Az erős deformációval és kis gerjesztési energiával rendelkező
atommag-állapotok egyik fontos vizsgálati módszere a
neutronátadással járó direkt reakciók alkalmazása, mellyel "negatív" energiájú neutront lehet a magnak átadni. Az
aktinoida tartományban sok esetben
ilyen reakciók használatával lehet csak információt nyerni a
hasadási gát alatti állapotokról, főleg olyan magoknál, ahol a
neutronszeparációs energia nagy (5.5-7 MeV) értéket vesz fel.
Töltött-részecske nyalábot alkalmazó kísérleti vizsgálataink
fő helyszíne a münchen-i Maier-Leibnitz Tandem-laboratórium
(München, Németország) volt. Kísérleteinkben a 232U, a 232Pa, és legutóbb a 238Np magok
gátalatti hasadási rezonanciáinak és azok forgási
finomszerkezetének vizsgálatát, illetve a hasadási gátak
paramétereinek megállapítását tűztük ki célul. Az elvégzett
kísérletekben a hasadási valószínűségek gerjesztési
energiától való függését határoztuk meg, melyhez a
231Pa(d,pf), a 231Pa(3He,df) illetve
a 237Np(d,pf) reakcióból származó, hasadványokkal
koincidenciában levő könnyű részecskék kinetikus energiáját
mértük meg igen nagy feloldással (ΔE=5 keV) egy Q3D típusú mágneses
spektrográf segítségével. A kilépő töltött részecskék
kinetikus energiájából a hasadó mag gerjesztési energiáját
lehet meghatározni. A hasadványokat az MTA Atomkiben fejlesztett,
nagy hatásfokú, helyzetérzékeny, kisnyomású lavinadetektorokkal
figyeltük meg. Fontos megemlíteni, hogy a fenti kísérletek
elvégzése azért vált lehetővé, mert a müncheni
Ludwig-Maximilians Egyetem radioaktív céltárgy laboratóriuma igen
jó minőségű, rendkívül vékony (80 μg/cm2), erősen
radioaktív 231Pa és 237Np céltárgyat
készített és biztosított számunkra.
A hasadási gát paramétereinek meghatározásához mindhárom
esetben reakciókóddal végeztünk számításokat.
A számítások során használt reakció-modellben a hasadási gát
paraméterei bemenő adatok, melyek változtatásával a számolt
hatáskeresztmetszet a kísérleti pontokhoz illeszthető. Az így
meghatározott gátparaméterek körülbelül ±200-300 keV
pontosságúak, elsősorban a szintén bemenő adatként szereplő
állapotsűrűségre vonatkozó paraméterek bizonytalansága miatt.
Utóbbi paraméterek fontosságát jelzi, hogy jelenleg is több
nemzetközi kutatócsoport foglalkozik az állapotsűrűség széles
energiatartományban történő kísérleti meghatározásával,
mellyel ezt a hibát lehetne jelentősen csökkenteni. A hasadási
gát paramétereire vonatkozó eredményeinkkel jelentősen
hozzájárultunk az aktinoidákra
vonatkozó, reaktorfizikai szempontból lényeges magszerkezeti
adatbázisok kiterjesztéséhez.
A 232Pa hasadási valószínűsége a E=5.7-5.8 MeV
gerjesztési energiatartományban gazdag finomszerkezetet mutat (lásd
ábra), mely a korábban már említett forgási sávok
megjelenésével magyarázható. Az ábra felső részén jelölt
forgási szerkezetet feltételezve sikerült értelmezni ezt a
finomszerkezetet (folytonos vonal), és a tehetetlenségi nyomatékot
meghatározni, mely egyértelműen hiperdeformált magalakra utal.
Így a páratlan neutron és protonszámmal rendelkező atommagokban
először sikerült kimutatni erősen deformált magállapotok
jelenlétét. Hasonló eredményre jutottunk a 232U
esetében is, mely jól illeszkedik az urán izotópokra korábban
végzett kísérletek eredményeihez is. A 238Np
atommagra vonatkozó kísérleti adatok feldolgozása jelenleg is
tart, a megfigyelt rezonanciaszerkezet azonban nagyon hasonló a
232Pa esetében megfigyelt szerkezethez.
 |
| A Pa 232-es izotópjának hasadási rezonanciái, melynek szerkezete nagy deformációt jelez |
