基于CaF2靶样的加速器质谱测量生物样品中41Ca的方法研究

为满足⁴¹Ca生物示踪样品测量的需要, 在北京HI-13串列加速器质谱(Accelerator Mass Spectrometry, AMS)系统上建立了以CaF₂为靶样的⁴¹Ca AMS分析方法.生物样品和⁴¹Ca标准样品经过化学分离和纯化, 制备成CaF₂作为靶物质. AMS测量⁴¹Ca时, 离子源引出CaF₃-负离子, 膜剥离后的电荷态选择为7⁺态, 加速器端电压选定为8.5MV, 用充有140mbar P10气体的多阳极电离室探测⁴¹Ca. 结果显示探测器可实现对⁴¹Ca与同量异位素干扰⁴¹K的分辨, 粒子谱中⁴¹K的计数率很低,对⁴¹Ca不形成干扰. 对制备的4个标准样品(⁴¹Ca/⁴⁰Ca在1.785×10^－8—1.750×10^－10范围)的测量结果显示⁴¹Ca/⁴⁰Ca绝对测量值与标称值之间的线性关系良好(r²=0.997),经⁴¹Ca/⁴⁰Ca为1.785×10^－8的标准样品归一化后, S2, S4两个标样的测量值与标称值吻合较好, 但标样S3的测量值与标称值有较大偏离. 估计生物样品的⁴¹Ca/⁴⁰Ca本底值低于8.2×10^－13.     

τ衰变中米歇尔(Michel)参数的测量

分析北京谱仪(BES)收集的4.03GeV质心系能量下e⁺e^－对撞数据,选出e⁺e^－→τ^±τ⁺→e^±X⁺v′S事例,X^±可以为μ^±,τ^±,ρ^±,拟合τ→ev′s中电子的能谱,得到τ→ev′s中Michel参数为ρ_τ→e=0.705,此结果与标准模型的预言相符合.     

130Nd和140Tb的EC/β+衰变研究

利用能量为170MeV左右的³⁶Ar重离子束轰击⁹⁶Ru和¹⁰⁶Cd浓缩同位素靶,分别生成缺中子同位素¹³⁰Nd和¹⁴⁰Tb.借助氦喷嘴带传输系统,用X–γ和γ–γ符合方法,分离鉴别了这两种核素,并进一步测定了它们的衰变性质.得到¹³⁰Nd的半衰期为(13±3)s,首次建议了它的EC/β+衰变纲图,推测了其子核¹³⁰Pr的基态和低位能级的自旋宇称.修订了¹⁴⁰Tb的原有极简单的EC/β⁺衰变纲图并指认¹⁴⁰Tb的基态自旋宇称为7⁺.     

13.5-14.6MeV中子能区锶同位素反应截面的测量

在13.5—14.6MeV中子能区用活化法测量了⁸⁴Sr(n, 2n)⁸³Sr,⁸⁶Sr(n, 2n)^85mSr, ⁸⁶Sr(n, 2n)⁸⁵Sr,⁸⁸Sr(n, 2n)^87mSr, ⁸⁴Sr(n, p)⁸⁴Rb, ⁸⁶Sr(n, p)⁸⁶Rb,⁸⁸Sr(n, p)⁸⁸Rb和⁸⁸Sr(n, α)^85mKr的 反应截面值, 以⁹³Nb(n, 2n)^92mNb反应截面为中子注量标准, 并且将测量值和收集到的文献值做了比较.     

