Изучение распада ядер, удаленных от полосы b-устойчивости, представляющих интерес для описания астрофизических r- и rp-процессов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.16, кандидат физико-математических наук Попов, Андрей Вальтерович

• Попов, Андрей Вальтерович
• кандидат физико-математических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Попов, Андрей Вальтерович

Оглавление

Введение ________________^

1. Распад ядер удаленных от полосы бета-стабильности______9

1.1. Астрофизические приложения________9

1.1.1. гр-процесс__________-

1.1.2. г-процесс ________-__-__.__1'

1.2. Энергии связи ядер___________-—---12

1.2.1. Энергии р-распада__________

1.2.2. Барьеры деления__-_________

1.2.3. Вопросы, связанные с Вигнеровской симметрией. _____14

1.3. Бета-распад-----16

1.3.1. Разрешенный Ферми переход _____17

1.3.2. Разрешенный переход Гамова-Теллера_.______

1.4. Основные закономерности описывающие поведение запаздывающих процессов._18

1.5. Распад основного состояния с эмиссией заряженных частиц__

2. Эксперименты._______.__21

2.1. Экспериментальные методы_______21

3. Исследование мод распада ядер с в области А=70. _ _____

24

3.1. Введение ______—-——24

3.2. Эксперимент _____:-24

3.3. Изучение распада Тг=-1 нуклида 70Кг_____25

3.4. Изучение распада Т* = -1/2 нуклида 71Кг.-----26

3.4.1. Запаздывающее излучение__——

3.4.2. Время жизни и р-распад______29

3.4.3. Обсуждение __—.—.—--30

3.5. Поиск Тг = -1/2 нуклида 73Ш)______32

3.5.1. Обсуждение ___________33

3.6. Бета-распад Н-Х нуклида 74Ш} и поиск Т=0 изомера74,11 ИЬ __—___33

3.6.1. Обсуждение._____—-—----—-34

4. Спектроскопия запаздывающих нейтронов из распада нуклидов 94'97Ю)._36

4.1. Введение ___________—-36

4.2. Времяпролетный спектрометр атомов отдачи._____38

4.3. Эксперимент_________—40

4.4. Анализ спектров атомов отдачи__________42

4.4.1. Калибровка ____________—____42

4.4.2. Вычитание фона ________________42

4.4.3. Учет эффективности_____________

4.4.4. Регистрации нейтрона______.___42

4.4.5. Регистрации атома отдачи. ____________43

4.4.6. Полная эффективность ____________-—-—

4.4.7. Учет заселения возбужденных состояний._______._44

4.4.8. Силовая функция Р-распада ______________45

4.5. Результаты ___________

4.6. Обсуждение ____________53

5. Нейтронодефицитпые изотопы таллия. _____54

5.1. Введение _______-__-__—--^

5.2. Эксперимент,

6.1. Введение _

6.2. Эксперимент.

6.6. Обсуждение. Заключение_

Литература

56

5.3. ШТ1._____-____56

5.4. ,83Т1._______-58

5.5. ШТ1.______60

5.6 ШТ1. _________61

5.7. 180Т1.________63

5.8. Обсуждение__________

6. Изучение нейтроноизбыточных изотопов 232Fr, 233Ra, 233'234Ас.--65

_65

65

6.3. Распад 232Fr ------65

6.4. Распад 233Ra_____________67

6.5. Распад 234Ra ____-69

_______69

_____71

73

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Изучение распада ядер, удаленных от полосы b-устойчивости, представляющих интерес для описания астрофизических r- и rp-процессов»

Введение

Создание в электромагнитных масс-сепараторов, работающих в линию с ускорителем, существенно увеличило селективность изучения нуклидов, имеющих малые сечения образования и малые времена жизни. К настоящему времени использование таких сепараторов для целей ядерной спектроскопии стало почти обыденным. Теряют статус "экзотических" распады нуклидов с эмиссией нуклонов из основных и возбужденных состояний, процесс запаздывающего деления. Постепенно на первый план выходит возможность использования нуклидов удаленных от полосы ^-стабильности в качестве полигона для изучения механизма процессов распада, структуры ядер, уточнения условий протекания астрофизических процессов. Появившаяся в последнее время возможность получения "очищенных" нуклидов даже в малых количествах позволяет проверить наиболее яркие предсказания, не требующие знания деталей схем распада. Это позволяет существенно уменьшить количество "степеней свободы" в используемых моделях и дает информацию о некоторых особенностях распада ядер, максимально удаленных от полосы бета-стабильности.

Для ядер, удаленных от полосы (3-стабильности, характерны большие энергии Р-распада и низкие энергии связи нуклонов. В ряде случаев энергия возбужденного состояния превышает энергию связи нуклона в дочернем ядре или сравнима с величиной барьера деления. При этом возникает возможность распада заселяемых в (3-распаде состояний с испусканием нуклонов или путем деления. Изучение таких распадов дает информацию об особенностях Р-распада в широком диапазоне энергий и для большой области ядер. Высокая избирательность методик регистрации тяжелых частиц позволяет изучать как распад основных ядер с аномальным соотношением Ии так и распад слабо заселяемых высоковозбужденных состояний.

Эмиссия протонов из основного состояния энергетически возможна в ядрах с большим избытком протонов. Однако наблюдение такого распада возможно только при условии небольшой энергии испускаемого протона и достаточно высокого кулоновского или орбитального барьера. Определение положения границы протоноустойчивых ядер дает возможность уточнения модельного описания массовой поверхности ядер. Область ядер, где пересекаются линии и Вр=0, перекрывается с областью, представляющей интерес в описании астрофизического гр-процесса1.

Развитые за последние годы теоретические подходы к описанию (3-распада ядер требуют данных о распаде экзотических нуклидов, уточнения характеристик уже известных ядер . При этом в ряде случаев предсказываются явления, которые могут существенно повлиять на интерпретацию астрофизических данных.

Такая ситуация сложилась в области нейтронодефицитных ядер с А~70, где для описания гр-процесса нуклеосинтеза необходима информация о положении границы протонной устойчивости нуклидов. Данные об устойчивости

относительно эмиссии протона из основного состояния нуклидов 69Br, 73Rb позволили бы снять вопрос о возможности распространения процесса в область более тяжелых нуклидов2.

Роль запаздывающего деления3 оказывается существенна для описания синтеза

4

тяжелых элементов в r-процессе в природе и во взрывах термоядерных зарядов3'5. При этом, область нейтроноизбыточных нуклидов с массовым числом А-232 представляет существенный интерес для описания процесса образования тяжелых космохронометров. Предсказанные в этой области вероятности запаздывающего деления6 приводят к необходимости существенной коррекции начальной распространенности тяжелых космохронометров и, как следствие7, к изменению оценок времени существования Вселенной. При этом актуальным становится как прямое измерение вероятностей запаздывающего деления нуклидов в этой области, так и изучение основных характеристик их распадов.

Для описания особенностей протекания г- процесса нуклеосинтеза и образования стабильных нуклидов после его вымерзания, необходима информация о временах жизни и вероятностях эмиссии запаздывающих нейтронов при распаде нуклидов как вовлеченных в процесс, так и расположенных между траекторией процесса и полосой стабильных нуклидов. Оценки этих величин для нуклидов, вовлеченных в r-процесс, даются рядом теоретических подходов, описывающих ß-распад8. Корректный выбор параметров модели при описании экзотических ядер возможен только на основании сравнения предсказаний поведения заселенностей состояний в ß-распаде с экспериментальными данными. В случае нейтроноизбыточных ядер это приводит к необходимости измерения спектров запаздывающих нейтронов в широком (0-10 МэВ) энергетическом диапазоне.

Экспериментальный материал представляемый в данной работе упорядочен по возрастанию массовых чисел изучаемых нуклидов, что примерно соответствует обратной хронологической последовательности проведенных экспериментов.

В первой главе диссертации приведено описание общего аппарата, необходимого для описания распада нуклидов, удаленных от полосы ß-стабильности, и анализа экспериментального материала.

Во второй главе представлено описание общей части экспериментальных методик использовавшихся при проведении экспериментов. Все эксперименты проводились на масс-сепараторах, работающих «в линию» с пучком протонов с энергией 1 ГэВ (ИРИС (ПИЯФ) и ISOLDE-PS (CERN)).

