原子核β衰变寿命经验公式

基于β衰变的费米理论,提出一个计算原子核β衰变寿命且不含自由参数的经验公式.通过引入奇偶效应、壳效应以及同位旋依赖,新提出的经验公式显著改进了对原子核β衰变寿命的预言精度.对于寿命小于1 s的原子核,新经验公式的预言结果与实验寿命常用对数的均方根偏差降至0.220,这比不含自由参数的经验公式提高约54%,甚至优于目前已有的其他经验公式和微观的准粒子无规相位近似方法.在未知核区,新经验公式预言的轻核区原子核的β衰变寿命一般短于各微观模型的预言结果,而其预言的重核区原子核的β衰变寿命与各微观模型预言结果基本一致.进一步采用新经验公式预言了核素图上丰中子原子核的β衰变寿命,为r-过程的模拟提供了寿命输入.

贝叶斯神经网络方法对原子核β衰变寿命的研究

β衰变寿命是原子核的基本物理性质之一,在原子核物理与核天体物理中都起着重要作用。本文利用贝叶斯神经网络(Bayesian Neural Network,BNN)方法预测原子核的β衰变寿命及其不确定性。研究发现,在神经网络输入层引入β衰变能以及与原子核对效应相关的物理量,并采用β衰变寿命的对数作为网络输出,可以显著提高学习精度。对于寿命小于1 s的原子核,其预言精度约为0.2个数量级,取得了与BNN方法学习β衰变寿命的实验值和理论值的对数之差相当的精度。当外推至未知核区,其预言的β衰变寿命在误差范围内与其他理论模型的结果符合较好,尤其是对于Z≳50的原子核。

原子核β衰变释放四个粒子模式首次发现

据报道,科学家首次观测到一种新的衰变模式。在这种衰变中,氧的一种较轻的形式,即氧-13(有8个质子和5个中子),通过分裂出3个氦核(一个没有周围电子的原子)和1个质子而衰变。这项研究发表在最新一期《物理评论快报》杂志上。此前,科学家观察到一种有趣的放射性衰变模式——β+衰变。其中,质子转化为中子,并通过发射正电子和中微子来释放部分产生的能量。在最初的β衰变之后,产生的原子核有足够能量来“蒸发”额外的粒子,使自己更稳定。

核电站β表面污染监测仪校准源的选取

通过对3种堆型核电站大修期间现场系统设备辐射测量,确定了核电站主要存在的放射性核素种类及伴随β射线能量范围。实验测量了核电站目前使用的部分β表面污染监测仪对不同能量β射线的表面活度响应特性,发现核电站β表面污染监测仪测量结果使用^(90)Sr-^(90)Y放射源的表面活度响应或校准因子修正,会导致测量的表面污染水平偏低。根据核电站存在的β射线能量分布范围,建议核电站β表面污染监测仪测量结果采用^(204)Tl或^(36)Cl的表面活度响应值或校准因子修正。

NaI(Tl)晶体探测器对β^+粒子湮灭产生的γ探测效率

利用蒙特卡洛方法计算了NaI(Tl)晶体探测器对MarinelliBeaker容器中β+ 衰变气体衰变后β+粒子湮灭产生的γ的总探测效率。计算中 ,由于考虑了β+ 粒子的湮灭几率与物质密度相关这一因素 。

^(16)O(α,γ)^(20)Ne反应的实验研究

讨论了目前16O(α ,γ) 2 0 Ne反应的实验研究工作 ,并对2 0 Na β+—→2 0 N →16O +α的β+ 缓发衰变α能谱的相对强度值同文献进行了比较 ,讨论了低能激发能级、共振强度及其对共振截面的贡献、S因子的理论研究 .

