Исследование бета-спектра 14 C с помощью бесстеночного пропорционального счетчика

• Автор: Осетрова, Наталья Яковлевна
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Основные положения теории бета-распада
1.1.Три вида (1-распада. Условия устойчивости ядер.
Энергетическая схема (3-распада
1.2. Вероятность (3-перехода. Правила отбора
1.3. Форма (3-спектра разрешенных переходов
1.4. Влияние ядерного кулоновского поля на форму Р-спектра
1.5. Г рафик Кюри
Глава 2. Форма Р-спектра |4С
2.1. Обзор экспериментальных работ
2.2. Обзор теоретических работ
Глава 3. Экспериментальная установка
3.1. Конструкция детектора
3.2. Условия измерений
3.3. Выбор материала анодной нити
3.4. Выбор состава и давления рабочего газа
3.5. Краевой эффект
3.6. Особенности параллельной работы центрального и защитного счетчиков. Калибровка детектора
3.7. Влияние условий калибровки на точность измерений
формы р-спектра |4С
3.8. Выбор оптимальной активности 14С
3.9. Дифференциальная нелинейность анализатора
Глава 4. Функция отклика детектора. Расчет теоретического Спектра с учетом функции отклика детектора
4.1. Расчет прохождения электронов в детекторе
4.2. Анализ траектории электрона и формирование амплитудного спектра

4.3. Учет непрозрачности катодной сетки ЦС
Глава 5. Расчет искажающих спектр факторов
5.1. Расчет спектра двойных и тройных наложений
импульсов ЦС
5.2. Расчет спектра случайных наложений импульсов ЦС с управляющими импульсами АС
5.3. Расчет геометрии реальной границы между ЦС и ЗС
Глава 6. Обсуждение результатов
6.1. Результаты исследования формы Р-спектра 14С
6.2. Поиск тяжелых нейтрино
6.2.1. Теоретический аспект
6.2.2. Экспериментальные работы (обзор)
6.2.3. Результат исследования Р-спектра 14С
6.2.4. Выводы
Заключение
Литература

Введение
Интерес к экспериментальному исследованию формы р-спектра ,4С насчитывает 50™-летнюю историю. Переход 14С—>14Ы относится к так называемым затрудненным разрешенным переходам [3] и формально удовлетворяет правилам отбора Гамова-Теллера. Однако измеренный сравнительный период полураспада ф)~9.04 примерно в 2 раза превышает эту величину для нормально разрешенных переходов и соответствует в этой классификации запрещенному переходу 2-го порядка [20]. Ранние экспериментальные работы по исследованию формы Р-спектра 14С были направлены на проверку справедливости теории Р-распада Ферми. В настоящее время интерес к форме Р-спектра 14С существенно возрос и обусловлен созданием новых перспективных детекторов, работающих на жидких органических сцинтилляторах, для исследования низкоэнергетичных солнечных нейтрино, образующихся на Солнце в результате реакции: 7Ве + е 71л + е (£„=0.862 МэВ (90%); 0.394 МэВ (10%)). Присутствие в сцинтилляторе |4С может представлять серьезную проблему фона таких детекторов, вследствие большого периода полураспада (7)/2=5730 лет) и величины граничной энергии р-перехода (£»« 156 кэВ). Из известных 28 экспериментальных и теоретических работ 21 работа указывает на существование отличия формы Р-спектра |4С от формы спектра для разрешенного перехода, остальные 7 работ свидетельствуют о том, что отличия нет. Экспериментально определенные и расчетные значения величины этого отличия заключены в пределах от 6% до 63%.
На настоящий момент нет однозначного ответа на вопросы: в чем состоит причина наблюдаемого отклонения экспериментальных р-спектров |4С от формы для разрешенного перехода, а также какова величина этого отклонения.
Существенной особенностью затрудненных разрешенных переходов является малое перекрытие волновых функций начального и конечного состояний. Ввиду высокого порядка запрета, вероятности таких переходов весьма чувствительны к самым малым изменениям волновой функции.
Тщательное изучение ядер с А=14 оказалось очень плодотворным. Распад ядер 14С и ,40 происходит из основного состояния 0+ в состояние 1+ 14Ы со значениями /Г , равными 1.12x109 и 2.0x107 соответственно; эти значения на несколько порядков превышают предсказанные одночастичной моделью [31]. Однако эти переходы предположительно должны быть разрешенными, так как в отсутствие изменения четности наинизший по порядку запрета переход, который может дать вклад - это переход 2-го порядка запрета, а его вклад уменьшен еще примерно в 103 раз.
Очень большое время жизни [3-распада ,4С объяснялось различными предположениями [32]:
1) изменение четности;
2) состояние 14С - чистое , состояние |4Ы - почти чистое 3В/ (АЬ-запрещение);
3) случайные сокращения в матричном элементе Р-перехода.
Первое предположение было исключено экспериментально, тогда как второе долго вызывало теоретические возражения. Идея конфигурационного смешивания отстаивалась Инглисом [33] и др. Третье предположение явилось более обоснованным благодаря целому ряду работ. Оно требует либо сильного конфигурационного смешивания, либо наличия тензорной силы в ядерном взаимодействии. Вычисления матричных элементов с использованием тензорной силы приведены в работах [34], [35] и [36]. Авторы [37], пересмотрев эту проблему, пришли к выводу, что существующее совпадение всех матричных элементов у- и (3-распада в системе масс А=14 может быть