Vozmuŝennye gamma-gamma uglovye korrelâcii pri raspade âder 155,153,151,149Tb implantirovannyh v Fe i Ni-folʹgi - Biblioteka UMCS

ANNALES

UNI VERSIT ATIS MARIAE C U RIE -S К Ł O D O W S К A LUBLIN — POLONIA

VOL. XXXVIII, 11 SECTIO AAA 1983

Instytut Fizyki UMCS Zakład Fizyki Jądrowej Kierownik: doc. dr hab. Tomasz Goworek

Ян ВАВРЫЩУК, Ирина ГРОМОВА,

Влодзимеж ЖУК j , Роза ИОН-МИХАЙ^^Здвард КРУПА,

———Генрык ЛИ ЗУ РЕЙ, Талиб МУМИНОВ"»

Виктория ТАНЬСКА-КРУПА, И сабе к ХОЛ БАЕ В**"

Возмущенные гамма-гамма угловые корреляции при распаде ядер iss, iss. 151, 1<»ть имплантированных в Fe и Ni-фольги

Zaburzone korelacje kątowe promieniowania gamma

emitowanego przy rozpadzie jąder I3ä-153’15<- H9Tb zaimplantowanych do folii Fe i Ni

Perturbed Gamma-Gamma Angular Correlations

in the Decay of m. ^im. m, i«»Tb Nuclei implanted into Fe and Ni Foils

ВВЕДЕНИЕ

Использование в методике возмущенных гамма-гамма угловых корреляций сверхтонких магнитных полей, действующих на при­

месные ядра в ферромагнетиках, дает возможность определения д-Факторов короткоживущих ядерных состояний. Одним из простей ­

ших методов внедрения радиоактивных ядер в ферромагнитную матрицу является электромагнитная имплантация.

В настоящей работе представлены результаты исследований дифференциальных(ДВУК)и интегральных(ИЗУК)возмущенных гамма- гамма угловых корреляций при радиоактивном распаде нечетных ядер тербия, с А = 155, 153, 151 и 149, имплантированных с энергией 70 кэВ в ферромагнитные фольги железа и никеля.

Целью этих исследований было уточнение значений эффек­

тивных магнитных полей на ядрах гадолиния в Зе ифД , изуче­

ние факторов,ослабляющих возму ценные угловые корреляции в используемых имплантированных образцах,и определение 3-фак ­ торов уровней 165 кэВ в , 108 кэВ в * '^6d , 110 и 129 кэВ в * o3Gd .

" ОИЯИ, Дубна *• ИАФ, Букарест *** Таш ГУ, Ташкент.

132 Ян Ваврыщук, Ирина Громова, |Влодзимеж Жук)...

ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ

Радиоактивные изотопы СТ b получались в реакции глубокого расщепления ядер За протонатли 660 МэВ на синхроциклотроне ОИЯИ; Из облученных мишений, радиохимическими методами, выде ­ лялся элемент тербия, который затем разделялся по массам на электромагнитном масс-сепараторе [ i], При этом ионы выбранного • одного изотопа дополнительно ускорялись в колекторной камере и внедрялись в Зе или Ль -фольги толщиной 42 мкм (фольги про ­ изводства J"hson Matthey Chemicals Ltd). Полное ускоряющее напряжение составляло 70 кВ. Доза имплантированных'ионов не превышала 40 1 ^ ион/см^. Из имплантированных фольг вырезались отрезки с наибольшей активностью, размерами 15 х 3 мм^. Отжиг фольг не проводился. По данным(2,з]в процессе отжига ионы ред ­ коземельных элементов имплантированные в железную, ферромагнит­

ную фольгу мигрируют в немагнитные центры. Кроме того, почти в три раза.увеличивается толщина окисленного слоя на повер­

хности фольги БО.

АППАРАТУРА

Измерения ДВУгС проводились на многоканальном временном спектрометре с двумя Ла J (JL) -детекторами, размером^ 40 х 40 мм с Фотоумножителями типа ХР 4021, установленными под углом

435° - измерялась функция R (135°, - B,t). Анализ временных распределений совпадений проводился с помощью время-амплитуд- ного.конвертора типа " старт-стоп " и 1024-канального анализа ­ тора импульсов. Для формирования временных сигналов применя­

лись, быстрые формирователи типа ” Constant fraction ” .