Третья глава посвящена исследованию нуклидов, расположенных в области пересечения границы протонной устойчивости и линии с N=Z, определению роли 73Rb как конечной точки гр-процесса. Приведено описание эксперимента и полученных результатов.

В результате изучения области нейтронодефицитных нуклидов впервые наблюдался (3-распад 70Кг. Проведенное изучение распада 71 Кг позволило разрешить разногласие относительно времен жизни, полученных в различных экспериментах при измерении p-спектра и спектра запаздывающих протонов. Получена оценка величины Гамов-Теллеровского матричного элемента в ядрах в конце fp-оболочки. Отсутствие событий в (3- и протонном спектре, соответствующем ?3Rb позволило с большей достоверностью подтвердить вывод об отрицательной энергии связи протона в этом ядре. Этот вывод приводит к необходимости выбора сценария протекания гр-процесса, существенно подавленного выше «точки ожидания» 72Кг.

Четвертая глава посвящена изучению эмиссии запаздывающих нейтронов в нейтроноизбыточных изотопах 9497Rb расположенных вблизи траектории г-процесса.

Автором разработана новая методика спектроскопии запаздывающих нейтронов по времени пролета атомов отдачи. Спектрометр представляет собой комбинацию системы подготовки тонкого источника и набор детекторов для измерения времени пролета атома отдачи. С использованием этого спектрометра измерены спектры атомов отдачи, образованных в результате эмиссии запаздывающих нейтронов в изотопах.

Пятая глава посвящена изучению распада нейтронодефицитных изотопов 180-183, 185xi. Интерес к этим нуклидам определялся нестабильностью относительно эмиссии протона из основного и изомерного состояний, возможной в изотопах Т1 с А< 185, наблюдавшимся эффектом запаздывающего деления в 180Т1 и близостью магического числа Z=82, возможностью наблюдения влияния заполнения протонной оболочки на ширины а-распада.

Шестая глава посвящена изучению распада нейтроноизбыточных изотопов, расположенных в области А=232 и определения величины ветви запаздывающего деления в них. Как предполагалось, запаздывающее деление нейтроноизбыточных нуклидов может играть существенную роль в процессе образования тяжелых элементов в природе. Большие вероятности запаздывающего деления, предсказанные в области нуклидов, вовлеченных в процесс нуклеосинтеза тяжелых космохронометров, приводят к выводам о необходимости коррекции начальной распространенности 232Th, 235' 238U, 244Ри и, как результат, к изменению оценки времени жизни Вселенной.

Основные результаты представленные в диссертации опубликованы в

следующих работах:

1. В.А.Большаков, К.А. Мезилев, Ю.Н. Новиков, А.Г. Поляков, А.В. Попов, Ю.Я. Сергеев, В.И. Тихонов. «Новые нейтроноизбыточные изотопы 232Fr, 233Ra, 234Ra.» Препринт ЛИЯФ № 1517, август 1989.

2. К.А. Мезилев, Ю.Н. Новиков, А.В. Попов, Ю.Я. Сергеев, В.И. Тихонов. "Поиск запаздывающего деления в нейтроноизбыточных нуклидах и космохронология." Препринт ЛИЯФ № 1525, август 1989.

3. Е.А. Беломытцева, В.А.Большаков, А.Г. Дернятин, К.А. Мезилев, Ю.Н. Новиков, А.Г. Поляков, А.В. Попов, Ю.Я. Сергеев, В.А. Сергиенко, В.И. Тихонов. "Новый нуклид 232Ra", Программа и тезисы 40 совещания по ядерной спектроскопии и структуры атомного ядра, 1990, с. 134.

4. Е.А. Беломытцева, Г.В. Веселов, К.А. Мезилев, Ю.Н. Новиков, А.Г. Поляков, А.В. Попов, Ю.Я. Сергеевб В.А. Сергиенко, В.И. Тихонов. "Энергия распада 232Ас", Программа и тезисы 40 совещания по ядерной спектроскопии и структуры атомного ядра, 1990, с.132.

5. К.А. Мезилев, Ю.Н. Новиков, А.В. Попов, Ю.Я. Сергеев, В.И. Тихонов. "Времяпролетный спектрометр ядер отдачи для изучения запаздывающих процессов", Программа и тезисы 40 совещания по ядерной спектроскопии и структуры атомного ядра, 1990, с.444.

6. К.А. Mezilev, Yu.N. Novikov, A.V. Popov, Yu.Ya. Sergeev, V.I. Tikhonov. "Search for Delayed Fission in Neutron-Rich Nuclei." Z. Phys. A337, 109 (1990)

7. K.A. Mezilev, Yu.N. Novikov, A.V. Popov, Yu.Ya. Sergeev, V.I. Tikhonov. "Search for Delayed Fission in Neutron-Rich Nuclei." Proc. Int. Scool-Seminar on Heavy Ion Physics. Dubna, 3-12 October 1989, D7-90-142, p. 199-207.

8. В.А. Большаков, Г.В. Веселов, К.А. Мезилев, Ю.Н. Новиков, А.Г. Поляков, А.В. Попов, Ю.Я. Сергеевб В.А. Сергиенко, Ю.Я. Сергеев, В.И. Тихонов. "Идентификация основного состояния 185Т1", Программа и тезисы 41 совещания по ядерной спектроскопии и структуры атомного ядра, Минск, 1991, с.116.

9. В.А. Большаков, Г.В. Веселов, К.А. Мезилев, Ю.Н. Новиков, А.Г. Поляков, А.В. Попов, Ю.Я. Сергеевб В.А. Сергиенко, Ю.Я. Сергеев, В.И. Тихонов. "Распад 182-183Т1", Программа и тезисы 41 совещания по ядерной спектроскопии и структуры атомного ядра, Минск, 1991, с. 114.

10.V.A. Bolshakov, A.G. Dernyatin, К.А. Mezilev, Yu.N. Novikov, A.V. Popov, Yu.Ya. Sergeev, V.I. Tikhonov, V.A. Sergienko , G.V. Veselov. "Identefication of the New Tl- Isotopes at the Proton Drip-Line." Proceed. Int. Conf on Exotic Nuclei, Foros, Crimea, 1-5 October 1991, p 219-229.

11.V.A. Bolshakov, A.G. Dernyatin, K.A. Mezilev, Yu.N. Novikov, A.V. Popov, Yu.Ya. Sergeev, V.I. Tikhonov, V.A. Sergienko, G.V. Veselov "Identification of the New Tl-Nuclides at the Proton Drip-Line." Contrib. 6th Intern. Conf. on Nuclei Far from Stability + 9th Intern. Conf. on Atomic Masses and Fundamental Constants, Bernkastel-Kues, Germany, PE50 (1992)

12.K.A. Mezilev, Yu.N. Novikov, A.V. Popov, Yu.Ya. Sergeev, V.I. Tikhonov "Experimental Approach to Nuclear Cosmochronology." Contrib. 6th Intern.Conf.on Nuclei Far from Stability + 9th Intern.Conf.on Atomic Masses and Fundamental Constants, Bernkastel-Kues, Germany, PE51 (1992)

13.M. Oinonen, P. Baumann, F. Didierjan, P. Hoff, A. Huck, A. Jokinen, A. Knipper, G. Lhersonneau, M. Leino, G. Marguier, K. Mezilev, Yu. Novikov, A. Popov, C. Serre, P.Van Duppen, G. Walter and J. Aysto. "Search for 73Rb and investigation of nuclear decay modes near the Z=N line in the border region of the astrophysical rp-process path." Proceed. XXIX Ann Conf. of the Finnish Physical Society. Jyvaskyla, Finland March 16-18, 1995. 27.50

14.G.D. Dernjatin, K.A. Mezilev, Yu.N. Novikov, A.V. Popov, Yu.Ya. Sergeev, V.I. Tikhonov. "Time of flight recoil atom spectrometer for delayed neutron study." Contrib. Intern. Conf. on Exotic Nuclei and Atomic Masses. Aries, France June 1923, 1995.