^7Be在Pd和Au中衰变率变化的相对测量

将HI-13串列加速器次级束流线产生的放射性核素7Be分别注入到Pd和Au中,利用两个高纯锗探测器同时测量7Be EC衰变核素7Li第一激发态放出的478 keVγ射线产额随时间的变化,发现7Be在Pd中的衰变率比在Au中大(0.8±0.2)%,并讨论了衰变率差别与这两种材料的电子亲合势及有效电子密度的关系。

用正电子湮没技术研究黄玉的辐照变色机理

通过对天然无色黄玉、快中子辐照变色黄玉、高能电子辐照变色黄玉以及辐照变色黄玉退火过程的正电子湮没寿命谱的对比分析研究,结果表明:中子、电子辐照均不同程度地在黄玉中产生了相当数量的缺陷。从而造成黄玉的变色,而辐照变色黄玉高温退火后,相当数量的缺陷消失,从而导致改色后黄玉的退色。在此基础度上对黄玉的呈色机理作了探讨,并对黄玉的改色工艺作了大胆的预测。

利用磁谱仪测量^(90)Sr-^(90)Y放射源的β衰变能谱

利用近代物理实验中的磁谱仪测量了90Sr-90 Y放射源的β衰变能谱.得到的能谱和普遍的β衰变能谱相似;得到的β射线最大能量与平均能量比值和文献中给出的一些放射源的比值接近,这些都说明了该实验测量数据的可靠性.运用库里厄(Kurie)图,研究了此放射源的β衰变能谱,得到的跃迁性质和能级自旋宇称与此放射源已有的数据相吻合,说明在近代物理实验中能够利用磁谱仪测量原子核的β衰变能谱、研究原子核的跃迁性质和能级自旋宇称.

宇宙核钟

以很长半衰期 ( 4 2× 1 0 9a)的 β-衰变的 187Re- 187Os核对作为大尺度的宇宙核钟来量度宇宙的年纪 ,是近代天文学与核物理学相结合的又一典范 .这种宇宙时钟是利用裸核 187Re与它的衰变子体 187Os同位素在共生矿中天然含量的比值来测定时间的 .利用 187Re裸核的半衰期通过核物理计算可对中性

束缚态β^-衰变及其天体物理意义

束缚态β-衰变是一种特殊的弱相互作用衰变模式,对某些高电离态重原子的β-衰变有重要或决定性的贡献.从理论和实验两方面介绍了束缚态β-衰变研究的进展及其对恒星中的慢中子俘获过程和187Re 187Os宇宙核钟的影响.

原子核的裂变、衰变与核群子结构参数间关系

在原子核结构理论中核素的裂变、放射性同位素的 β+、β-等衰变机理的研究占很重要的地位。到目前为止 ,没有一完整的理论来解释各种现象 ,如对称、不对称裂变等。从核素的群子结构出发首次研究了U2 3 5 92 1 4 3 、Th2 3 2 90 1 4 2 、Bi2 0 9 83 1 2 6 裂变机制。其中U2 3 5 92 1 4 3 在一个热中子的冲击下发生不对称裂变 ,其根源在于核群子结构的剧变 ,(PB) 41(PB2 ) 51B (P2 B3) 4 0 (PB2 ) 12 有密切关系 ;Th2 3 2 90 1 4 2 在α粒子冲击下也发生不对称裂变 ,其原因同样可用原子核群子结构的不对称性加以解释。至于Bi2 0 9 83 1 2 6 在α粒子冲击下发生对称裂变 ,是与核素中出现比较单一的激活态群子结构有密切关系。还详细考察了各种放射性元素发生 β+、β-衰变与核群子结构之间的关系 ,进一步证实了核群子结构的存在同样是这些衰变的根源。

^(130)Ce(EC+β^+)衰变研究及其放射化学分离

利用兰州SFC加速的16O束轰击同位素118Sn ,由熔合蒸发 4n反应产生目标核13 0 Ce。为了消除本底干扰并指定13 0 Ce核 ,采用溶剂萃取法对He - jet带传输系统从靶室传输出来的反应产物进行了离线分离与纯化。将目标核13 0 Ce从大量的靶材料、反应产物及母核中分离出来 ,快速制成薄源后在铅室中进行γ单谱测量及X -γ、γ -γ符合测量。从化学分离后的产物中观察到了半衰期为 2 2 .9min的 10 8条γ射线 ,其中 10 7条是新发现的 ,该活性被指定为13 0 Ce。在此基础上 ,进一步研究这些γ线的级联关系 ,建立了缺中子同位素13 0 Ce较完整的 (EC + β+ )衰变纲图。为118Sn(16O ,4n) 13 0 Ce反应体系建立的放化分离流程的分离时间仅 10min ,化学产额大于70 %。化学分离除去 98%以上的核反应生成的13 0 La ,对其它杂质的去污完全满足13 0 Ce(EC + β+ )衰变研究的要求。