Энергетический отбор гамма-квантов проводился по обычнохму быстро-медленному принципу, с помощью дифференциальных дис­

криминаторов и медленной схемы совпадений. Временное разреше­

ние установки, при регистрации гамма-квантов с энергиями 90 и 180 кэВ (энергетические окна шириной 45%) ; составляло 2^= 2,5нс.

Измерения ИВУК проводились на автоматизированном корреля ­ ционном -спектрометре с Ge (Lé) и двумя Ufo. J( JL) -детекторамиСБЗ.

Исследовались угловые корреляции выделенного каскада, при уг­

лах между детекторами 6 = 90°, 120°, 150°, 480°, 240°, 240°

Возмущенные гамма-гамма угловые корреляции... 133

и 270°, для двух противоположных направлений магнитного поля, поляризующего ферромагнитную фольгу. Совпадения регистриро­

вались в памяти многоканального анализатора импульсов, разде ­ ленной на 46 секторов. Угловые положения -детекторов менялись автоматически, циклическим образом, с временем экс­

позиции 200 с, а направление тока электромагнита - после окончания каждого цикла.

Интегральные параметры "R (135?± В)измерялись на этой же установке и на корреляционном спектрометре с двумя Ge (tć) - -детекторами, работающими на линии с ЭВМ, в двухмерном режи ­ ме с цифровыми окнамиИ.Использовались Ge [Ьи) -детекторы с • чувствительными объемами 35 и 40 см^ и энергетическим разре ­ шением около 3 1кэВ на гамма-линии 4333 кэВ °$Со.

Электромагнит для выстраивания доменов (герромагнитных фольг состоял из С-образного железного сердечника (средняя длина магнитной линии составляла 240 мм, зазор между полю­

сами 40 мм, сечение 40 х 2 мм)с обмоткой содержащей 2000 витков медного провода с i - 0,35 мм.

Имплантированные фольги крепились непосредственно к по­

люсам электромагнита. Степень намагничивания используемых Зе и -фольг проверялась в контрольных измерениях зави­

симости параметра R (135°,- В)от тока катушки для каскада 480 - 86 !кэВ при распаде ISS jk , имплантированного в эти же "Оль ­ ги. Эффект насыщения (рис. 1) для обеих фольг достигался при токе 3 =■ 0,1 А.

Рис. 4. Зависимость параметров R(135°,* 3)для каскада 180-36 кэВ в , имплантированном в Эе и Jü -фольги, от тока

электромагнита (кривая намагничивается]

134 Ян Ваврыщук, Ирина Громова, [влодзиуег Хук]...

С целью уменьшения влияния рассеяного ’поля электромагнита на умножители,, в измерениях ИВУК применялись сцинтилляционные головки с двумя магнитными экранами. В течение всего экспери­

мента считывались импульсы одноканальных анализаторов, отдель­

но для каждого угла и направления магнитного поля, по которым вводились поправки в конечные числа совпадений. Значения этих поправок, учитывающих влияние магнитного поля на усиление Фо­

тоумножителей, нестабильности амплитудных трактатов и центров­

ку источника, не превышали 4,5%.

В случае измерений ДВУК особое внимание обращалось на ком ­ пенсацию сдвига центра тяжести кривых задержанных совпадений, вызванного изменением магнитного поля. При этом, не всегда достигалась полная компенсация изменений усиления фотоумножи ­ телей, что проводило к нормировочным поправкам от <

3%.

ИЗМЕРЕНИЯ И ИХ РЕЗУЛЬТАТЫ

а) (Измерения ДВУК для каскада 480 - 86 кэВ ! в ^^^Gd

Относительно длинное время жизни уровня 86 кэВ| в ^ 55 GdfC

=•9,3 нс) и наличие интенсивного каскада 480 -86 кэВ с боль­

шим коэффициентом Ag функции Г- £ угловой корреляции (

2=* 0,2 и А^= 0) способствуют измерениям частоты ларморовской преце- сии магнитного момента этого состояния методом ДВУК(Оо А= -0,376

± 0,026 СО}

Целью наших измерений было определение сверхтонких магнит ­ ных полей на ядрах гадолиния в исследуемых 3-е и<Л1 -фольгах.

По спектрам задержанных совпадений X* -квантов каскада 480 - - 86 кэВ, измеренных для противоположных направлений магнитно­

го поля поляризующего фольгу, при фиксированном угле между де­

текторами 6 = 435° вычислились значения

К(135° * Bt) ~ 2. ~ АЛ) \

1 J Z X(435Vß,t) ♦ W5°;B,t) к которым затем подгонялась функция типа:

R (435°, i 8,t) = 2 b ’ е' М ôcru 2 (t -to )

где -коэффициент определенный коэффициентом А 2 функции

угловой корреляции измеряемого гамма-каскада, -релаксацион ­

ный параметр,иц-частота ларморовской прецесии,10-фазогый сдвиг.