氮化钒的选态双色可见紫外共振增强光电离和脉冲场光电子研究 (cited: 4)

对气态氮化钒(VN)分子在光子总能量为56900～59020 cm^-13∏0, v'=0)的单转动态, 然后再被紫外激光电离．这样的双色激光模式可以测量电子态、振动态和转动态都被选择和解析的氮化钒阳离子VN⁺(X²△; v⁺=0, 1, 2)光谱． 通过对转动解析的PFI-PE光谱模拟分析, 确定J⁺=3/2为基态离子态的最低转动能级, 从而确认VN⁺的基态电子态为²△_3/2．通过对VN+(PFI-PE)光谱的分析得到如下物理量的精确数值：VN⁺(X²△_3/2)的绝热电离能为IE(VN)=56909.5±0.8 cm^-1(7.05588±0.00010 eV),振动常数ω_e⁺=1068.0±0.8 cm^-1,反常振动常数ω_e⁺χ_e⁺=5.8±0.8 cm^-1;VN⁺(X²△_3/2)的转动常数B_e⁺=0.6563±0.0005 cm^-1,α_e⁺=0.0069±0.0004 cm^-1,平衡键长为1.529 ?;VN⁺(X²△_5/2)的转动常数B_e⁺=0.6578±0.0028 cm^-1,α_e⁺=0.0085±0.0028 cm^-1,平衡键长为1.527 ?;X²△_5/2,3/2自旋轨道耦合常数A=153.3±0.8 cm^-1     

14C激发态中子晕

利用¹³C(d,p)¹⁴C反应实验数据,抽取转移反应重叠函数渐近归一化常数,计算了¹⁴C的1^－和0^－激发态的最后一个中子的密度分布的均方根半径和在核外的几率.研究结果表明,¹⁴C的1^－和0^－激发态为中子晕态.     

η-24Mg和η-32S介核的束缚态

η-²⁴Mg和η³²S分别被看作为¹²C-η-¹²C和¹⁶O-η-¹⁶O三体系统,利用Born-Oppenheimer近似方法,先严格求解η介子相对于¹²C+¹²C(¹⁶O+¹⁶O)运动的双中心问题,再求解¹²C+¹²C(¹⁶O+¹⁶O)的相对运动方程.假设η-¹²C和η-¹⁶O相互作用为S波可分势,在上述情况下计算了η-²⁴Mg和η-³²S的结合能,所得计算结果与其它模型计算结果相接近.     

新核素65Se半衰期的首次实验测定

根据⁴⁰Ca(²⁸Si,3n)反应中观测到的⁶⁵Seβ延迟质子衰变实验数据,拟合计算粒子望远镜对运动放射源的绝对探测效率,精确测定了⁶⁵Se的半衰期为9.6ms,其β延迟质子能量为3.70±0.08MeV,由此修订了⁶⁵Se的部分衰变纲图.     

入射能量为5.1MeV中子58Ni(n,α)55Fe反应截面和出射粒子角分布测量

用屏栅电离室测量了入射中子能量为5.1MeV的⁵⁸Ni(n,α)⁵⁵Fe核反应的α粒子角分布,²³⁸U裂变电离室作中子注量率的测量,测得该能点⁵⁸Ni(n,α)⁵⁵Fe的总截面为(47.4±5.0)mb.用中国核数据中心推荐的理论计算程序UNF计算了在1—8MeV能区⁵⁸Ni(n,p)⁵⁸Co,⁵⁸Ni(n,α)⁵⁵Fe的反应截面和入射中子能量为5.1MeV的⁵⁸Ni(n,α)反应角分布.理论和测量数据的比较说明,用复合核模型来描写该能点的角分布是可行的.     

14MeV中子硒同位素反应截面的测量

在14MeV中子能区用活化法测得了⁸²Se(n,2n)^81m,gSe, ⁷⁶Se(n,2n)⁷⁵Se,⁷⁸Se(n,p)⁷⁸As,⁷⁶Se(n,p)⁷⁶As,⁷⁴Se(n,p)⁷⁴As和⁸⁰Se(n,α)⁷⁷Ge反应截面值, 以⁹³Nb(n,2n)^92mNb反应截面为中子注量标准, 并且将测量值和收集到的文献值进行了比较.     

新重丰中子同位素175Er的合成和γ衰变

用14MeV中子轰击天然镜靶,通过¹⁷⁶Yb(n,2p)¹⁷⁵Er反应,首次合成了新同位素¹⁷⁵Er.利用γ(X)谱学方法,对¹⁷⁵Er的活性进行了观测,发现了能量为76.5,120.9,123.7,128.5,227.3,234.0,281.4,1167.5keV半衰期为1.2±0.3min的八条新γ射线,并指定为¹⁷⁵Er的β-衰变.建立了¹⁷⁵Er的部分衰变纲图.     