15.A. Jokinen, M. Oinonen, J. Didierjean, P. Hoff, A. Huck, A. Knipper, G. Marguier, Yu.N. Novikov, A.V. Popov, M, Ramdhane, D.M. Seliverstov, P.Van Duppen, G. Walter and the ISOLDE collaboration. "Proton instability of 73Rb" Z. Physik A 355, 227 (1996).

16.M. Oinonen, A. Jokinen, P.Baumann, F. Didierjean, A. Honkanen, A. Huck, M.Huyse, A. Knipper, G. Marguier, Yu.N. Novikov, A.V. Popov, M. Ramdhane, D.M. Seliverstov, P.Van Duppen, G. Walter and the ISOLDE collaboration, "(3-decay of the proton-rich Tz=-l/2 nucleus 71Kr". Phys.Rev.C56(2), 1997, p745.

1. Распад ядер удаленных от полосы бета-стабильности

1.1. Астрофизические приложения

Для реалистичного описания последствий астрофизических процессов необходимо знание свойств ядер вовлеченных в процесс и особенностей ряда ядерных реакций. Области соприкосновения ядерной физики и астрофизики:

1. ядерные реакции ответственные за нуклеосинтез и определяющие распространенность изотопов в природе,

2. энергетическое снабжение процессов в звездах путем стационарных или взрывных процессов ядерного горения,

3. поведение ядерной материи при повышенных плотностях.

В работе речь идет о процессе взрывного горения, при котором существует большое количество протонов или нейтронов. Такой процесс, при определенных условиях, может привести к синтезу ядер, удаленных от полосы бета-стабильности, либо путем быстрого захвата протонов с последующим (3+-распадом в Новых или X-ray звездах (гр-процесс), либо путем быстрого захвата нейтронов и бета-минус распадом (r-процесс) в Суперновых II типа. В обоих случаях модельное описание процессов требует знания свойств ядер, удаленных от стабильности.

1.1.1. гр-процесс

Процесс быстрого захвата протонов (гр-процесс) описывает последовательность ядерных реакций, ответственных за генерацию термоядерной энергии во время аккреции компактных объектов в бинарных системах9. Энергия генерируется при горении гелия в За - реакции и последующего Не и Н горения в серии (а, р) и быстрого (р,у) захвата при температуре до 3 ГК и плотности 106-107r/cMJ. Временная шкала нуклеосинтеза определяется малыми скоростями бета-распада нуклидов на траектории процесса (в основном в так называемых точках ожидания). Энергии протонного захвата определяют такие ядра. Малая энергия связи протона Sp может препятствовать продолжению захвата либо путем прямого распада (Sp<0), либо через механизм фотоэмиссии протона. Точка ожидания будет конечной для гр-процесса, если эффективное время ожидания в ней (парциальное время жизни относительно (3-распада) больше, чем время, характеризующее механизм процесса (Ю-100с.). Несколько нуклидов имеющие большие времена бета-распада (64Ge(Ti/2=64c), 68Se(T1/2=35c), 72Кг(Т1/2=17с)) рассматривались в качестве возможных конечных точек в гр-процессе. Таким образом, стабильность относительно испускания протона нуклидов 65As, 69Br, 73Rb становится одним из наиболее существенных факторов, определяющих траекторию процесса.

N=Z

Рис. 1 Часть нуклидной карты, представляющая область, критическую для продолжения гр-процесса. Ломаной линией обозначена возможная траектория процесса.

Нуклид 65As был идентифицирован10 как бета-эмиттер со временем жизни 190(11)мс, что, как предполагается, позволило гр-процессу проследовать в область следующей возможной точки ожидания 68Se. В результате недавнего эксперимента в GAÑIL11 получены данные, свидетельствующие, что энергия отрыва протона 69Br Sp<-450 кэВ. Это могло бы означать, что гр-процесс должен идти только через (3- распад 68Se со временем жизни 35с., что больше типичной временной шкалы взрывного горения. Однако, как отмечено12, в определенных условиях возможен одновременный захват двух протонов, что может позволить процессу перейти к следующей критической точке 73Rb.

Ряд моделей масс ядер предсказывают, что 73Rb протононестабилен. Однако даже в этом случае сильное различие деформаций, предсказанное для 73Rb и 72Кг, может привести к дополнительному запрету в протонном распаде и, соответственно, к увеличению парциального времени жизни нуклида.

В предшествующем эксперименте с использованием бета-спектрометрии13, был получен верхний предел 1 ат/с на образование 73Rb. В эксперименте, проведенном на установке Al 200 (MSU), использовалась фрагментация налетающих ядер 78Кг при энергии 65 МэВ/u на мишень 58Ni 11 и также был сделан вывод о нестабильности 73Rb. Однако, в той же самой работе, выход 65As меньше выхода 66As более, чем в 100 раз. Аналогичная ситуация наблюдается и для пары 69Вг-70Вг. Поскольку число событий, соответствующих 73Rb мало, не может исключаться возможность, что отсутствие событий объясняется просто недостаточной чувствительностью проведенного эксперимента. В недавнем эксперименте в GANIL были получены аналогичные результаты, устанавливающие верхний предел времени жизни 100 не. для б9Вг и 73Rb. Верхний предел для вероятности образования этих нуклидов установлен 10"2 и 10"' соответственно от ожидаемого.

1.1.2. г-процесс

Процесс быстрого захвата нейтронов связывается с взрывным горением с высокой температурой (Т > 1 ГК) и большой плотностью нейтронов. В таких условиях временная шкала нейтронного захвата составляет 10~4 е., при этом захват приводит к образованию ядер удаленных от полосы бета-стабильности с энергиями связи нейтронов 1-3 МэВ. Последующий бета-распад этих ядер приводит к образованию ядер с большим Ъ. Вероятность образования нуклидов после "вымерзания " г-процесса связана со временем жизни нуклидов относительно бета-распада и вероятностью запаздывающей эмиссии частиц или делением.

Время жизни определяется энергетическим окном бета-распада, и существенно зависит от поведения силовой функции. Экспериментальное определение этих величин для нуклидов, лежащих на траектории г-процесса, в настоящее время невозможно. В астрофизических моделях используются предсказания времен жизни, основанные на расчетах в рамках квазичастичного варианта метода случайных фаз 14, гросс-модели15 и модели, использующей теорию конечных ферми-систем (ТКФС)16. Выбор модели, наилучшим образом описывающей бета-распад ядер с большим нейтронным избытком только на основании таких интегральных величин, как Т1/2 или Рп, представляется затруднительным. Для сравнения моделей и корректного выбора их параметров необходима информация о поведении силовой функции бета-распада в широком энергетическом диапазоне в нуклидах максимально близких к траектории г-процесса. Однако малая энергия связи нейтрона и малые сечения образования таких нуклидов не позволяют получать такую информацию из изучения запаздывающего гамма-излучения этих нуклидов. Поэтому основным источником информации о Эр в удаленных нейтроноизбыточных ядрах являются спектры запаздывающих нейтронов.

Систематическое исследование ряда нуклидов18 привело к заключению о необходимости учета микроскопической структуры ядра для описания (3-распада. Как предполагалось, запаздывающее деление нейтроноизбыточных

г

нуклидов может играть существенную роль в процессе образования тяжелых элементов в природе5.

94

92

90

\ 1 Ч 10

10 26

Рис. 2 Часть нуклид]/ ой карты, представляющая роль запаздывающего деления в образовании космохронометров 2321\ 235■238 (/ (затененные квадраты). Цифрами указаны вероятности запаздывающего деления (%) полученные в работе'8.

88

86

11 "•. 11 •• 4

11

11

232

84

140

N

1 1

На основании проведенных расчетов энергий связи и барьеров деления17, в работе18 предсказана область запаздывающего деления показанная на /Рис. 2/. Однако, анализ полученных величин говорит о том, что делительная часть расчетов была некорректна. Об этом свидетельствуют и результаты расчетов, полученные в другой работе основанной на тех же данных об энергиях связи и барьерах деления нуклидов19'20. Тем не менее, близость предсказанных величин энергий бета распада и барьеров деления дочерних ядер и большая неопределенность энергий распада позволяла надеяться наблюдать процесс запаздывающего деления в области нейтроноизбыточных изотопов Рг. Наблюдение такого распада позволило бы улучшить предсказания величин барьеров бета-нестабильных ядер и прояснить роль запаздывающего деления в образовании тяжелых ядер.