Зоамущенные гамма-гамма углозые корреляции... 125 Положение энергетических окон в гамма-спектре 3b , с помощью которых выделялись гамма-кванты переходов 86 и 480 кэВ, представлены на рис. 2.

Рис. 2. Кривая распада уровня 86 кэВ в 100 Gd, полученная в условиях измерений ДВУК, участок 2Г-спектра при распаде

(положение энергетических окон) и фрагмент схемы уровней ‘ ‘Gd

*• и с г

На этом же рисунке показан фрагмент схемы уровней од. и кривая распада уровня 86 кэВ, получаемая в эксперименте. Так как в окна 86 кэВ и 180 кэВ попадали текке гамма-кванты интен ­ сивных переходов 105, 161 и 163 ^кэВ , совпадения которых

искажали истинную кривую 3ąąepaaHHHX совпадений каскада 180 - - 86 кэВ , особенно сильно в области малых t ("Д/д (105 кэВ) - al,2 нс) , значения R (135°,± B,t) gKcn вычислялись, начиная с

t-to - 2 нс. Разрешающее время спектрометра при подгонке функции(2) не учитывалось - во всех измерениях ЗС/со^То ^3 и для дальнейшего анализа использовались лишь значения пара ­ метров соц, и Ад, (амплитуда ^содержит значительную примесь совпадений каскадов 161 + 163 -(19)- 86 кэВ).

Измерения выполнены для двух образцов 3t и двух образу

цов JCć (в комнатной температуре), имплантированных ионами ' )Э Ть

в одинаковых условиях при 1)икп = 70 кВ. В случае Эе образцов

наблюдалось экспоненциальное затухание амплитуда функции

R (135° t B,t) - рис. 3.

136 Ян Ваврыщук, Ирина Громова, |3лодзимеж -rÿïï] ...

3

£ 2 U m

£

♦2 О

-2 -4

Рис. 3. Кривая спиновой прецесии для состояния 86 кэВ в G<±, имплантированном в -фольгу (результат одного измерения j

Для JKv -образцов, из-за большого периода ларморовской прецесии, трудно было сделать тако вывод и поэтому обработ ­ ка результатов проводилась с учетом и без учета параметра (рис. 4) . Среднее значение WL и X полученные из этих измере ­ ний и вычисленные затем значения магнитных полей В^(3е)и

собраны в таблице I. Для о-фактора состояния 86 кэВ принято занченйе данное в работе Q7J .

б)Измерения ИВУК для каскада <80 - 86 кэВ в ^ 55 Gct Измерялось угловое распределение совпаденийВ)гам ­ ма-квантов 86 кэВ, выделяемых с помощью подвижных <Jf<xJ Gib) -де­

текторов, с участком гамма-спектра охватывающим фотопик

180-кэВ (в Ge Q<£b) -тракте при углах б = 90°, 420°; 450°, 4.80° . 210° и 270°. Использовались те же самые имплантированные Зе и

iX-образцы, что и в измерениях ДВУК, и один ^-образец, полу ­ ченный при имплантации ЗЪ с энергией 25 кэВ. Результаты измерений представлены на рис. 5 .

Из подготовки к экспериментальным значениям 6)функ-

JC(G,± + 1 (3)

определены коэффициенты tŁ= 1^4+<Zł к Углы поворо ­

та zT$Ł=- X функции возмущенной угловой корреляции

исследуемого каскада для î55 Gd вЯи1П, , а затем соответств-

зующие им значения ларморовских частот ии(таблица 2) .

Возмущенные гамма-гамма угловые корреляции...

Рис. 4. Кривая спиновой прецесии для состояния 86 кэВ в Gd имплантированном в JA- -фольгу (результат одного измерения^

Для обоих типов образцов значения tuL вычисленные отдельно из полученных значений Д0 2 и (без учета и с учетом ко­

эффициента Л

) заметно отличаются между собой и являются су ­ щественно меньшими по сравнению с результатами,- вытекающими из измерений ДВУК.

