., Kabachenko A. P., Korichi A., Malyshev O. N., Oganessian Yu. Ts., Popeko A. G., Rowley N., Shutov A. V., Stuttgé L, Svirikhin A. I. GABRIELA: A new detector array for y-ray and conversion electron spectroscopy of transfermium elements // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. — 2006. — Vol. 560, no. 2. - P. 388-394.
72. Chakma R., Hauschild K., Lopez-Martens A., Yeremin A. V., Malyshev O. N., Popeko A. G., Popov Yu. A., Svirikhin A. I., Chepigin V. I., Dorvaux O, Gall B., Kessaci K. Gamma and conversion electron spectroscopy using GABRIELA // The European Physical Journal A. — 2020. — Vol. 56, no. 10. - P. 245.
73. Skobelev N. K. Delayed fission of atomic nuclei (To the 50th anniversary of the discovery) // Physics of Atomic Nuclei. — 2017. — Vol. 80, no. 5. — P. 858--866.
74. Andreyev A. N., Huyse M, Van Duppen P. Colloquium: Beta-delayed fission of atomic nuclei // Reviews of Modern Physics. — 2013. — Vol. 85, issue 4. — P. 1541-1559.
75. Библиотека SciPy. — URL: https://github.com/scipy/scipy.
76. Holden N. E., Zucker M. S. Prompt neutron multiplicities for the transplutonium nuclides // Radiation Effects. — 1986. — Vol. 96, no. 1—4. — P. 289--292.
77. Vorobyev A. S., Dushin V. N., Hambsch F.-J., Jakovlev V. A., Kalinin V. A., Laptev A. B., Petrov B. F., Shcherbakov O. A. Distribution of prompt neutron emission probability for fission fragments in spontaneous fission of 252Cf and 244,248Cm // AIP Conference Proceedings. — 2005. — Vol. 769, no. 1. - P. 613-616.
78. Sulignano B., Heinz S., Heßberger F. P., Hofmann S., Ackermann D., An-talic S., Kindler B., Kojouharov I., Kuusiniemi P., Lommel B., Mann R., Nishio K., Popeko A. G., Saro S., Streicher B., Venhart M., Yeremin A. V. Identification of a K isomer in 252No // The European Physical Journal A. — 2007. - Vol. 33, no. 4. - P. 327-331.
79. Heßberger F. P., Antalic S., Sulignano B., Ackermann D., Heinz S., Hofmann S., Kindler B., Khuyagbaatar J., Kojouharov I., Kuusiniemi P., Leino M., Lommel B., Mann R., Nishio K., Popeko A. G., Saro S., Streicher B., Uusitalo J., Venhart M, Yeremin A. V. Decay studies of K isomers in 254No // The European Physical Journal A. - 2009. - Vol. 43, no. 1. -P. 55-66.
80. Herzberg R.-D., Greenlees P. T., Butler P. A., Jones G. D., Venhart M., Darby I. G., Eeckhaudt S., Eskola K., Grahn T., Gray-Jones C., Hess-berger F. P., Jones P., Julin R., Juutinen S., Ketelhut S., Korten W, Leino M., Leppänen A.-P., Moon S., Nyman M., Page R. D., Pakari-nen J., Pritchard A., Rahkila P., Saren J., Scholey C., Steer A., Sun Y., Theisen Ch., Uusitalo J. Nuclear isomers in superheavy elements as stepping stones towards the island of stability // Nature. — 2006. — Vol. 442, no. 7105. - P. 896-899.
81. Oganessian Yu. Ts., Utyonkov V. K., Lobanov Yu. V., Abdullin F. Sh., Polyakov A. N., Shirokovsky I. V., Tsyganov Yu. S., Mezentsev A. N., Iliev S., Subbotin V. G., Sukhov A. M., Subotic K., Ivanov O. V., Voinov A. N., Zagrebaev V. I., Moody K. J., Wild J. F., Stoyer N. J., Stoyer M. A., Lougheed R. W. Measurements of cross sections for the fusion-evaporation reactions 204,206,207,208Pb + 48Ca and 207Pb + 34S: Decay properties of the even-even nuclides 238Cf and 250No // Physical Review C. — 2001. - Vol. 64, issue 5. - P. 054606.