1.2. Энергии связи ядер

Величины энергий а-, р- распада, энергии связи нейтронов и протонов, высоты барьеров деления в значительной степени определяют особенности распада нуклидов, удаленных от полосы (3-стабильности. Расхождение предсказаний энергий связи нуклидов на траектории процессов нуклеосинтеза в ряде случаев составляет десятки МэВ 21, что приводит к различным трактовкам конечного распределения нуклидов, и, соответственно, к различным наборам параметров при описании астрофизических процессов.

В настоящее время существует большое количество подходов к описанию массовой поверхности удаленных ядер. Условно их можно разделить на полностью микроскопические, включающие в себя расчеты в рамках приближения Хартри-Фока и Томас-Ферми, микро-макроскопические, описывающие оболочечные эффекты микроскопическим образом и включающие стандартные члены массовой формулы Вайцзекера для описания макроскопической части, макроскопическое приближение с параметрической аппроксимацией оболочечной поправки, и интерполяционные подходы использующие известные феноменологические закономерности (гладкое зависимость энергий а-распада от числа валентных нуклонов между оболочками, энергию расщепления Вигнеровского мультиплета и др.). Необходимость предсказаний энергий связи нуклидов в области далекой от нуклидов, для которых известны экспериментальные значения, требуют использования возможно более фундаментальных подходов с минимальным количеством параметров. Наиболее часто в расчетах г-процесса используется макро-микроскопический подход , где макроскопический член был взят из капельной модели, а оболочечная поправка извлекалась из плотности одночастичных состояний. В модели23'24'25 (РОЯМ) используется аналогичный подход, при этом для расчета одночастичных уровней использовалась свертка потенциала типа Юкава с плотностью нуклонов ядра. Кроме того, учитывалась корреляция микроскопической поправки с усредненным числом взаимодействующих п-р пар валентных нуклонов26, определяемым с помощью

параметра Р=ЫрКпЛ1Чр+]Чп). Хорошее согласие предсказаний с экспериментальными значениями масс в сочетании с относительно небольшим числом параметров (19) и с существованием согласованных результатов расчетов (3-распада обуславливают широкое использование этой модели в расчетах нуклеосинтеза27. Тем не менее, необходимость независимой параметризации макроскопической и оболочечной части приводит к невысокой надежности предсказаний модели в экстремально удаленных ядрах. В связи с этим привлекает внимание возможность самосогласованных расчетов с учетом парных корреляций. К сожалению, к настоящему времени возможности расчетов деформированных ядер в рамках Хартри-Фоковского приближения ограничены. В связи с этим привлекает внимание Томас-Ферми приближение метода Хартри-Фока, включающее оболочечные поправки и ВСБ поправки на спаривание21 (ЕТ8Р1). Несмотря на несколько большую дисперсию результатов (0.74 МэВ по сравнению с 0.67 МэВ для РЫЖ) эта модель имеет существенно меньшее число параметров (8), что отражает большую унифицированность подхода. Это становится важным при удалении от области изученных нуклидов. Иллюстрацией этому может являться различие в предсказании энергий связи до 12 МэВ на границе нейтронной стабильности в области средних ядер.

Для экстраполяции в области нуклидов с известными массами и зеркальных

ОЙ

ядер часто используется формула основанная на соотношениях Гарви-Кельсона. Эта модель наилучшим (по сравнению с другими подходами) образом согласуется с известными данными в области N=2 нуклидов.

1.2.1. Энергии /3-распада

Времена жизни нуклидов в большой степени зависят от энергии (3-распада. Величина энергии (3-распада определяет максимально возможную энергию возбуждений дочернего ядра и, таким образом, величину энергетического окна и вероятность последующих запаздывающих процессов.

Энергия (3-распада определяется разностью энергий связи материнского и дочернего ядра. Таким образом качество предсказаний энергий (3-распада нуклидов удаленных от полосы стабильности определяется характеристиками используемой массовой формулы. При этом следует отметить случай ядер с Тг=-1/2 при котором энергия (3-распада определяется разницей Кулоновских энергий материнского и дочернего ядра. В этом случае точность предсказаний значительно выше и составляет величину менше нескольких сотен кэВ.

1.2.2. Барьеры деления

Для тяжелых ядер при увеличении квадрупольной деформации потенциальная энергия сначала увеличивается, образуя потенциальный барьер, затем, при дальнейшем увеличении деформации падает, что соответствует процессу деления. При этом, часто зависимость потенциальной энергии от деформации имеет сложный характер, что может приводить к сложной форме

барьера деления29. Наиболее часто используемые оценки барьеров деления получаются при описании зависимости потенциальной энергии ядра от деформации в рамках модели жидкой капли30'31 включающих оболочечные поправки, и с учетом микроскопических поправок25.

1.2.3. Вопросы, связанные с Вигнеровской симметрией.

1.2.3. ¡.Возможности проявления Ш(4) симметрии в тяжелых ядрах. Тезис о частичном сохранении или восстановлении спин-изоспиновой

ол о/) л / "2*7

симметрии в тяжелых ядрах обсуждается достаточно давно ' ' ' . Обычно приводятся следующие аргументы:

• Гамов-Теллеровский и аналоговый резонансы (ГТР, АР) исчерпывают значительную часть правила сумм.

• ГТР и АР близки по энергии.

• Результаты анализа масс ядер приводят к необходимости включения 8114

1 XI

члена в массовую формулу ' ' .

• Процесс 2у(3|3 подавлен по сравнению с одночастичными оценками . Приводимые аргументы носят характер необходимых последствий

реализации симметрии но не обязательно свидетельствуют в пользу спин-изоспиновой симметрии. Как отмечалось38, в области средних и тяжелых нуклидов можно ожидать проявления псевдо 81Д4) симметрии, что приводило бы к характерному «а-кластерному» вкладу в энергии связи нуклидов, что и наблюдается как в для экспериментальных значений так и для теоретических оценок включающих микроскопические поправки.

В "чисто одночастичной" модели спин-орбитальное расщепление приводит к существенному нарушению 811(4) симметрии уже в ф - ядрах. Спаривание, включающее только ш и рр взаимодействие, так же нарушает спин-изоспиновую симметрию. Однако33, использование более полного Гамильтониана в легких ядрах приводит к эффектам, согласующимся с некоторым "восстановлением" симметрии.

Если поведение энергий связи нуклидов свидетельствует в пользу реализации Вигнеровской симметрии, то явные экспериментальные свидетельства проявления этой симметрии в (3-распаде тяжелых ядер отсутствуют. Следует отметить, что в случае псевдо-811(4) симметрии оператор (3-перехода уже не соответствует переходу между состояниями мультиплета38. Как предполагается34, эффект "восстановления" должен наблюдаться в тяжелых ядрах с большим избытком нейтронов. Определенный интерес представляет предсказание о возможности реализации комбинированной 8Цз®8и4 симметрии в деформированных ядрах34. По-видимому, эффект мог бы проявляться в "подавлении" сателлитов ГТР, проявляющихся в (3-распаде.

Наиболее привлекательной кажется возможность получения подобной информации из силовой функции (3-распада соседних нуклидов с различной

деформацией и большой энергией распада, перекрывающей область существования сателлитных структур.

1.2.3.2.Массовые соотношения в Вигнеровском мулътиплете Для проверки реализации 811(4) симметрии в работе35 использовалось отношение разностей энергий связи (В) для основных состояний ядер изобары:

г В(К-\1 + \)-В(Ы-2,2 + 2) Как было показано, поведение этой величины в ядрах до А-110 кореллирует с Би(4) предсказаниями. Однако в работе36 показано, что слабо зависит от степени нарушения симметрии. Аналогичный тест был сделан для всех нуклидов с А<30037. При этом в массовую формулу Вигнера была введена поправка на спаривание и учтена кулоновская энергия. В работе в качестве критерия воплощения 811(4) предложено использовать величину:

5Упр(ад={ [В(ВД-В(М-2^)НВ(ад-2)-В(К-2,г-2)] }/4 для четных ядер. Ранее39 подобное выражение использовалось для оценки эмпирической величины взаимодействия последнего протона с последним нейтроном. Как отмечается38, в случае реализации 811(4), значение 5Упр для ядер с N=2 должно в 5 раз превышать значение, получаемое в ядрах с №¿2. Для А нечетных ядер

и аналогично для нечетных N. Для нечетно-нечетных ядер:

5У„р(м,г)=[В(к,г)-в(м-1,25]-[вач,г-1)-в(к-

1,2-1)]

Рис. 3. Сравнение разницы энергий связи протонов 8Упр (МэВ) для изотопов КЬ полученные с использованием различных массовых формул со случаем реализации 811(4) симметрии.