в) Измерения ДВУК для каскада 287 - -108 кэВ в ^^Gdu Опыт проводился с ядрами Tb имплантированными в Зе - фольги ( Uимп = 70 кВ) с целью определения g-фактора состоя­

ния -108 кэВ в ядре Gd. Методика измерений и обработка ре ­ зультатов была такая же, как и в случае исследований ДВУК' в_ядрах Gd. Положения энергетических окон в гамма-спектре 151 Jb( выделяемых каскад 287 - 408 кэВ), .фрагмент схемы воз ­ бужденных уровней ядра ЗЪ и кривая распада уровня 108 кэВ представлены на рис. 6. Пример кривой R (135? ± В, t) показан

на рис. 7.

128 Ян Заврыщук, Ирина Громова, [Влодзимеж ?ук|

ф 2 со 3 3

те к ст

F" 10 со

к- + 1 о о

«•■d

Ю ♦1 г- _°1^{+ 1}

Л 15 см см ^0Î

СП 1 1 1

л от

& «

к о

Возмущенные гамма-гамма угловые корреляции

со о» tn

2 о X X СО х

3

<0 СО

10 ю

со

X F X со X с 2 X

d

О' о

н со ^со

13 х

10 г- со сч

л

ч

<0

°. о ьЧ о*

N V/

СО о

*

сч Ч ьЧ+Ч

О' 5

Ö Ю 10

X СП 0

«

<О СО

00 X 2 О X X СО X о а s Е<

X X ч с.

2 X

13

<3

Г) X

со а 2

ю СО Ю

10 сч о

* ч>

СО

<?

СО

1

X

о 3

«ю

СО

« X

со

X

m

IK X X

• а ф 2 СО X Л ь со

02 X

X

ф 1$

со

02

*=?

ю со

2 со XX

СО

о

О' н О н

ч <?

10

я\ч‘

ч’ ч*

1*1 сч СО со сч

и сч 00 О'

сч

П о

ю о

о3

10 tn

£ф

04

ч

10 СЧ

о 3 ю ю

ф +1

О'

ч

10 о

л

ч

е>3

10 10

Z

»O

о

+3

?

о

ю

ф

со t=(

СО X о со

о

02

II

X

соо X со

СО

₽(

СО X о СО X

О .JA2 I — II

о Е- W X X

СО

со«

02

б)После

у ч ет а поправ ки Д о п о л у ч ен н о й

140 ' Ян Ваврыщук, Ирина Громова, (Влодзимеж ?,ук] . ».

Рис. 5. Угловые -распределения совпадений -квантов 180-86 кэВ при распаде , имплантированного в Эе -фольгу с энергией 25 кэВ (а) и 70 кэВ (б) и в А -фольгу с энергией 70 кэВ (в) ; для двух противоположных направлений магнитного поля,поляризующего

фольги

По результатам трех серий измерений получено: .

U)b = -(o,*i3± 0,03) • 10s с“1 )

A2

(O,6±O,3)-I°0

'1

г) Измерения ИВУК для каскада 287 - 108 кэВ в Gd

Измерения проводились по методике описанной при исследо­

вании ИВУК каскада 180 - .86 кэВ

^G

L , на установке cGe(U) и двумя Jfa 3 (ЗЬ)-детекторами. Использовались те же самые три источника ^^Jb в Эе , что и в измерениях ДВУК. Энергетичес­

кие окна устанавливались в (ЛЬ. 3 (TL) -трактах на фотопике 108 кэВ

и на комптоновской части спектра за этим фотопиком. Go, (Ху) —

детектор регистрировал участок у-спектра, содержащий фо-

топик 287 кэВ. Результат одного измерения представлен

Возмущенные гам;ла-гамма угловые корреляции ... 141

Ю2

ю4 Ncc 10 3

10 1

Рис. 6. Пример кривой распада уровня 108 кэЗ в iol C-cL получае ­ мой в измерениях ДЗУК, участок 2Г -спектра 3t и фрагмент

схемы уровней

Рис. 7, Кривая спиновой прецесии для уровня 408 кэЗ в , имплантированном в Зе -фольгу (результат измерений с одним

источником)

на рис. 8. Подгонка функции (3) к значениям ß)

проводилась после вычета совпадений от конкурирующих каска ­

дов и случайных совпадений. Как в случае ИВУК в z±o5 G-dj

результаты этих измерений:

142 Ян Ваврыщук, Ирина Громова, (Влодзимеж Хук

Рис. 8. Угловые распределения совпадений X* -квантов каскада 287-108 кэВ при распаде 151 ЭЬ в Зе, -фольге (Зимп= 70 кэВ) , для двух противоположных направлений магнитного поля, поля­

ризующего фольгу

-O.OS5 t О, OU и Д eŁ = -(0, 1510(05) рад приво- водят к значениям

существенно отличающимся от значения, полученного методом ДВУК С таблица 2).