^(101)Tc衰变的研究

采用γ -γ -t(HpGe -HpGe) 3参数快慢符合谱仪研究了10 1Tc β-10 1Ru的衰变 ,利用符合测量结果修正了10 1Tc β-10 1Ru的衰变纲图。实验首次观测到 174 .91、2 2 6.0 2、312 .4 0、4 0 8.77、4 17.91keV的γ射线 ,并确认其跃迁位置 ,同时确定了 616.3keVγ射线的跃迁位置。计算了各能级的β- 衰变强度和logft值。

^(230)Ac的β延发裂变

用 6 0MeV/u18O离子轰击ThO2 ,通过多核子转移和靶的耗散碎裂反应产生2 3 0 Ra。利用放射化学分离技术 ,将镭与钍及其它反应产物分离并制备成薄镭源。该源对云母裂变径迹探测器暴光 ,用高纯锗探测器测量镭源的γ活度 ;用氢氟酸溶液对云母箔进行蚀刻 ,使用光学显微镜观测云母箔中的裂变径迹。首次观测到了可能来自2 3 0 Acβ延发裂变的两个事件 ,获得它的 β延发裂变几率为 (1 19± 0 85 )× 10 -8。

恒星环境下β衰变中相空间函数的修正

对恒星环境下β衰变的相空间积分进行了讨论.计算中考虑了Fermi函数、形状修正因子、子核反冲效应这几个方面对相空间积分的影响,以10C(βt)10N反应为例给出了不同温度下电子的Fermi-Dirac分布对相空间积分的影响.结果表明:低温下电子的Fermi-Dirac分布对相空间积分的影响很小,可以忽略;高温下电子的Fermi-Dirac分布对相空间积分的影响较明显.因此在恒星环境下讨论温度的影响是很必要的.所推导的方法不仅适用于精确求解β衰变的相空间积分,还可以推广到其他弱相互作用的相空间积分的计算.

在Be和Au中^7Be半衰期差别的测量

用两套γ谱仪精确测量了注入到天然铍和天然金中的7Be发生电子俘获的半衰期。实验测得,天然铍中7Be的半衰期为53.275(25)d,在天然金中为53.270(19)d。在0.12%的实验测量精度下,未观测到7Be半衰期在这两种材料中的差异。结果表明:注入在不同材料中7Be半衰期的变化不能仅从被注入材料的电子亲合势的差异考虑,还要考虑材料晶格结构的影响。

天然Pt和Al对比材料中^7Be衰变率差别的测量

将HI-13北京串列加速器次级束流线产生的放射性核素7Be分别注入到天然Pt和Al中,利用两个高纯锗探测器同时测量7Be经由7Li第一激发态衰变后跃迁到基态产生的478keVγ射线产额随时间的变化,结果在实验误差范围内(<0.14%)没有发现7Be衰变率在Pt与Al中有明显差别,讨论了这两种材料的电子亲和势及有效电子密度与EC衰变率的关系。

^7Be在Au中衰变率的精确测量

对在通常实验室环境下注入到Au中的7Be发生电子俘获的半衰期进行测量。共测量4.8个半衰期,测得T1/2=(53.245±0.003)d。此测量结果可作为研究7Be衰变率随环境不同而发生变化时的参照值。

^(196)Bi的ε+β^(+)衰变数据评价

重新分析实验数据后，给出了￣（１９６）Ｂｉ￣ｇ和￣（１９６）Ｂｉ￣ｍ的ε＋β￣＋的衰变纲图。