Для демонстрации использовалось сравнение с величиной полученной из оболочечных расчетов бс! - ядер.

Следует отметить, что эти выражения 18, 19 определяют разницу энергий связи нуклона в соседних ядрах. В то же время, как отмечается в работе38,39 эти выражения отражают поведение нейтрон-протонного взаимодействия усредненного по нескольким валентным нуклонам. На /Рис. 3/ приведены разницы энергий связи протонов для изотопов Ш) полученные с использованием различных массовых формул. Наблюдаемый скачок различен для различных предсказаний. При этом положение 73Шэ на линии N=2 определяет дополнительный интерес к энергии связи протона в нем, поскольку дополнительный скачок энергии связи протона в нем, за счет увеличения пр-

72ЯЬ

74ЯЬ

76ЯЬ 78ЯЬ 80 №

взаимодействия, может сильно повлиять на вероятность эмиссии протона из основного состояния.

Результаты анализа энергий связи нуклидов в различных подходах подтверждают предположение о принадлежности основных состояний супермультиплетам Вигнера. В то же время, это по-видимому свидетельствует о реализации т.н. псевдо-8и(4) симметрии в тяжелых нуклидах38. При этом роль такой симметрии в (3-распаде остается неопределенной.

1.2.3.3.Спаривание с Т=0 и Т=1 в ядрах с

Вопрос конкуренции изоскалярного и изовекторного спаривания различных нуклонов, занимающих одинаковые оболочки, имеет большую историю. Оценки, сделанные в рамках ХФБ приближения40 для легких ядер (до ф оболочки), указывают на доминирующую роль Т=0 для нуклидов с N-2. В то же время, экспериментальные данные о распаде основных состояний более тяжелых ядер указывают на Ферми природу их распада, что свидетельствует в

с Г IЛ -| ЧУ

пользу большей роли Т=1 компонента нейтрон-протонного спаривания. Конкуренция механизмов спаривания привлекает дополнительный интерес к поиску изомерных состояний нечетно-нечетных нуклидов и определению относительного положения состояний с Т=0 и Т=1.

1.3. Бета-распад

Экспериментальное изучение (З-распада в ядрах, удаленных от полосы (3-стабильности, в основном ограничивается рассмотрением разрешенных переходов в связи с малыми доступными активностями измеряемых образцов. Большая энергия распада таких ядер обуславливает заселение возбужденных состояний в широком энергетическом диапазоне.

Вероятность бета-распада в определенное конечное состояние определяется двумя факторами: энергией перехода и степенью перекрытия волновых функций между исходным (1) и дочерним после распада состоянием (1). Она определяется величиной приведенной вероятности перехода перехода:

где Мпх- соответствующий оператор бета-распада, пА, - характеризуют порядок и момент вылетающих лептонов. Энергетическая зависимость описывается интегральной функцией Ферми / 41. Соотношение между парциальным временем распада % и В „я для разрешенных и неуникальных запрещенных переходов первого порядка запрета описывается выражением:

£=6250(60) с.42

постоянная векторной связи Р-распада.

42

Понятие силовой функции42 стало общепринятым для больших энергий распада (2р, когда заселяются состояния в области возбуждений с большой плотностью уровней.

^ =JJpJ(E)BnV(E)/D МэВ-'с"1

р/Е) - Плотность уровней при энергии возбуждения Е,

Вп1] - Усредненная вероятность перехода на уровень с энергией Е.

При этом в силовую функцию входят вероятности запрещенных р-переходов.

Время жизни связано с силовой функцией следующим выражением:

о,

" о

1.3.1. Разрешенный Ферми переход

В случае 'разрешенного' приближения векторная часть гамильтониана слабого взаимодействия сводится к единичному оператору в координатном пространстве и повышающему (Т+) или понижающему (Т.) оператору в изоспиновом пространстве. Существует модельно-независимое правило сумм разностей Т+ и Т. сил перехода

/ /

Если изоспин является хорошим квантовым числом, то можно написать правило сумм и для

^=ЕКЖК'2)!2=К =т(т++1}

/

Матричный элемент Ферми перехода отличен от нуля только в случае Т\=ТГ, (переход может происходить только между членами одного изобарического мультиплета). При сравнении этой величины с экспериментальными данными следует учитывать необходимость радиационной и Кулоновской поправок

1.3.2. Разрешенный переход Гамова-Теллера

Экстремальные одночастичные оценки для квадрата матричного элемента перехода Гамова-Теллера могут быть получены с использованием выражения:

Однако в связи с грубостью основных допущений полученная величина существенно расходится с экспериментальными значениями. Значительно лучшее согласие получено при использовании реалистичных крупномасштабных оболочечных расчетов43. При этом в области бс1 ядер полученное экспериментальное значение силы переходов составляет -0.6 от расчетной величины. Около 25% этой величины может быть обусловлено смешиванием с более высокими оболочками44. Недавно45 полные ф расчеты

были проведены до А=50. Полученный при этом фактор перенормировки составил величину q2=0.554(30).

Для более тяжелых ядер в основном используются приближения, которые можно условно разбить на две группы. В первую можно включить модели, использующие схематические теории гигантских резонансов15,37. В таких моделях игнорируется оболочечная структура конкретного ядра, что приводит к существенным систематическим отклонениям от экспериментальных данных. Модели другой группы используют реалистичный оболочечный базис и учитывают параметризованное взаимодействие квазичастиц14'16.

1.4. Основные закономерности описывающие поведение запаздывающих процессов.

кг

Схематически процесс

запаздывающей эмиссии частиц показан на /Рис. 4/.

Рис. 4 Условная схема распада с эмиссией запаздывающих частиц

Вр/В„

N+1, г-1 (р+) N-1, (р)

Вероятность эмиссии частиц или деления из возбужденных состояний определяется вероятностью заселения этих состояний в (3-распаде и конкуренцией различных каналов их разрядки.

Он

V = Т\/1X 1 ^ (Я)/» <2р ~ (Е)йЕ

Заключение диссертации по теме «Физика атомного ядра и элементарных частиц», Попов, Андрей Вальтерович

Заключение

В работе представлены результаты спектроскопических экспериментов по изучению ядер удаленных от полосы (^-стабильности и представляющих астрофизический интерес. Особенностью рассмотренных нуклидов является их ключевая роль в выборе сценариев протекания г- и гр-процессов и в понимании особенностей распада ядер со слабо связанными нуклонами.

В результате изучения области нейтронодефицитных нуклидов впервые наблюдался p-распад 70Кг. Проведенное изучение распада 71Кг позволило разрешить разногласие относительно времен жизни, полученных в различных экспериментах при измерении р-спектра и спектра запаздывающих протонов. Получена оценка Гамов-Теллеровского матричного элемента в конце fp-оболочки. Отсутствие событий в (3- и протонном спектре, соответствующем 73Rb, позволило с большей достоверностью подтвердить вывод об отрицательной энергии связи протона. Этот вывод приводит к необходимости выбора сценария протекания гр-процесса, существенно подавленного выше точки ожидания 72Кг.

Для изучения нейтронной моды распада возбужденных состояний, заселяемых в р-распаде была разработана оригинальная методика времяпролетной спектроскопии атомов отдачи, включающей в себя on-line метод подготовки тонких источников и времяпролетный спектрометр.