д) Параметры R (135° - В) ИВУК в 149 Gd. и 153 Gd Исследовались интегральные параметры R(135O ,T В)для у- каскадов 187 - 165 кэВ, 652 - 165 кэВ в 449 GcL , 102 - 109

кэВ и 82 - 129 кэВ в 4^^GdL при радиоактивном распаде соот ­ ветствующих изотопов ЗЪ. , имплантированных в Зе -фольги(11имп =

= 70 кэВ).

■ Измерения проводились на установке с двумя fre (bi,) -де­

текторами, а в случае каскада 652 - 165 кэВ, содержащего вы ­ соко-энергетический ^-переход, дополнительно на установке с Ge (Li.) и 2 Jfo.J (TL) -детекторами. Угол между детекторами составлял 135°. Направление тока в электромагните менялось после каждых 400 с. Значения параметра R (135°, * В)для каждого каскада определялось по параллельно измеренным совпадениям

Г,-Гхи после высчета cosnąąeHHft от комптоновских распределений под фотопиками обоих переходов и случайных сов ­ падений (измерения проводились с 8-мью цифровыми окнами) . В качестве примера,на рис. 9 показаны участки спектров совпаде­

ний, полученных при исследовании каскада 187-165 кэВ в149 Get .

Возмущенные гамма-гамма угловые корреляции.., 142

Рис. S. Участок j'-cneKTpa f A (а), фотопики 465 кэВ (б)

•187 кэВ (в) в спектрах совпадений с у 487 и 465 кэВ, соответственно, для противоположных направлений магнитного поля; разности I №<(6 +,В)-ГГС [9 “6)| для фотопиков 465 и 487 кэВ (г,д) , имплантированный в -фольгу с

Еимп = 70 кэВ, 0 = 435° (225°))

Окончательные результаты всех измерений собраны в таблице 5.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ

а) Эффективные магнитные поля на ядрах Gd в 5а- и Nù-матрицах

Сверхтонкое магнитное поле, действующее на ядра Gd в 5е

-матрице, впервые было измерено Гродзинсом и др. ßlj

иБоэмоми др. ß.2]. В обеих работах измерения проводились

144 Ян Ваврыщук, Ирина Громова, |Влодзимет ?ук~|...

методом ЙВУК с ядрами Gd внедренными в Зе -фольги в про ­ цессе их кулоновского возбуждения ионами 0. Клеппер и др. [iSj исследовали B GdL (Je) и (Jfó) методом ДВУК при кулоновском возбуждении ядер ^^Gd альфа-частицами. Значение

BG

£ ($е) = 24,5 * 4,6 Т, полученное в наших измерениях, хо­

рошо согласуется с результатами указанных работ и превосхо­

дит их точностью (таблица 3).

Табл. 3. Значения В (Зе) и В-ф. (Jf<J в Т * 300° К

Gd Got

Мат. Ядро Метод внедрения

Метод измере­

ния

вэф(т) _Рабо­

та

1S5Gd

1S5Tb

импл. ДВУК

наст.

156Gd

(16О, Г) ИВУК

Fe 156— .

Ga

(160, Г) ИВУК

156Gd

( <£. П ДВУК

155Gd

импл.155ТЬ ДВУК

ласт.

Ni 156-^

Ga

( Л , г ) ДВУК

' Ga

(12с, Г) ИВУК

T - 425°К

В случае Jû- -матрицы, наш результат и результат Клеппера

и др.[133(см. табл. 3)резко отличаются между собой. Если

учесть, что условия наших измерений были существенно лучше,

чем в работе [13] , в которой измерялась частота ларморовской

прецесии для состояния 89 кэВ в ^°®Gd с временем жизни поч ­

ти в три раза меньшим по сравнению с временем жизни уровня

86 кэВ в 100 Gd , то можно отдать предпочтение нашему резуль ­

тату. Указывают на это также данные работы ßi4j.

I Возмущенные гамма-гамма угловые корреляции... 14 5

Затухание амплитуды кривых R (135°, i B,t) , полученных в наших экспериментах, связано,по-видимому, с существованием в последуемых образцах динамических взаимодействий магнитного типа. Вклады статических квадрупольных взаимодействий, судя по данным работ не должны быть существенными. Дина­

мические магнитные взаимодействия в металлических образцах с примесными ионами редко-земельной области были обнаружены в работах ß.5-18) в результате исследований температурной зави ­ симости факторов ослабления ИВУгС. В случае ядер в Зе, эта зависимость оказалась такой как для чистых релаксационных процессов [46].