82. Lazarev Yu. A., Lobanov Yu. V., Sagaidak R. N., Utyonkov V. K., Hus-sonnois M., Kharitonov Yu. P., Shirokovsky I. V., Tretyakova S. P., Oganessian Yu. Ts. Study of the stability of the ground states and ^-isomeric states of 250Fm and 254 1 02 against spontaneous fission // Physica Scripta. — 1989. - Vol. 39, no. 4. - P. 422-435.
83. Bemis C. E., Ferguson R. L., Plasil F., Silva R. J., Pleasonton F., Hahn R. L. Fragment-mass and kinetic-energy distributions from the spontaneous fission of 252No // Physical Review C. - 1977. - Vol. 15, issue 2. - P. 705-712.
84. Wild J. F, Hulet E. K, Lougheed R. W., Moody K. J., Bandong B. B, Dougan R. J., Veeck A. Spontaneous fission properties of 252,254No and 256'258[104] and the disappearance of the outer fission barrier // Journal of Alloys and Compounds. — Netherlands, 1994. — P. 86—92.
85. Turchin V. F., Kozlov V. P., Malkevich M. S. The use of mathematical-statistics methods in the solution of incorrectly posed problems // Soviet Physics Uspekhi. - 1971. - Vol. 13, no. 6. - P. 681-703.
86. Turchin V. F. Solution of the Fredholm equation of the first kind in a statistical ensemble of smooth functions // USSR Computational Mathematics and Mathematical Physics. - 1967. - Vol. 7, no. 6. - P. 79-96.
87. Dakowski M., Lazarev Yu. A., Turchin V. F., Turovtseva L. S. Reconstruction of particle multiplicity distributions using the method of statistical regularization // Nuclear Instruments and Methods. — 1973. — Vol. 113, no. 2. - P. 195-200.
88. Oganessian Yu. Ts., Iljinov A. S., Demin A. G., Tretyakova S. P. Experiments on the production of fermium neutron-deficient isotopes and new possibilities of synthesizing elements with Z > 100 // Nuclear Physics A. — 1975. - Vol. 239, no. 2. - P. 353-364.
89. Piot J., Gall B. J.-P., Dorvaux O, Greenlees P. T., Rowley N., Anders-son L. L., Cox D. M., Dechery F., Grahn T., Hauschild K., Henning G., Herzan A., Herzberg R.-D., Hefiberger F. P., Jakobsson U., Jones P., Julin R., Juutinen S., Ketelhut S., Khoo T.-L., Leino M., Ljungvall J., LopezMartens A., Nieminen P., Pakarinen J., Papadakis P., Parr E., Peura P., Rahkila P., Rinta-Antila S., Rubert J., Ruotsalainen P., Sandzelius M., Saren J., Scholey C., Seweryniak D., Sorri J., Sulignano B., Uusitalo J.
In-beam spectroscopy with intense ion beams: Evidence for a rotational structure in 246Fm // Physical Review C. - 2012. - Vol. 85, issue 4. - P. 041301.
90. Venhart M., Heßberger F. P., Ackermann D., Antalic S., Gray-Jones C., Greenlees P. T., Heinz S., Herzberg R.-D., Hofmann S., Ketelhut S., Kindler B., Kojouharov I., Leino M., Lommel B., Mann R., Papadakis P., Rostron D., Rudolph D., Saro S., Sulignano B. Decay study of 246Fm at SHIP // The European Physical Journal A. - 2011. - Vol. 47, no. 2. -P. 20.
91. Schmidt K.-H. A new test for random events of an exponential distribution // The European Physical Journal A. - 2000. - Vol. 8, no. 1. - P. 141-145.