Использование этой методики позволило провести измерение спектров атомов отдачи 94"97Rb в широком диапазоне энергий и получить информацию о поведении силовых функциях Р-распада ряда нуклидов, имеющих различную деформацию основного состояния и близких к траектории г-процесса. Отсутствие качественных различий силовых функций (3-распада изотопов 95Rb и 97Rb не позволяет говорить о проявлении SU(3)<8)SU(4) симметрии в Р-распаде деформированных ядер, следствием следствием чего могло бы быть подавление силы перехода сателлитов ГТ резонанса в энергетическом окне Р-распада.

Впервые идентифицирован ряд основных состояний изотопов 181,182,183,185-pi и измерены их полные времена жизни. Оценки ветвей а-распада позволило определить парциальные времена жизни относительно р-распада

100 J QO изотопов и ширины а-распада для • Т1. Получен верхний предел на вероятность запаздывающего деления 180Т1, не противоречащий результатам работы504.

Идентифйцированы изотопы 232Fr, 233'234Ra. Полученные времена жизни относительно p-распада этих нуклидов хорошо согласуются с предсказаниями

24 микроскопическои модели , однако полученное ограничение на вероятность запаздывающего деления 232Fr существенно меньше оценок18, полученных с использованием величин барьеров деления из тех же данных. Эти данные позволяют поставить под сомнение переоценку18 возраста Вселенной с учетом 'утечки' на запаздывающее деление нуклидов с изобарной цепочки А=232, а также сдвинуть границу возможной области запаздывающего деления в сторону более нейтроноизбыточных и тяжелых нуклидов.

На защиту выносятся:

• Верхний предел на образование 73'74тШэ, полученная информация о распаде зеркальных нуклидов 71 Кг с Тг=-1/2 и 70Кг с Т7~-1.

• Методика спектроскопии эмиттеров запаздывающих нейтронов методом измерения скорости атомов отдачи.

• Полученные с использованием разработанной методики энергетические

94 95 96 97т-»1 спектры распада с эмиссиеи нейтрона ' ''Ко.

• Идентификация основных состояний нейтронодефицитных изотопов 181,182,183,185^ оценки периодов полураспада и вероятностей распада по а и делительному каналу.

• Идентификация новых нуклидов

232рГ; 233,234^ результаты поиска запаздывающего деления в нейтроноизбыточных нуклидах в районе массового числа А-232.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Попов, Андрей Вальтерович, 1999 год

Литература

1 H.Schatz, A.AprahamianJ. Gorres, M. Wiescher et al, "Reaction Parameters for rp-process calculations above Z=32". Notre Dame Univ. preprint. 1997, p. 107

2 T. Tachibana, M. Arnold. ,"Beta-decay properties of exotic nuclei and the astrophysical r-process". Nucl. Phys. A588, 1995, p333-338

3 R.W. Hoff, "Neutron capture studies: I Multiple capture reactions and implications for calculated beta-delayed fission rates; and II Nuclear level structure of 238Np" Inst. Phys. Conf. Ser. N088/ J.Phys.G: Nucl.Phys. 14. Suppl, 1987, p.S343-S356

4 Wene C.-O., Johansson S.A., "The importance of delayed fission in the production of very heavy and superheavy elements". Phys. Scripta 10A, 1974, p 156-162

5 Кузнецов В.И., "Запаздывающее деление атомных ядер", ЭЧАЯ Т. 12 вып.6 (1981) с.1285-1323.

6 Н.Y. Klapdor, "Beta - decay far from stability and it's role in nuclear physics and astrophysics.", Max Plank Institute Preprint MPI-1983-vl2.; Prog. Nucl.Part.Phys. 10(1983), p.131

7 D.N. Schramm, G,J. Wasserburg, "Nucleochronologies and the mean age of the elements", Astrophys. J., 162, 1970, p58-69

8 K-L Kratz, J-P Bitouzet, F-K Thielemann, P. Moller, B. Pfeiffer, "Isotopic r-Process Abundances and Nuclear Structure Far from Stability: Implications for the r-process mechanism." Astrophys. J. 403, 1993, p.216-220.

9 R.Wallas, S.Woosly Ap. J. Suppl. 45 (1981) 385

10 J. A. Winger,D.P. Bazin, W. Benenson et al. "The search for the termination point of the rp-process: halflife measurements for 61Ga,63Ga, and 65As", in Proceed, of the third Int conf. on radioactive nucl. beams, 24-27 May 1993, Michigan USA, ed. by Morrissly, p507-511.

J. D. Robertson, J.E. Reiff, T.F. Lang et al, "Search for ground state proton emission from65As and 69Br." Phys. Rev. С v42, n5, pl922-1928 (1990).

11 B. Blank, S. Andriamonje, S. Czajkowski et al. "New Isotopes from 78Kr fragmentation and the ending point of the astrophysical rapid-proton-capture process". Phys. Rev.Lett. v74, n23, p4611-4614.

12 J. Gorres, M.Wiesher, F.-K. Thielemann. "Bridjing the waiting points: The role of two-proton capture reactions in the rp process". Phys. Rev. C. v51, nl, 1995, p392-400.

13 J.M.DAuria, L.C.Carraz, P.G. Hansen et al "The N=Z nuclide 74Rb with Т,Г=1,0+". Phys.Lett. В 66, 1977, p.233-235.

14 P.Moller, J. Rundrup. "New developtments in the calculation of beta-strength functions." Nucl. Phys. A514, 1990, pi-26

15 К. Takahashi, М. Yamada, "Gross theory of nuclear beta-decay" Prog. Theor. Phys. v.41(1969), p. 1479-1498; "Application of the gross-theory of beta-decay to delayed neutron emission" , Prog. Theor. Phys. 47, 1972, p. 1500-1518.

16 В.Г. Губа, M.A. Николаев, М.Г. Урин, "Оптико-оболочечный подход к описанию Гамов-Теллеровских возбуждений в ядрах" Ядерная Физика, Т.51, вып.4, 1990, с.973-985.

17 W.H. Howard, P. Moller, "Calculation fission barriers and particle separation energies for nuclei with 76<Z<100 and 140<N<184." At. Data Nucl. Data Tables 25, 1980, p.219-256

18 H.V. Klapdor, "Beta - decay far from stability and it's role in nuclear physics and astrophysics." Max Plank Institute Preprint MPI-1983-vl2.; Prog. Nucl.Part.Phys. 10(1983), p.131

19 B.S. Meyer, W.M. Howard, G.J. Mathews et al. "(3-delayed fission calculations for the astrophysical r-process". in "Nuclei of the line of stability". Proceed, of the 190 meeting of the American Chemical Society, Chicago, Illinois, September 8-13, 1985. ACS symposium series 324. pl50-152.

20 B.S. Meyer, W.M. Howard, G.J. Mathews, K. Takahashi, P. Moller, G.A. Leander, "Beta-Delayed Fission and Neutron Emission Calculations for the Actinide Cosmochronometers.", Phys. Rev. C39, 1989, pl876-1879.

21 Y. Aboussir, J.M. Pearson, A.K. Dutta, F. Tandeur, "Nuclear mass formula via an approximation to the Hartree-Fock method". At. Data Nucl. Data Tables 61, 1995, p. 127-176

22 H.von Groote, E.R. Hilf, K. Takahashi, "A new semiempirical shell correction to the droplet model. Gross theory of nuclear magic". At. Data Nucl. Data Tabl. 17, 1976, p.418-427

23 P. Moller, J.R. Nix, "Nuclei masses from microscopic-macroscopic model." At. Data Nucl. Data Tabl. 39, 1988, p.213-224

24 P.Moller, W.D. Myers, W.J. Swiatecki, J. Treiner. "Finit range droplet model and folded Yukawa single-particle potential". At. Data Nucl. Data Tabl. 39, 1988, p225-234

25 P. Moller, J.R. Nix, W.D. Myers, W.J. Swiatecki. ~ Nuclear Ground-State Masses and Deformations," At. Data Nucl. Data Tabl. 59, 1995, pl82-210

26 P.E. Haustein, D.S. Brenner, R.F. Casten, "Interpolation of atomic systematics in terms of valence shells and simple scheme for predicting masses.". Phys. Rev. C38, 1988, p467-477

27 H. Schatz, A. Aprahamian, J. Gorres et al. Phys. Rep. 294, n4, p. 167(1998), "The endpoint of rp-proces". H. Shatz, A. Aprahamian, B.A. Brown et al, Nucl. Phys. A612, p417-420 (1997).