В работе (jJSjизмерены коэффициенты Ag Функции угловой кор ­ реляции для каскада 287 -108 кэВ в Gel , в ненамагниченной

Эе-фольге, при комнатной температуре и при температуре жидко ­ го азота. Полученный результат Ag X0M,/AgK,a3, ~ 1,5 является дополнительным аргументом, свидетельствующим в пользу принятых предположений .

G другой стороны, подавление амплитуды кривых R(135°, x B,t) и их затухание может указывать на наличие небольшой вариации сверхтонкого магнитного поля от ядра к ядру. .Для анализа этого эффекта, вместе с обсуждаемыми динамическими взаимодействиями, не хватало статистической точности наших экспериментов.

б) Ослабление эффекта ИВУК

Как уже отмечалось выше, измепения ИВУК для ядер °

C-d в Зе и Jfi. и ядер в Je приводят к значениям соц значи ­ тельно меньшим, чем это следует из измерений методом ДВУК. Рас ­ хождения остаются и после учета динамических эффектов (табли­

ца 2 ) .

Это разногласие можно объяснить, если предположить, что часть имплантированных ионов в ферромагнитной фольге занимает

"немагнитные центры" QiOj.B таком случае измеряемая функция ИВУК представляет собой суперпозицию возмущенной функции kl(0,6) и невоьмущенной функции hi(Q) , и имеет вид:

hi(Ö,B) = PW(O.ß) 4- (4-p)M(G) (А)

где /р-фракция примесных ядер на которые действует сверхтонкое

магнитное поле.

/3) и (4) » получаем:

; Tqe ÛJjJb z 146 Ян Ваврышук, Ирина Громова, (Влодзимеж Гук)...

Примесь невозмущенной функции W (.6) должна приводить к силь ­ ному подавлению, наблюдаемой в ИВУК величины Д0 г и увеличе­

нию амплитуды . Сравнивая выражения

777 Т _____________

Г Gz ___________

и “ Р&а * (4- р) Gz)* ]

Ik?- +

UJ

*

Используя эти соотношения и принимая для со ь и Gz значе­

ния. полученные в измерениях ДВУК, вычислены коэффициенты {-(по ÄÖ2 и Ьл , проведенным в таблице 2) для исследуемых нами образцовое имплантированных ионами и и образцов

Оо имплантированных ’^Зь • Результаты представлены в табли­

це 4 .

Табл. 4. Значение коэффициентов р для ядер 34, и имплантированных в Зе- и J/t-фольги

Мат. Ядро U имп

(кВ) риз △ 0г р ср

155ть 25 0,53^0,07 о,61 to, Об 0,58to,05 Fe 155ть 70 0,70±0,09 O,8oto,O5 O,7eto,O4

151ть 70 0,73-0,06 0,73Î0,06

Ni 155ТЬ 70 ^{0.39+л’па}

’ -0,06 0,41+0’09 ' -0,06

Оказалось, что в Зе -фольге фракция ядер (гсЬчув ствующих сверхтонкое магнитное поле (фракция ионов Ус внедренных в узлы кристаллической решетки ), почти в двое больше '- ’ем в № -Фольге и в среднем для <55 GcL и 15 Get , составляет (77 i 8)% при им­

плантации с энергией 70 кэВ, и ( 58 ± 5)% при имплантаций с : ИМИ = кэВ-" .

Явное уменьшение £ с понижением энергии имплантации

с 70' до 25 кэВ. (для & -фольги) модно объяснить, если учесть

окисленный, поверхностный слой фольги. Это видно из рис. 10

на котором представлены, вычисленные по модели L>SS [21J, рас ­

пределения пробегов ионов имплантированных в Зе и Æ-ми-

Возмущенные гамма-гамма угловые корреляции... 147

шени в условиях нашего-эксперимента. При имплантации с энерги­

ей 70 кэВ средний пробег этих ионов в 'îi превышает 150 8. В окисленном слое, толщина которого в Эе-фольге около 40 8 Q4J, содержится тогда 1% внедренных ионов. Уменьшение энергии до 25 кэВ увеличивает число этих ионов до около 10%, что и отражает ­ ся в эксперименте.