92. Rubert J., Piot J., Asfari Z, Gall B. J.-P, Ärje J., Dorvaux O, Greenlees P.T., Koivisto H., Ouadi A., Seppälä R. First intense isotopic titanium-50 beam using MIVOC method // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. - 2012. - Vol. 276. - P. 33-37.
93. Heßberger F. P., Hofmann S., Ninov V., Armbruster P., Folger H., Münzenberg G., Schött H. J., Popeko A. G., Yeremin A. V., Andreyev A. N., Saro S. Spontaneous fission and alpha-decay properties of neutron deficient isotopes 257-253104 and 258106 // Zeitschrift für Physik A Hadrons and Nuclei. — 1997. - Vol. 359, no. 4. - P. 415-425.
94. Oganessian Yu. Ts., Demin A. G., Hussonnois M., Tretyakova S. P., Kharitonov Yu. P., Utyonkov V. K., Shirokovsky I. V., Constantinescu O, Bruchertseifer H, Korotkin Yu. S. On the stability of the nuclei of element 108 with A = 263 - 265 // Zeitschrift für Physik A Atoms and Nuclei. — 1984. - Vol. A319. - P. 215-217.
95. Robinson A. P., Khoo T. L., Seweryniak D., Ahmad I., Asai M., Back B. B., Carpenter M. P., Chowdhury P., Davids C. N., Greene J., Greenlees P. T., Hauschild K., Heinz A., Herzberg R.-D., Janssens R. V. F., Jenkins D. G., Jones G. D., Ketelhut S., Kondev F. G., Lauritsen T., Lister C. J., LopezMartens A., Marley P., McCutchan E., Papadakis P., Peterson D., Qian J., Rostron D., Shirwadkar U., Stefanescu I., Tandel S. K., Wang X., Zhu S. Search for a 2-quasiparticle high-K isomer in 256Rf // Physical Review C. — 2011. - Vol. 83, issue 6. - P. 064311.
96. Experimental Nuclear Reaction Data (EXFOR). — URL: https://www.oecd-nea.org/janisweb/tree/RDD/EXFOR/NU.
97. Mosat P., Heßberger F. P., Antalic S., Ackermann D., Andel B., Block M., Hofmann S., Kalaninova Z, Kindler B., Laatiaoui M., Lommel B., Mis-try A. K., Piot J., Vostinar M. K isomerism in 255Rf and total kinetic energy measurements for spontaneous fission of 255,256,258Rf // Physical Review C. — 2020. - Vol. 101, issue 3. - P. 034310.
98. Carjan N., Ivanyuk F. A., Oganessian Yu. Ts., Ter-Akopian G. M. Fission of transactinide elements described in terms of generalized Cassinian ovals: Fragment mass and total kinetic energy distributions // Nuclear Physics A. — 2015. - Vol. 942. - P. 97-109.
99. Gönnenwein F., Börsig B. Tip model of cold fission // Nuclear Physics A. — 1991. - Vol. 530, no. 1. - P. 27-57.
100. Alkhazov I. D., Kuznetsov A. V., Kovalenko S. S., Petrov B. F., Shpakov V. I. Cold compact and cold deformed spontaneous fission of 252Cf // Yadernaya Fizika. - 1988. - Vol. 48. - P. 655-660.
101. Schmitt C, Schmidt K.-H., Jurado B. The GEF model: Assessment of fission-fragment properties over an extended region // EPJ Web of Conferences. - 2018. - Vol. 169. - P. 00022.
102. Adamian G. G., Antonenko N. V., Jolos R. V., Ivanova S. P., Mel-nikova O. I. Effective nucleus-nucleus potential for calculation of potential energy of a dinuclear system // International Journal of Modern Physics E. — 1996. - Vol. 5, no. 1. - P. 191-216.
103. Taylor J. Introduction To Error Analysis: The Study of Uncertainties in Physical Measurements. — University Science Books, 1997. — 327 p.
