Введение к работе
I. Актуальность проблемы.
Существенный прогресс в физике деления атомных ядер связан с созданием и последующим интенсивным использованием модели двугорбого барьера деления. До последнего времени в рамках этой модели традиционно рассматривались такие характеристики процесса деления как сечения, угловые распределения выхода осколков и др., являвшиеся интегральными по времени величинами. С другой стороны, исследование развития ядерного процесса во времени путем измерения такой его характеристики как длительность протекания, открывает новые перспективы изучения динамики прохождения ядром двугорбого барьера деления, так как наличие квазистационарных переходных состояний делящегося ядра во второй потенциальной яме отражается на временных характеристиках его распада. Это проявляется, в частности, в существовании временной задержки, обусловленной временем жизни возбужденных состояний во второй потенциальной яме и связанной с параметрами двугорбого барьера деления, а также с плотностью возбужденных состояний во второй потенциальной яме. Таким образом, экспериментальное определение длительности вынужденного деления тяжелых ядер позволяет получать информацию о параметрах двугорбого барьера деления и о плотности возбужденных состояний делящегося ядра при болыдих деформациях в широком диапазоне энергии возбуждения. Эти данные, как правило, не могут быть получены на основе традиционных характеристик. Необходимо отметить, что для ядер изотопов протактиния и тория расчетные значения параметров барьера деления не согласуются с экспериментальными данными и практически отсутствует экспериментальная информация о глубине второй потенциальной ямы.
Эта ситуация получила название "ториевой аномалии". При анализе экспериментальных данных по длительности деления тяжелых ядер до сих пор использовалось предположение о заселении возбужденных состояний во второй потенциальной яме вследствие диссипации кинетической энергии коллективного движения. Вопрос о вероятности заселения возбужденных состояний второй потенциальной ямы до настоящего времени оставался открытым.
Цель работы.
Основной целью данной работы являлось экспериментальное обнаружение временной задержки в делении возбужденных ядер изотопов протактиния, которая связывается с временем жизни возбужденных состояний во второй потенциальной яме. Ставились также задачи исследования зависимости величины указанной задержки от конкретных параметров двугорбого барьера деления и получения на ее основе данных об абсолютных значениях плотности уровней во второй потенциальной яме и глубине второй потенциальной ямы исследуемых ядер изотопов протактиния. В настоящей работе решалась также задача расчета вероятности заселения возбужденных состояний во второй потенциальной яме актинидных ядер.
Научная новизна работы.
Впервые получены экспериментальные данные о длительности деления возбужденных ядер "*»*"ра^ образующихся в реакции a"ThCd,xnD в результате каскадной эмиссии нейтронов из возбужденных ядер в диапазоне энергий дейтронов Е =8.0+15. 5 МэВ.
В рамках статистической теории ядерных реакций и модели двугорбого барьера деления выполнен анализ экспериментальных
- 4 -1нных по длительности распада возбужденных ядер 232>233ра
Впервые обнаружена временная задержка в реакции деления ,2'"эРа, обусловленная временем жизни возбужденных состояний горой потенциальной ямы.
На основе экспериментально полученных зависимостей величины эеменной задержки деления возбужденных я^дер 232'а"ра от энергии эзбуждения определены абсолютные значения плотности уровней во горой потенциальной яме в диапазоне внутренних энергий эзбуждения от 6.0 до 14.0 МэВ и значения глубины второй инициальной ямы указанных ядер.
Проведен анализ экспериментально полученных зависимостей эсолютных значений плотности уровней во второй потенциальной яме р энергии возбуждения в рамках феноменологической модели гатности уровней. Показано, что для описания экспериментальных шных по плотности уровней во второй потенциальной ямы 232'233ра рамках этой модели необходимо предположение о нарушении ссиальной и зеркальной симметрии формы ядра в возбужденных эстояниях второй потенциальной ямы.
В рамках диффузионной модели деления атомных ядер показано, го для актинидных ядер возбужденные состояния второй инициальной ямы заселяются вследствие диссипации кинетической іергии коллективного движения с вероятностью, близкой к единице.
іучное и практическое значение работы.
Обнаружена временная задержка в делении возбужденных ядер, іусловленная наличием конечного времени жизни возбужденных >реходных состояний делящегося ядра во второй потенциальной яме.
Экспериментальное исследование временных характеристик
- 5 -распада возбужденных ядер "«-""ра позволило получить информацию об абсолютных значениях плотности уровней во второй потенциальной яме и параметрах барьера деления. Получение подобной информации иными традиционными способами является затруднительным.
В рамках диффузионной модели получены значения вероятности заселения квазистационарньпс состояний второй потенциальной ямы для актинидных ядер.
Результаты определения абсолютных значений плотности уровней во второй потенциальной яме, глубины второй потенциальной ямы и вероятности заселения возбужденных состояний во второй потенциальной яме могут послужить основой для дальнейшего совершенствования существующих теоретических представлений о характере зависимости плотности уровней атомных ядер от энергии возбуждения, а также для проведения взаимосогласованного анализа большой совокупности экспериментальных данных, относящихся к процессу деления.
Результаты расчетов вероятности заселения возбужденных состояний второй потенциальной ямы могут быть полезными при экспериментальном исследовании длительности процесса деления возбужденных актинидных ядер, а также при анализе энергетической зависимости делимостей атомных ядер.
На защиту выносятся следующие положения.
1. Результаты измерения методом теней эффекта конечного времени
жизни в реакциях a"Th+d при энергиях дейтронов в диапазоне от 8
до 15.5 МэВ.
2. Результаты определения средней длительности деления
возбужденных ядер а«'*эара в диапазоне энергий возбуждения
,14) МэВ.
Теоретический анализ длительности вынужденного деления ядер 1,233Ра в рамках модели двугорбого барьера деления с учетом змени жизни возбужденных состояний второй потенциальной ямы.
Экспериментальное обнаружение временной задержки вынужденного гения *"<г"ра.
Результаты определения абсолютных значений плотности уровней во эрой потенциальной яме ядер "2>"3ра в диапазоне энергий эбуждения от б до 14 МэВ и их теоретический анализ в рамках юменологической модели плотности уровней.
Теоретический анализ вероятности заселения возбужденных зтояний во второй потенциальной яме актинидных ядер, выполненный замках диффузионной модели деления.
эобация работы.
Основные результаты диссертационной работы докладывались на учных семинарах НИИЯФ МГУ, ИЯИ АН Украины Сг. Киев); были эдставлены на XXXIX, XL, XLI Всесоюзных совещаниях по ядерной эктроскопии и структуре атомных ядер (Ташкент 1989 г. , Ленинград 30 г., Минск 1991 г.), на Международной конференции по атомным элкновениям в твердом теле СДания, 1989 r.D, на XVIII и XIX эсоюзных совещаниях по физике взаимодействия заряженных частиц с металлами СМосква 1988г., 1989г.), на Международной эле-семинаре по физике тяжелых ионов С Дубна, 1993 г.).
эликации.
По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ /1-12/.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Она содержит 71 страницу машинописного текста, 19 рисунков, 7 таблиц и список литературы из 145 наименований. Всего 113 страниц.