' Рис.40. Распределение пробегов по теории £SS[2i], ионов в 34 и Ki , имплантированных с энергиями 25 и 70 кэВ.

Определить однозначно природу других немагнитных центров в ферромагнитной, фольге , занимаемых имплантированными ионами, без дополнительных исследований затруднительно. Трудно также объяснить, что является основной причиной малого значения фрак­

ции р в случае dk -фольги (толщина окисленного слоя вЛ1 меньше, чем в Зе , распределения пробегов ионов с энергией 70 кэВ - сравнимы].

Согласие значеий параметров f и полученных для ядер

’155 frd, и 151 Get в Зе -фольге (U имп = 70 кВ) позволяет предпола­

гать, что также для других изотопов Gd? , внедренных в эту

же Зе -фольгу в идентичных условиях, (значения В^, f и /г пос-

тоянные или меняются в небольших пределах. На базе этого предпо­

148 Ян Ваврыщук, Ирина Громова,[Влодзимеж Жук|...

ложения, ниже, оцениваются (j -факторы короткоживущих, возбуж ­ денных уровней в ядрах 453 Gd и 449 Gd *.

в) о-факторы состояний -108 кэВ в 494 Gd , -109 и 129 кэВ B^-^Gd, и 165 кэВ в 449 Gd

•Значение $ -фактора состояния 108 кэВ (ï^/g01 З нс ) в 454 Gd определено из частоты ларморовской прецесии его магнитно­

го момента (454Gd в Эь) измеренной методом ДВУК. Полученный результат

находится в хорошем согоасии со значеием g = - 0,49 i 0,07 измеренным в работе [22Jметодом ИВУК с использованием внеш ­ него магнитного поля. К подобному результату (таблица 5) приво ­ дят также данные работы £19] , если учесть при вычислении ис-^

из R (135°, * в) параметры -f и Хг.

g -факторы короткоживущих состояний 109 и 429 кэВ в 453 Gd и 165 кэВ в 449Сх1^аблица 5) оценены только по измеренным на­

ми интегральным соотношениям R (±35°, - В). При этом ларморов ­ ская частота -определялась из выражения

R (135° + В ) = - -,_____ _____________________ fa.) (Ag коэффициент невозмущенной угловой корреляции данного каскада, a f среднее время жизни исследуемого уровня) получе ­ нного при предположении, что функция ИВУК имеет вид (4) и

= 0. Для обоих ядер приняты одинаковые значения параметров р и Ал , установленные в экспериментах с ядрами 455 Gd и 434

, имплантированными в -фольгу при U имп = 70 кВ. Оста­

льные данные используемые в расчетах, заимствованные с работ других авторов, представлены в таблице 5 .

g -фактор состояния 129 кэВ измерен также в. работе £23], мето­

дом ИВУК во внешнем магнитном поле. Согласие результатов этой работы (g = 0,25 i 0,05) и полученного нами (g = 0,22 1 o’, О?) может свидетельствовать о том (подобное согласие результатов йаблюдается и в случае g -фактора уровня 408 кэВ в 4b4 Gd- таблица 5) , что принятая простая модель, разделяющая ядра имплантированные в ферромагнитную фольгу на чувствующие и нечувствующие сверхтонкое магнитное поле, при определении

g -факторов ядерных состояний методом ИВУК, приводит к досто ­

верным результатам. Однако, необходимость учета,, в этом слу-

Возмущенные гамма-гамма угловые корреляции..., 14g

а)

Р ез у л ь та т

150 Як Baпрыщук, Ирина Громова, [Влодзимеж Кук f...

чае, добавочных параметров Ç и Х х, определяемых чаще всего в отдельных экспериментах, усложняет измерения и увеличивает погрешеости окончательных результатов.

В заключение авторы выражают глубокую благодарность проф.

К.Я. Громову за поддержку и постоянный интерес к работе, дру Д. Мончко за помощь при электромагнитной имплантации, дру Н.

А. Лебедеву за приготовление радиоактивных препаратов.

ЛИТЕРАТУРА

1. В.П. Афанасьев, А.Т. Василенко, И.И. Г ро­

мов а и др. : Препринт ОИЯИ, 13-4763, Дубна 1969.

2. Nielsen К. В., Deutch В. L: Phys. Letters 308 (1968).

Зо D е u t с h В. Ls Hyperfine Interactions in Excited Nuclei, Gordon and Breach, N. Y. 1971, 137.

4. Bottiger J., Davies J. A., Deutch B. Is Proceedings of the XI Winter School on Nuclear Interactions, Za­

kopane 1973, 176.