对质子滴线核19Na的β延迟质子衰变的首次观察

由²⁰Ne(P,2n)¹⁹Na反应,对质子滴线核¹⁹Na进行了研究,实验在中国科学院高能物理研究所质子直线加速器上进行,首次观察到了¹⁹Na的β延迟质子衰变,测定其质子能量为1.10±0.08MeV,半衰期为47±20ms,它相应于¹⁹Na基态到¹⁹Ne的7.62MeV、T=3/2同位旋相似态的超允许β跃迁和由此态到¹⁸F基态的级联质子衰变.     

用HI-13串列加速器质谱装置测量182Hf的研究

¹⁸²Hf的半衰期为(8.90±0.09)Ma, 是一个接近灭绝的放射性核素. 超新星爆炸是自然界中已知的惟一能产生¹⁸²Hf的途径. 因此¹⁸²Hf是研究近1亿年来在地球附近可能发生的超新星事件的理想核素. 另外, ¹⁸²Hf是核工程中特别感兴趣的一个长寿命放射性核素. 精确测量超痕量的¹⁸²Hf对反应堆的设计和核天体物理学以及其他研究领域都是非常重要的. 用加速器质谱有可能实现对超低含量¹⁸²Hf的测量. 在中国原子能科学研究院的HI-13加速器质谱装置上对¹⁸²Hf的测量方法以及样品的化学去钨方法进行了研究, 分别得到了空白样品以及系列标准样品的¹⁸²Hf和¹⁸³W的能量-飞行时间双维谱. ¹⁸²W对¹⁸²Hf计数的贡献是通过测量¹⁸³W的计数归一扣除的. 目前本工作对¹⁸²Hf的测量灵敏度为4.15±10^－11 (¹⁸²Hf/¹⁸⁰Hf比值).     

17C反应截面测量及有限力程Glauber模型分析

用透射法测量了能量为79AMeV的¹⁷C在¹²C反应靶上的反应截面;利用有限力程Glauber模型对¹⁷C的密度分布进行了分析.由高能区(965AMeV)相互作用截面数据分析认为¹⁷C具有谐振子密度分布,但拟合本实验结果及高能区实验数据发现,¹⁷C的中子密度分布中存在一个尾巴;假设¹⁷C密度为芯核加单粒子密度分布形式,分析认为¹⁷C的价中子主要处于1d5/2?轨道.     

35MeV/u 36Ar+112,124Sn反应中中等质量碎片关联函数的入射道依赖

³⁶Ar+^112,124Sn反应中小角关联出射的中等质量碎片(IMF)约化速度关联函数. 结果表明³⁶Ar+¹²⁴Sn反应系统中的约化速度关联函数在小约化速度处的反关联程度比³⁶Ar+¹¹²Sn反应系统中的强, 表现出明显的入射道依赖性. 考察出射粒子对的单核子总动量时, 发现这种差异主要来自于高动量粒子对的贡献. 用三体弹道理论模型MENEKA分别计算了两个系统的IMF发射时标, 在³⁶Ar+¹¹²Sn反应系统中约为150fm/c, 而在³⁶Ar+¹²⁴Sn反应系统中, 约为120fm/c. 同位旋相关的量子分子动力学计算表明, ³⁶Ar+¹²⁴Sn系统中IMF的发射时间谱比³⁶Ar+¹¹²Sn系统略有前移, 相应地, 其中心密度从最高点随时间的下降亦比³⁶Ar+¹¹²Sn系统略快.     

