1tom - 0295.htm
О
z
с и
О
ас
О и
_ _ ∙*∙ "
сть ≈ совокупность В. с. я. с энергией, несколько большей энергии уровней праст-полосы. В деформпрон. ядрах нраст-область содержит боковые полосы, основанные на одночаотичных или колебат. возбужденных состояниях ядра (см. Оболочечпая модель ядра, Колебательные возбуждения ядер]. В ираст-области ядро «холодное», т. к. вся энергия ид╦т на образование угл. момента. У средних и тяж╦лых ядер ирает-состояния можно исследовать до 7~b'G, при которых ядро становится неустойчивым относительно деления (см. Деление ядер),
Образование B.C. я. Возникают В. с. я. при многократном кулоновском возбуждении, ядер тяжелыми ионами (до 208РЬ) и в ядерных реакциях с тяж╦лыми ионами (/77> типа (HI; zn, у), г≈1,2... . Второй метод начал применяться с 19G3, когда Морипага (Mori-iraga) и ГЬ Гюгелот (P. Gugelot) впервые (19СЗ) использовали реакцию (ее, 2н) для возбуждения вращат. состояний с 7=12.
Реакция (777; дгп, у) проходит в 3 стадии. Вначале образуется составное ядро с 7=80 и энергией возбуждения £~200 МэВ (для ионов 4°Аг и ядер с ^~120). Далее происходит «испарение» нейтропон (или вылет протонов и а-частиц в случае более л╦гких ядер с низким кулоновским барьером). Каждый нейтрон уносит в среднем Д7~1,5. После испарения нейтронов ядро оста╦тся в возбужденном состоянии с /~60 и 5s»30 МэВ. Из этого вс╦ ещ╦ нагретого состояния ядро «разряжается» тремя каскадами у-кваитов. Первый статпстич. каскад (пренм. El-переходы, см. Мулъггшполъное излучение) с £v ≈10 МуВ переводит ядро в возбужденные состояния с £ty"20 МэВ, 7~35≈40, Далее следуют каскад /£2-нсреходов внутри боковых полос и конкурирующий с ним каскад £1-переходов между уровнями разл. боковых полос. Они переводят ядро в состояния с 7^20 вблизи праст-полосы. Далее третий каскад А"2-пореходов происходит между состояниями основной и боковых ираст-полос. Время с момента образования составного ядра до момента заселения уровней с 7-20 т≈10 пс.
Методы исследования. При больнюй энергии возбуждения плотность уровней вблизи праст-полосы велика. Поэтому есть огромное число путей у-раснадл ядра. Засел╦нность уровней с большими £ к I невелика, и у-кванты образуют сплошной спектр. Он имеет максимум при £у <2МаВ, соответствующий переходам в нрас-т-области, и экспоненциально спадающую часть при больших энергиях. Осн. информация о В. с. я. с 7^30 заключена в максимуме с £у ≈1,5≈2,0 ЛЪВ.
Конкуренция Е2- и £1-переходов в праст-области приводит к тому, что разл. пути распада сходятся в интервале 7≈20≈30 (в зависимости от тина реакции). Поэтому насел╦нность уровней с меньшими 7 становится достаточно большой для получения разреш╦нных линий третьего каскада, образующих дискретный спектр у-кнантов. Он позволяет установить энергии уровней к основной и пек-рых боковых ираст-полосах вплоть до 7-20-31).
Угл. момент составного ядра ориентирован в плоскости, перпендикулярной падающему пучку ионов, что обеспечивает анизотропию у-излучения (~0,8≈0,9 для уровней с 7≈20≈3D). Измерение угл. распрю деления у-квантон позволяет определить мультшюлыюстц переходов и 7 уровней (см. Гамма-излучение).
Для измерения времени жизни В. с. я. используется Доплера эффект. Ионы 40Аг (и более тяжелые) выбивают составное ядро па тонкой митнепи в вакуум, где его скорость может достигать 0,02с, у-кванты, испущенные этим ядром, испытывают дпплсронскоо смещение, если ядро не успеет попасть в поглотитель, поставленный на пути ядер отдачи. Ядра, попавшие в поглотитель, испустят у-кванты без доплеронского смещения. Измеряя долю последних и передвигая поглотитель (т. о. изменяя время прол╦та ядра отдачи), определяют время жизни уровня. Использование ионов
тяжелее ядра-мишени увеличивает точность измерения времени жизни В. с. я., что позволяет судить об изменении внутр. квадрупольного момента во вращат, полосе.
Макс. угл. момент /└, к-рый можно передать ядру в реакциях с тяж╦лыми попами, ограничен неустойчивостью составного ядра относительно делении. С увеличением 7 барьер деления В уменьшается н обращается в 0 при 7≈70; 70 зависит от А (рис. 2). Выше кривой #^0 ядро теряет угл, мо-мент: правее в процессе деле-нля, левее преим. за сч╦т испарения нуклоиови ct-час-тиц. Ниже кривой 7? = 0 7 уменьшается в процессе испарения нейтронов и излучения у-квантои. Сказанное справедливо для ядра в ыраст-состояниях. В реакции с тяж╦лыми ионами ядро с 40 большим 7 образуется в «на-
5-3
Рис. 2. Злписимпсть максимального угмюного момента/ц ЛД('Р от их массового числа в капельной модели ядра.
300 А
гретом» состоянии, и:* к-рого деление может идти даже при #>0, В этом случае 70 определяется по кривой Я=8 МэВ.
Изучение уровней ядра в праст-областп (п р а с т-спектроскопия) установило, что шютность. уровней в области 7≈20 и £~5 МоВ порядка одпочас-тлчпон плотности уровней вблизи основного состояния ядра (для той же энергии плотность уровней с малыми / в 104 раз больше). Это дел нот доступным измерений энергий и мультннолыюстей -у-пср^од00) гиромагнитных отношений ядра и т. п.
Угловой момент В. с. я. обусловлен коллективным вращением ядра шУ (J ≈ момент инерции ядра, ь> ≈ частота вращения) и орбитальным движением нуклонов, угл. момент к-рых ,?' ориентируется вдоль оси вращения ядра под действием силы Корлолиса:
В соответствии с этим в ядре различают 2 момента инерции; кинематический
пш
(2)
и динамический
3
д
-1
= t V 61
(JK и /д аналогичны кииематпч. и дипамич. эффективным массам олектрона, движущегося is кристаллич» реш╦тке). Если энергия вращения £≈7-, то Ук ≈7Д. Если же часть 7 обусловлена орбитальным движением нуклонов, то энергия врап^сния ┬ ~ (I≈ i)~. В jTOii случае;
Jx = ^rj-J\\ (4)
Второе слагаемое в (!) связано с кваннчастичнымц возбуждениями во вращаюл1,емся ядре* Cjt;ia Кориоли-са стремится ориентировать угл. моменты j нуклонов вдоль оси вращения, прич╦м уменьшение энергии связи (корреляции) пары нуклонов комиедсируотс-н увеличением энергии кориолисова взаимодействия. Частота вращения ядра определяется соотношением;
д!
_£ (7-2)],
(5)
где £(!} ≈ энергия вращения для момента 7, £(7≈ - для (7-2).
")
}