5« B.A. Аликов, M. Вудзынски, Я. Ваврыщук и др.: Препринт ОИЯИ, Р13-9607, Дубна 1976.

6. Б.А. Аликов, М. Вудзынски, Я. Ваврыщук и др.: Препринт ОИЯИ, Р13-9608, Дубна 1976.

7. Hrynkiewicz A. Z., Ogaza S„ Styczeń J. i in.: Nucl. Phys. 80, 608 (1966).

8. Hrynkiewicz A. Z., Kisielewski J., Stachura Z. i in.: Preprint JINR, E6-3906, Dubna 1968.

9. Я.- Ваврыщук, B.A. Морозов, T.M. М у м и н о в и др. : Препринт ОИЯИ, 6-5287, Дубна 1970.

10. Э.Е. Берлович, Ć.C. Василенко, Ю.Е. Нови­

ков: Времена жизни возбужденных состояний атомных ядер, Ленинград 1972.

11. Grodzins L., Borchers R., Hagemann G. В.: Phys. Letters 21, 214 (1966)

12. Boehm F„ Hagemann G. В., Winter А.:

Phys. Letters 21, 217 (1966).

! Зозмущенные гамма-гамма угловые корреляции ... 151

13. К 1 e p p е г О., S p e h e Н., Wert« N.:

Z. Phys. 217, 425 (1968).

14. Brenn R„ Lehmann L., S p e h 1 H.s Z. Pnys. 209, 197 (1968).

15. C a s p a r i M„ Frankel S„ Wood G. T.:

Phys. Rev. 127, 1519 (.1962).

16. Deutch B. L: Proceedings of the XI Winter School on Nuclear Interactions, Zakopane 1973, 172.

17. Deutch B.I., Bonde Nielsen K., Bernas H.j Phys. Letters 27B, 209 (1968).

18. Waddington J. C„ Hagemann K. A., Ogaza S. 1 in.: Nuclear Reactions Induced by Heawy - Ions, North-Holland PubL Co., 1970, 987.

19. Afanasiev V. P., Budzyński M., Deme­

ter I. i in.: Preprint JINR, E6-8327, Dubna 1974.

20. Bożek E., Hrynkiewicz A. Z., M e r d i n~

ger J. C., Vivien J. P.: Phys. Rev. C, 12, 1873 (1975).

21. L i n d h a r d J., Scharff M., Schłtt H.E.:

Kgl. Danske Videnskab. Selskab, Mat>-Fys. Medd. 33 No 14 (1963).

22. B a d i с a T., Bogdan D., Ciortea C. i in.:

Z. Phys. A277, 217 (1976).

23. B a d i с a T., Bogdan, D., Ciortea C.:

i in.: Hyperfine Interac. 3, 423 (1977).

24. Я. В а в p ы щ у к, В. Я у к, P. И o

- M и X а й и др.:

Acta Phys. Polonica В 10, 339 (l979) .

25. В.П. Афанасьев, И.И. Громова, Н.А. Ле бе­

де в и др.: Препринт ОИЯИ, Р6-6426, Дубна 1972.

26. Б.А. Аликов, М. Будзынск и, Т. Бэдикэи др.:

Acta Phys. Polonica 59 (1976).

152 Я” Ваврыщук, Ирина Громова,[Влодзимеж ZyiF|...

STRESZCZENIE

• - Badano różniczkowe I całkowe zaburzone korelacje kierunkowe Гчл- . . . . . . . q . . 155, 153*

- У * wybranych kaskad, przy rozpadzie jąder

151, 149^pb zaimpiantowanych do ferromagnetycznych folii Fe i Ni.

Wyznaczono: wartoóci efektywnych pól magnetycznych działających na jądra Gd w Fe i Ni, czynniki giromagnetyczne poziomow 155

140 141 153

165 keV w Gd, 108 keV w ° Gd, 109 i 129 keV w Gd.

SUMMARY

The integral and differential perturbed angular correlations of selected X” - /Г cascades in the decay of Tb nuclei with A=149, .151, 153 and 155 imlanted into Fe and Ni foils have been investi­

gated. The results of investigations have allowed to determine the characteristics of hyperfine magnetic fields Bed(Fe) and BGd(Ni), as well as the value of g-factors for the levels of 165 keV in

149 151 15*4

Gd, '108 keV in Gd, 109 and 129 keV in JGd.

Złożono w Redakcji 26 IV 1963 lOr—