J. Janecke, P.Masson, "Mass predictions from the Garvey-Kelson mass relations". At. Data Nucl. Data Tabl. 39, 1988, p.265-272

29 Yu.P. Gangrskii, M.B. Miller, L.V. Mikhailov, I.F. Krasnov, "Study of delayed fission of Bk, Es, Md isotopes". Sov. J. Nucl. Phys. v31, 1980, pl62-169

30 W.D. Myers, W.J. Swiatecki, "Nuclear masses and deformations", Nucl. Phys. 81, 1966 , pl-38.

31 A.J. Sierk, "Macroscopic model of rotating nuclei", Phys. Rev. C33, 1986, p2039-2055.

32 N. Auerbach, L. Zamick, D.C. Zheng, "Double Gamow-Teller strength in nuclei" Ann. Phys. 192, 1989, p77-106.

33 P. Vogel, W.E. Ormand, "Spin-Isospin SU(4) symmetry in sd- and fp- shell.", Phys. Re v. C47, 1993, p.623-627.

34 Д.М. Владимиров, «Спин и спин-изоспиновые 1+ состояния деформированных ядер.» Ядерная Физика, т.52, 1990, с.364.

35 P.Franzini, L.A.Radicati Phys. Lett 6, 1963, p322-326.

36 M. Chakraborty,V.K.B. Kota, J.C. Parikh, "What does the Franzini-Radicati mass relationship imply about the Wigner supermultiplet symmetry", Phys. Rev. Lett. 45,1980, p. 1073-1077.

37 Ю.В. Гапонов, Ю.С. Лютостанский."Микроскопическое описание гамов-теллеровского резонанса и коллективных изобарических 1+ состояний сферических ядер". ЭЧАЯ, т.12, вып.6, 1981, стр 1324-1363.

38 P. Van Isacker, D.D. Warner, D.S. Brenner,"Test Of Wigner sspin-isospin symmetry from double binding energy differences". Phys. Rev. Lett. 74, n23 1995, p4607-4610.

39 D.S. Brenner, C. Wesselborg, R.F. Casten et al, "Empirical p-n interactions: global trends, configuration sensitivity and N=Z enhancements." Phys.Lett. B243, 1990, pl-4.

40 H.H. Wolter, A. Faessler, P.U. Sauer, "T=0 proton-neutron pairing correlation in N*Z light nuclei." Phys. Lett. 31B, 1970, p.516-522

41 B.C. Джелепов, JI.H. Зырянова, Ю Г1. Суслов., "Бета процессы.", Л., 1972, 340с.

42 P.G. Hansen, "The beta strength function" Adv. Nucl. Phys., v.7(1973), p. 159-210.

43 B.A. Brown, B.H. Wildental "New effective interactions for p-shell", Ann.Rev Nuck.Part.Sci 38, p20(1988)

44 G.F.Bertsch, H.Esbensen "Pairing effects in nuclear collective motion", Rep.Prog Phys V50,n6, p607(1987)

45 G.Martines-Pinedo, A.Poves, E.Caurier and A.P.Zuker, Phys.Rev. c24,260(1996).

46 J.C. Harrdy,"Towards a reliable method for calculating average radiation width in exotic nuclei.", Phys.Lett B109, (1982),p242-249.

47 A. Gilbert, A.G.W. Cameron, "A composite nuclear level density formula with shell corrections." Can.J.Phys.43, pl446(1965)

48 J.A. MacDonald, J.C.Hardy, H.Schmeing et al, "Tz=l/2 bera delayed proton precursors (I): the decay of 69Se." Nucl.Phys.A288, pl-14(1977)

49 A.E. Berlovich,Yu.N. Novikov, "Delayed fission", Phys. Lett. B29, 1969, pl55

50 Yu.A. Lazarev Yu. Ts. Oganessian, I.V. Shirkovsky, "Observation of delayed nuclear fission in the region of 180Hg", Europhys. Lett., 4(8), 1987, p893-898

51 D.L.Hill, J.A. Wheeler, Phys.Rev., "Fission" 89, 1102(1953)

52 H.L.Hall, "Delayed fission". Ann.Rev.Part.Sci 42, 1992, pl47-175.

53 J.O. Rasmussen, "Alpha decay barrier penetrabilities with an exponential nuclear potential: even-even nuclei". Phys. Rev. 113, pl593-1597(1959).

54 S. Hofmann, "Proton radioactivity" in "Particle emission from nuclei", Vol. II, 1995 p25-72.

55 V.A. Bolshakov, A.G. Dernyatin, K.A. Mezilev, Yu.N. Novikov, A.G. Polyakov, A. V. Popov, Yu. Ya. Sergeev, V.I. Tikhonov, "The Production of Neutron-Rich Heavy Nuclei of Astrophysical Interest at the IRIS Facility" Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B70, 1992, p.69-72

56 Evensen A.H. and Lettry J., "ISOLDE User's Guide" 1995, p240.

57 P.Moller, J.R.Nix, K.-L.Kratz, "rp-process nucleosynthesis at extrem temperature and density conditions.", At. Data Nucl. Data Tables V66, n2, 1997, pl68-215.

58 A. Honkanen,M. Oinonen, K. Eskola et al, "Gas-silicon telescope for charge particle spectroscopy." JYFL preprint 4/1997, p7.

59 B. Blank, S. Andriamonje, S. Czajkowski et al. "New Isotopes from 78Kr fragmentation and the ending point of the astrophysical rapid-proton-capture process". Phys. Rev.Lett. v74, n23, p4611-4614.

60 H. Schatz, A. Aprahamian, J. Garry et al, "The endpoint of rp-proces". Phys. Rep. 294, n4( 1998), p. 167

61 D.E. Alburger, "Halflife of 62Ga, 66As, and 70Br". Phys.Rev. C V18, n4, 1978, pl875-1877

62 R.H. Burch, C.A. Garliardi, R.E.Tribble, "Lifetimes of N=Z nuclei 66As and 70Br". Phys.Rev.C V38, n3, p. 1365-1369(1988).

63 R. Pfaff,D.J. Morrissey, W. Benenson et al, "Particle instability of 69Br". Annual Report of the Michigan State University National Superconducting Cyclotron

Laboratory 1994. p.95-98.; R.H. Burch, C.A. Garliardi, R.E.Tribble, "Lifetimes of N=Z nuclei 66As and 70Br". Phys.Rev.C V38, n3, p. 1365-1369(1988).

64 M. Hirsh,A. Staudt, K.Muoto, H.V. Klapdor-Kleingrohaus, "Microscopic predictions of beta+/EC halflives", At. Data Nucl. Data Tables 53, 1993, p. 165-196.

65 I. Hamomoto, "Beta decay to Gamov-Teller gaint resonances in drip-line nuclei." Nucl.Phys. A577, 1994, p,19c-26c.

66 F. Frisk, I. Hamamoto, and X. Z. Zhang, "Gamov-Teller (3+ decay of deformed nuclei near the proton drip-line." Phys. Rev. C52, 1995, p2468-2477.

67 J.W.Arrison, T.Chapuran,U.J.Huttmeier and D.P.Balamuth Phys.Lett.B 248,39; M.R.Bhat, "A=73", Nucl. Data Sheets 68,1993, p579-585.

68 M.M. King, W.T.Chow,"A=71", Nucl.Datasheets 69,1993, p857.

69 G.T.Ewan, E.Hagberg,P.G.Hansen et al, "Beta-delacay of the Tz=-l/2 mirror nucleus 71Kr." Nucl.Phys.A352, 13 (1981)

70 B.Blank, S.Andriamonje, S.Czajkowski et al, PL B364, 8 (1995),Phys Rev. Lett

71 M.R. Bhat, "A=73", Nucl.Data Sheets 68, 117(1993)

72 G.Audi, A.H.Wapstra, "The 1995 update to the atomic mass evaluation." Nucl.Phys. A565, 1(1993), A595,409(1995)

73 J.Janecke and P.Masson, "Shell-model Coulomb energies with deformation." At. Data Nucl. Data Tables 39, 1988, 265.

74 E.Comay and J.Janecke, "Shell model Coulomb energies", NPA 410, 1983, pl03-114; J.Janecke,E.Comay Phys.Lett MOB, 1, 1984, pl-5.