13.5—14.6MeV中子能区镓的同位素反应截面的测量

报道了在13.5—14.6MeV中子能区用活化法以⁹³Nb(n,2n)^92mNb反应截面为中子注量标准测得的⁶⁹Ga(n,2n)⁶⁸Ga,⁶⁹Ga(n,p)^69mZn,⁷¹Ga(n,p)^71mZn和⁷¹Ga(n,n′α)⁶⁷Cu的反应截面值.由(13.5±0.2),(14.1±0.1)和(14.6±0.2)MeV中子引起的⁶⁹Ga(n,2n)68Ga反应截面值分别为(794±31),(869±35)和(986±39)mb,⁷¹Ga(n,n′α)⁶⁷Cu反应截面值分别为(1.3±0.1),(1.7±0.1)和(2.5±0.1)mb.在中子能量为(14.1±0.1)MeV能量点,⁶⁹Ga(n,p)^69mZn反应截面值为(21.5±1.0)mb,⁷¹Ga(n,p)^71mZn反应截面值为(12.4±0.7)mb.单能中子由T(d,n)⁴He反应获得.文中还列举了尽可能收集到的数据以作比较.     

中性和带D介子单举半轻子(电子)衰变分支比的测量

利用北京谱仪(BES)在北京正负电子对撞机(BEPC)e⁺e^－对撞质心系能量为4.03GeV处收集的积分亮度为22.3pb^－1的数据,测量了带电及中性D介子的单举半轻子(电子)衰变的分支比.分析中采用了“联合D⁰和D⁺单双标记”的方法,测得D^－和D⁰单举半轻子(电子)衰变的分支比分别为BF(D^－→e^－X)=(21.8±8.5±4.2)%,BF(D⁰→e^－X)=(8.9±3.0±1.6)%,其相对比值为BF(D^－→e^－X)BF(D⁰→e^－X)=2.4±1.7±0.8.     

核ANC和激发态中子晕

利用转移反应¹¹B(d,p)¹²B和¹²C(d,p)¹³C抽取¹²B<—>¹¹B+n和¹³C<—>¹²C+n重叠函数的核渐近归一化常数,计算了¹²B和¹³C核中价中子密度分布的均方根半径及其在核外的几率.实验结果表明,¹²B的第二(J^π=2^－),第三(J^π=1^－)激发态和13C的第一(J^π=1/2⁺)激发态为中子晕态,而¹³C的第三(J^π=5/2⁺)激发态是中子皮态.考察了库仑势和角动量对晕形成的阻碍效应.提出了均方根半径对于有效核子分离能的统一的标度定律.     

超强磁场对中子星外壳层核素56Fe,56Co,56Ni,56Mn和56Cr电子俘获过程中微子能量损失的影响

研究了超强磁场对中子星外壳层核素⁵⁶Fe,⁵⁶Co,⁵⁶Ni,⁵⁶Mn和⁵⁶Cr电子俘获过程中微子能量损失的影响.结果表明,就大部分中子星表面的磁场B<10¹³G,超强磁场对中微子能量损失率的影响很小.对于一些磁场范围为10¹³—10¹⁵G的超磁星,超强磁场可使中微子能量损失率大大降低,甚至超过5个数量级.     

140Tb和141Dy的β缓发质子衰变以及143Dy的自旋宇称

利用⁴⁰Ca+¹⁰⁶Cd融合蒸发反应产生了近质子滴线核¹⁴⁰Tb和¹⁴¹Dy,配合氦喷嘴带传输系统采用“质子-γ”符合方法观测了它们的β缓发质子衰变, 其中包括半衰期、质子能谱和衰变到第二代子核不同低位态的分支比. 通过统计理论拟合提取了¹⁴⁰Tb和¹⁴¹Dy的基态自旋宇称分别为7^±和9/2^±. 另一方面, 用Woods-Saxon Strutinsky方法计算了这两种核限制组态的势能面, 由此得到¹⁴⁰Tb和¹⁴¹Dy的基态自旋宇称分别为7⁺和9/2^－. 此外用同一方法还计算了¹⁴³Dy的核势能面, 从中看出¹⁴³Dy存在有自旋宇称为1/2⁺的基态和一个激发能为198keV的11/2^－的同质异能态. 该结果与2003年Eur.Phys.J. A16:347—351中的¹⁴³Dy衰变实验数据相符.