104. Dobaczewski J., Nazarewicz W, Reinhard P.-G. Error estimates of theoretical models: a guide // Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics. — 2014. - Vol. 41, no. 7. - P. 074001.
105. Vandenbosch R., Huizenga J. R. Nuclear fission. — Academic Press New York, 1973. - 422 p.
106. Игнатюк А. В. Статистические свойства возбужденных атомных ядер. — Москва: Энергоатомиздат, 1983. — 176 с.
107. Исходный код программы NeutronGeometry. — URL: https://github.com/ siberianisaev/NeutronGeometry.
108. Pelowitz D. B., Durkee J. W, Elson J. S., Fensin M. L., Hendricks J. S., James M. R., Johns R. C., McKinney G. W. , Mashnik S. G. , Waters L. S. , Wilcox T. A, Verbeke J. M. MCNPX 2.7.0 extensions // Los Alamos National Laboratory, report LA-UR-11-02295. — 2011. — URL: https://mcnp. lanl.gov/pdf_files/la-ur-11-02295.pdf.
109. Shores E. F. Data updates for the SOURCES-4A computer code // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, B. — 2001. — Vol. 179, no. 1. - P. 78-82.
Приложение А Моделирование детектора SFiNx в программе MCNPX
Для автоматизации процесса подбора оптимальной геометрии расположения нейтронных счётчиков, на языке Swift была написана программа NeutronGeometry [107]. В данной программе в явном виде (рис. А.1) можно сформировать требуемую геометрию и конвертировать её в формат программы Monte Carlo N-Particle Transport Code eXtended (MCNPX) [108] для последующего моделирования прохождения потока нейтронов. Результат моделирования MCNPX обрабатывался в программе для получения данных об эффективности детектора и о среднем времени жизни нейтрона в сборке.
Рисунок А.1 — Окно программы формирования геометрии: вид спереди - слева, вид сбоку - справа. Шаг сетки составляет 25 мм. Рисунок из работы [4].
Для расчётов использовалась программа MCNPX [108] версии 2.7.0. Для вычисления эффективности по слоям детектора применялись счета (tallies) типа F4:N (усреднённый поток нейтронов по ячейке), с соответствующими множителями FM4 для (п,р)-реакции. Точечный источник, симулирующий спонтанное деление 248Cm, размещался в центре геометрии. Форма энергетического спектра мгновенных нейтронов спонтанного деления описывалась формулой Уатта:
f (Е) = Се-«sinh(VbE),
где С - постоянная нормировки определяемая МСХРХ и параметры а = 0.8084 МэВ и Ь = 4.536 МэВ-1 взятые из работы [109].
Оценка эффективности регистрации рассчитывалась для четырёх слоёв детектора. Характеристики счётчиков и их количество (для финальной конфигурации нейтронного детектора) приводятся в таблице 10. Давление 3Не для всех типов счётчиков составляло 7 атм. Для уменьшения пробегов протона и трития (продукты реакции захвата нейтрона ядром 3Не), газовая смесь в счётчиках содержит С02 или Аг.
Таблица 10 — Основные характеристики и число счётчиков нейтронов, используемых в сборке. Данные из работы [4].
Производитель Диаметр, мм Длина, мм Напряжение, В Слой Количество
НПФ «Консенсус» 32 530 1400 1 20
ЛЯР ОИЯИ 32 460 1775 2 24
3 28
ФГУП «ПО «Маяк» 30 585 1500 4 44
Суммарная оценка эффективности по всем слоям детектора составила (60,55±0,02)%. Расчётная зависимость вероятности регистрации единичного нейтрона от слоя детектора приводится на рис. А.2. Видно, что с удалением слоя от оси детектора требуется всё больше и больше счётчиков, а вклад каждого из счётчиков в суммарную эффективность резко падает.