75 H. Miyatake, K. Ogawa, T. Shinozuka and M. Fujioka, "A shell model study of Gamov-Teller matrix elements in the 0f7/2 shell nuclei." Nucl. Phys. A470, 1987, p328-337.

76 D.R.Semon, M.C.Allen, H.Debjbakhsh et al, "L-forbidden Gamov-Teller [3-decay of 57Cu." Phys. Rev.C53, 1996, p96-104.

77 R.S. Silberberg and C. Tsao. Astrophysical J. Suppl. 25, 1973, p315

78 J.M.DAuria, L.C.Carraz, P.G. Hansen et al, "The N=Z nuclide 74Rb with T,r=l,0+". Phys.Lett. B 66, 1977, p.233-235.

79 S. Shalev, G. Rudstam, "Energy spectra of delayed neutrons from separated fission products. (I) The precursors 85As, 87Br, 134Sn, 134Sb, 136Te and 1371." Nucl.Phys. A230, 1974, p. 153-162.

K.-l.. Kratz", W. Rudolph, H. Ohm et al. "Investigation of beta strength functions by neutron and gamma-rey spectroscopy (I). The decay of 87Br, 1371, 85As and 135Sb. Nucl. Phys. A317, 1979 p335-362.

80 K.-L. Kratz et al, in Proc.Int.Conf. on Nuclei fat from stability, Cargese, Corsica, May 1976, CERN 76-13, p.304-312.

81 K.-L. Kratz, H.Ohm, A. Shroder et al, "The beta-decay of 95Rb and 97Rb." Z.Phys. A 312, 1983 p43-55.

82 A. Schroder, "Dissertation zur Erlanguung des Grades Dr.rer.nat.", Mainz 1983, p82

83 K.-L. Kratz. "Beta- Strength Function Phenomena of Exotic Nuclei: A critical examination of the significance of nuclear model predictions". Nucl. Phys. A417, 1984, p447-453

84 A.A. Shihab-Eldin, W. Halverson, F.M. Nuh et al., "Nonstatistical interpretation of delayed neutron emission - simple shell model approach." Phys. Lett. 69B, 1977, pl43-148

85 A. Staudt, E. Bender, K. Muoto, H.V. Klapdor. "Microscopic calculations of beta decay fare from stability", Z. Phys. A334, 1989, p47-53.

86 H. Ohm, K.-L. Kratz, S.G. Prussen, "The analysis of delayed neutron spectra recorded with 3He ionisation chambers.", Nucl.Instr.Meth. A256, 1987, p.76-83.

O. Tengblad, K.H. Beimer, G.Nyman. "Influence of neutron scattering in the walls of a 3He spectrometer", Nucl. Instr. Meth. A258, 1987, p230-234.

88 T. Iguchi, N. Nakayamada et al., "Neutron spectroscopy using 3He gas ionisation chamber.", Nucl. Inst. Meth. A353, 1994, pl52-155.

89 R.Wohr, B. Pfeiffer, L. Loiss, K.-L. Kratz et al, "High resolution time of flight spectrometry of ß-delayed neutrons", in Mainz 1987 Ann.Rep. p.8

90 Table Of Isotopes, 8th edition, March 1996 by R. Firestone, CD-ROM edition.

91 J.V. Marion, F.C. Young, "Nuclear Reaction Analysis" North-Holland, 1968, p210.

92 D. Bazin, A.C. Mueller, W.D. Schmidt-Ott, "A NE213 neutron detector for lifetime measurements" Nucl. Instr. Meth. A281, 1989, pi 17-127.

93 J.H. Lee, C.S. Lu, "Response function of NE213 scintillatorfor 0.5-6 MeV neutrons measured by an improved pulse shape discriminator" Nucl. Instr. Meth A402, 1998, p. 147-152

94 R.A. Cecil, B.D. Anderson, R. Madey, "Improved Prediction of neutron detection efficiency for hydrocarbon scintillators from 1 MeV to about 300 MeV", Nucl. Instr. Meth. 161, 1979, p.439-443.

95 У.А. Арифов, "Взаимодействие атомных частиц с поверхностью твердого тела.", 1971, с340.

96 L.A. Dietz, J.C. Sheffild, "Secondary electron emissioninduced by 5-30 keV monoatomic ions striking thing oxide films" J. App. Phys. v43(10),1975 , p.4361-4367

97 P. Hornshoj, К. Wilsky, P.G. Hansen, B. Jonson, O.B. Nielsen. "Beta-delayed proton emission from heavy nuclei", Nucl. Phys. A187, (1972),p.609-615

98 P. Hoff, "The population of exited states in residual nuclei via delayed neutrons." Nucl. Phys. A359, 1981, p.9-15

99 R.C. Greenwood, A.J. Caffrey, "Delayed neutron spectra of 93-97Rb and 143-145Cs". Nucl. Sei. Eng. v.91, 1985, p305-317

100 Алхазов Г.Д., Ганбаатор H., Громов и др., "Систематика масс нуклидов, удаленных от полосы бета-устойчивости, в диапазоне массовых чисел А=136-179.", Препринт ЛИЯФ № 1135, ноябрь 1985.

101 P.J. Sellin, P.J. Woods, R.D. Page et al, "The limit of stability of proton-rich Thallium isotopes: A search for the decay of 177T1", Z.Phys A338, p245(1991)

102 K. Heyde, P.Von Isacker, M. Waroquier et al, "Coexistence in odd-mass nuclei". Phys. Rep. 102, n5&6, (1893), p.291-393.

103 Buck В., Merchant A.C., Perez S.M.,"New look at alpha decay of heavy nuclei", Phys. Rev. Lett. 65, (1990), p2975-2982; Buck В., Merchant A.C., Perez S.M., "oc-decay calculations with realistic potential." Phys. Rev. С 45 (1992). p.2247; "Ground state proton emission from heavy nuclei" BuckB., MerchantA.C., PerezS.M., Phys. Rev. С 45 (1992), p. 1688

104 Yu A Lazarev, Yu Ts Oganessian, IV Shirokovsky et al, "Beta-Delayed Fission of Extremely Proton-Rich Nuclei in the Region of Mercury to Polonium." In: Proc 6th Intern Conf on Nuclei Far from Stability + 9th Intern Conf on Atomic Masses and Fundamental Constants, Bernkastel-Kues, Germany, 19-24 July, 1992, R Neugart, A Wöhr, Eds, p 739-743.

105 D.G. Jenkins, S.Chmel, J.F.C. Cocks et al, "Observation of exited states in 182, 183T1",JYFL annual Report 1997, p.43.

106 J.C. Batchelder, K.S. Toth, C. R. Bindham et al, "The alpha-decay properties of 186Bi", Z.Phys, A375, 1997, pl21-122.

107 K.S. Toth, J.C. Batchelder, C.R. Bingham et al, "oc-decay properties of 181Pb", Phys.Rev.C, v53, n5, 1996, p.2513-2515.

108 K.Takahashi, M.Yamada, T. Kondon, "Beta-decay half-lives calculated on the gross theory", At. Data Nucl. Data Tables v. 12, n9, (1973) p. 101-153.

109 K.-L. Gippert, R. Runte,W.-D. Shmidt-Ott et al,"Decay studies of neutron-rich Radium and Actinium isotopes, including the new nuclides 232Ra and 232,234Ac.", Nucl.Phys.A453, (1986), pl-26.

110 P. Moller, J.R. Nix, Atomic Data and Nuclear Data Tables, 1981, v26, p. 165.

111 Gippert K.L., Runte E., Schmidt-Ott W.D., et al. "Decay studies of neutron-rich radium and actinium isotopes, including the new nuclides 232Ra and 232,234Ac". Nucl.Phys. V.A453, 1986,p. 1-14.

112 R.Patnaik, R.Patra and L.Satpathy, "Simple relations for the exitation energies E2 and the transition probabilities B(E2) neightboring doubly even nuclides." Phys.Rev.C12, 1975, p.2038-2042.

1131.L. Izosimov,"Structure of the beta-decay strength function and delayed fission of 232Fr", Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. V56, nl, 1992, p.88-90.