Для оценки среднего времени жизни нейтрона в сборке использовалась карта времён для счетов (T card). Зависимость суммарного потока нейтронов от времени показана на рис. А.3. Значение среднего времени жизни составило 19,0±0,1 мкс.
4 -|_I_■_I_1_I_1_I
.3 -
.2 -
^т ^т ^т ^т ь
ш
о.о -Р-^-^-^-
12 3 4
Слой счётчиков
Рисунок А.2 — Рассчитанные вероятности регистрации нейтрона по слоям детектора (левые столбцы) и по счётчику слоя (правые столбцы). Правые столбцы получены путём деления левых на число счётчиков в слое, с последующей нормировкой по сумме. Нумерация слоёв счётчиков приводится от оси детектора.
Рисунок из работы [4].
Время, мкс
Рисунок А.3 — Поток нейтронов по всем слоям счётчиков в зависимости от времени (сплошная линия). Пунктиром показано фитирование экспонентой.
Рисунок из работы [4].
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
Исходный код программы моделирования детектора:
c THE ASSEMBLY OF 116 COUNTERS c CELLS
10000 0 6 imp:n=0 $ Space outside shield
10001 0 -1 -5 imp:n=1 $ Space inside of vacuum chamber (VC)
10002 2 -7.9 -2 1 -5 imp:n=1 $ Wall of VC c Counter 1
10 3 -0.000875 71 -72 -75 imp:n=1 u=1
11 3 -0.000875 70 -71 -75 imp:n=1 u=1
12 3 -0.000875 72 -73 -75 imp:n=1 u=1
13 2 -7.91 69 -74 -76 (-70:73:75) imp:n=1 u=1
14 0 (-69:74:76) imp:n=1 u=1
15 0 -77 -5 imp:n=1 fill=1 TRCL=(10.3 -2.0 0)
c Counter 116
700 3 -0.000875 53 -54 -57 imp:n=1 u=116
701 3 -0.000875 52 -53 -57 imp:n=1 u=116
702 3 -0.000875 54 -55 -57 imp:n=1 u=116
703 2 -7.91 51 -56 -58 (-52:55:57) imp:n=1 u=116
704 0 (-51:56:58) imp:n=1 u=116
705 0 -59 -5 imp:n=1 fill=116 TRCL=(-26.5 -2.1 0)
10003 1 -0.92 2 -5
#15 #21 #27 #33 #39 #45 #51 #57 #63 #69 #75 #81 #87 #93 #99 #105 #111 #117 #123 #129 #135 #141
#147 #153 #159 #165 #171 #177 #183 #189 #195
#201 #207 #213 #219 #225 #231 #237 #243 #249
#255 #261 #267 #273 #279 #285 #291 #297 #303
#309 #315 #321 #327 #333 #339 #345 #351 #357
#363 #369 #375 #381 #387 #393 #399 #405 #411
#417 #423 #429 #435 #441 #447 #453 #459 #465
#471 #477 #483 #489 #495 #501 #507 #513 #519
#525 #531 #537 #543 #549 #555 #561 #567 #573
#579 #585 #591 #597 #603 #609 #615 #621 #627
#633 #639 #645 #651 #657 #663 #669 #675 #681
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
842
843
844
845
846
847
848
849
850
851
852
853
854
855
856
857
858
859
860
861
862
863
864
865
#687 #693 #699 #705 imp:n=1 $ Moderator 10004 4 -0.94 5 -6 imp:n=1 $ Shield
c SURFACES
1 RPP -7.6 7.6 -7.6 7.6 -32.5 32.5 $ Inside of VC
2 RPP -7.75 7.75 -7.75 7.75 -32.5 32.5 $ Outside of VC
5 RPP -32.5 32.5 -32.5 32.5 -31.0 31.0 $ Outside of moderator
6 RPP -35.0 35.0 -35.0 35.0 -32.5 32.5 $ Border of geometry c Flerov Lab counter
51 pz -24.25
52 pz -24.2
53 pz -23.25
54 pz 21.25
55 pz 24.2
56 pz 24.25
57 cz 1.5500001
58 cz 1.6
59 cz 1.62
c Zaprudnya counter
60 pz -28.0
61 pz -27.95
62 pz -26.2
63 pz 25.800001
64 pz 27.95
65 pz 28.0
66 cz 1.5500001
67 cz 1.6
68 cz 1.62
c Mayak counter
69 pz -28.0
70 pz -27.95
71 pz -26.0
72 pz 26.0
73 pz 27.95
866
867
868
869
870
871
872
873
874
875
876
877
878
879
880
881
882
883
884
885
886
887
888
889
890
891
892
893
894
895
896
897
898
899
900
74 pz 28.0
75 cz 1.45
76 cz 1.5
77 cz 1.52
MODE N c SOURCE
SDEF erg=d1 pos=0 0 0.0 wgt=1.0 SP1 -3 0.808387 4.53623 c MATERIALS
M1 6000.60c 1 1001.60c 2 $ Polyethylene
M2 24000.42c -0.19 26000.21c -0.69 25055.50c -0.02 28000.42c -0.09
29000.50c -0.01 $ Stainless steel M3 2003.60c 1 $ He-3 M4 6000.60c 0.316667 1001.60c 0.633333
5010.60c 0.012422 5011.60c 0.037578 $ Polyethylene with boron c TALLIES
F4:N 10 114i 700 (10 114i 700) FM4 (0.061075 3 103) FQ4 f e
F14:N (10 16 22 28 34 40 46 52)
FM14 (0.550235 3 103) $ 8 Counters of layer 1
F24:N (58 64 70 76 82 88 94 100)
FM24 (0.550235 3 103) $ 8 Counters of layer 2
F34:N (106 112 118 124)
FM34 (0.275118 3 103) $ 4 Counters of layer 3 F44:N (130 136 142 148)
FM44 (0.235437 3 103) $ 4 Counters of layer 4 F54:N (154 160 166 172 178 184 190 196) FM54 (0.470874 3 103) $ 8 Counters of layer 5 F64:N (202 208 214 220 226 232 238 244) FM64 (0.470874 3 103) $ 8 Counters of layer 6 F74:N (250 256 262 268)
FM74 (0.235437 3 103) $ 4 Counters of layer 7 F84:N (274 280 286 292 298 304 310 316)
901 FM84 (0.470874 3 103) $ 8 Counters of layer 8
902 F94:N (322 328 334 340 346 352 358 364)
903 FM94 (0.470874 3 103) $ 8 Counters of layer 9
904 F104:N (370 376 382 388 394 400 406 412)
905 FM104 (0.470874 3 103) $ 8 Counters of layer 10
906 F114:N (418 424 430 436)
907 FM114 (0.240764 3 103) $ 4 Counters of layer 11
908 F124:N (442 448 454 460)
909 FM124 (0.235437 3 103) $ 4 Counters of layer 12
910 F134:N (466 472 478 484 490 496 502 508)
911 FM134 (0.481527 3 103) $ 8 Counters of layer 13
912 F144:N (514 520 526 532 538 544 550 556)
913 FM144 (0.481527 3 103) $ 8 Counters of layer 14
914 F154:N (562 568 574 580 586 592 598 604)
915 FM154 (0.481527 3 103) $ 8 Counters of layer 15
916 F164:N (610 616 622 628 634 640 646 652)
917 FM164 (0.481527 3 103) $ 8 Counters of layer 16
918 F174:N (658 664 670 676 682 688 694 700)
919 FM174 (0.481527 3 103) $ 8 Counters of layer 17
920 c TALLY TIME
921 T0 0 100 200 300 400 500
922 600 700 800 900 1000 1100 1200
993 50300 50400 50500 50600 50700 50800 50900
994 51000 51100 51200
995 c OUTPUT CONTROL
996 NPS 1000000000
997 CTME 60
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.