Для решения большого числа фундаментальных и прикладных задач необходимо наличие
достоверных данных по сечениям как полных, так и парциальных фотонейтронных
реакций в области энергий гигантского дипольного резонанса (ГДР). Большинство
экспериментальных данных из этой области энергий были получены в двух
независимых лабораториях - Лоуренсовской Ливерморской Национальной Лаборатории
(США) и в Центре ядерных исследований Франции в Сакле. Как показали предыдущие
исследования [1-3], эти экспериментальные данные сильно отличаются друг от
друга. Так, сечения реакции выхода нейтронов
σ(γ,xn) = σ(γ,1n) +2σ(γ,2n)
+ 3σ(γ,3n)
+ ... (1)
включающей в себя все образующиеся нейтроны, полученные в лаборатории Сакле,
систематически оказываются в среднем на ~ 10% больше, чем аналогичные сечения
Ливермора. В то же время, сечения парциальных реакций (γ,
1n), (γ, 2n) и (γ, 3n) отличаются друг от друга значительно
сильнее (до 100 % величины). При этом эти различия являются определенно
систематическими – как правило, сечения реакции (γ, 1n) в Сакле систематически
оказываются больше, чем сечения этой же реакции, полученной в Ливерморе, в то
время как сечения реакции (γ, 2n), наоборот, оказываются больше в Ливерморе
(рис. 1).
При этом экспериментальные данные, полученные в обеих
лабораториях, не соответствуют сечениям, теоретически рассчитанным в рамках
современной комбинированной модели фотоядерных реакций, и не соответствуют
специально введенным объективным физическим критериям достоверности данных,
представляющим собой переходные функции множественности нейтронов
(2)
Рис. 1. Систематика отношений
интегральных
сечений парциальных реакций
(γ, 1n) - черные квадраты и (γ, 2n) - пустые треугольники.
Согласно определениям (2) функция
F1 не может превышать значения 1.00,
F2 – значения 0.50,
F3 – 0.33 и т.д. Превышение функциями
Fi
соответствующих предельных значений означает, что разделение фотонейтронов между
каналами с различной множественностью в конкретном эксперименте было выполнено
некорректно.
Ранее было показано [1-3], что во многих случаях данные, полученные и в Сакле, и
в Ливерморе, предложенным критериям достоверности не удовлетворяют, что
позволяет утверждать, что такие экспериментальные данные не являются
достоверными. Выполненные ранее исследования показали, что расхождения такого
рода появились в результате погрешностей использованного метода разделения
нейтронов по множественности, основанном на измерении кинетической энергии
образующихся фотонейтронов. В результате использования этого метода многие
нейтроны из реакции (γ, 1n) оказались ошибочно идентифицированы как нейтроны из реакции
(γ, 2n), в результате чего сечения реакции (γ, 1n) оказались занижены вплоть до появления в них
физически запрещенных отрицательных значений, а сечения реакции (γ, 2n), напротив, оказались завышены вплоть до
появления в соответствующих переходных функциях множественности значений,
превышающих физически допустимый предел F2 = 0.50.
Для получения оцененных данных, свободных от проблем экспериментального
определения множественности нейтронов, был предложен специальный
экспериментально-теоретический метод оценки парциальных сечений фотонейтронных
реакций [1]. В этом методе, для получения сечения парциальной реакции (γ,
in), сечение реакции выхода
нейтронов (γ, xn), по существу не зависящее от метода разделения
нейтронов по множественности, поскольку включает в себя все образующиеся
нейтроны, умножается на теоретически рассчитанное значение соответствующей
переходной функции множественности, также не зависящее от экспериментального
метода разделения нейтронов по множественности (3).
(3)
В настоящей работе экспериментально-теоретический
метод оценки сечений парциальных реакций применялся для ядра 127I.
Это ядро, вместе с некоторыми другими ядрами, выделяется из общей картины (рис.
1). Так, для этого ядра (как и для ядер 75As [6] и
165Но) оба интегральные сечения парциальных реакций, полученных в Сакле,
оказываются больше, чем сечения, полученные в Ливерморе, в то время, как в
остальных ядрах интегральное сечение реакции
(γ, 2n) полученное в Сакле меньше, чем аналогичное
сечение Ливермора. Кроме того, различие отношений интегральных сечений
r реакций (γ, 1n) и (γ, 2n), полученных для этого ядра в Сакле и Ливерморе,
очень велико – 1.37 и 1.07, соответственно (Рис. 1). Следует отметить, что
значение r(γ, 1n) = 1.37 является наибольшим среди 19 ядер,
исследованных как в Сакле, так и в Ливерморе (Рис. 1).
В ходе работы с помощью экспериментально-теоретического метода оценки сечений
парциальных фотонейтронных реакций, основанном на использовании объективных
физических критериев достоверности, были получены новые сечения парциальных
реакций, не зависящие от проблем разделения нейтронов по множественности (рис.
2).
Было установлено, что основной причиной недостоверности экспериментальных данных
Сакле является сложная и неоднозначная связь множественности нейтронов с их
кинетической энергией. Это справедливо и для данных Ливермора, ещё большая
недостоверность которых обусловлена тем, что большая часть нейтронов из реакции
(γ, 1n) была утеряна. Если с учетом такой потери
нейтронов провести процедуру нормировки экспериментальных данных Ливермора на
экспериментальные данные Сакле, то обнаружится, что данные, полученные при
оценке, основанной на скорректированных данных Ливермора, почти не отличаются от
данных, оцененных с помощью данных Сакле, и их недостоверность обусловлена
аналогичными погрешностями сортировки нейтронов по множественности.
Работа
поддержана грантом
Фонда развития теоретической физики и математики «БАЗИС»
№18-2-6-93-1.
Оцененные сечения реакций SIG(g, nXn) и SIG(g, 2nXn) на изотопах олова
112,114,116,117,118,119,120,122,124Sn, В.В. Варламов, Б.С. Ишханов, В.Н. Орлин, В.А. Четверткова, Изв.
РАН. Сер. физ. Т. 74. С. 875. 2010.
Новые данные по сечениям фотонейтронных реакций на ядрах 76,78,80,82Se, В.В.
Варламов, А.И.
Давыдов, Б.С. Ишханов,
Ядерная физика, издательство Наука (М.), том 82, № n1, с. 16-26, 2019.
The
reliability of photoneutron cross sections for 90,91,92,94Zr,
V.V.Varlamov, A.I.
Davydov, B.S.
Ishkhanov, V.N.
Orlin., European
Physical Journal A, Springer Verlag (Germany), 54, с. 74-83, 2018.
Photoneutron cross sections of I, Ce, Sm, Er, and Lu, R. Bergere,
H. Beil, P. Carlos, A. Veyssiere
Nuclear Physics A 121(2):
463-480, 1968.
Photoneutron Cross Sections of 141Pr and 127I from
Threshold to 33 MeV, R. L. Bramblett, J. T. Caldwell, B. L. Berman, R. R.
Harvey, and S. C. Fultz Phys. Rev. 148, 1198, 1966.6.
Photoneutron reaction cross-section data for 75As:
Experiments and evaluation, V.V. Varlamov, A.I. Davydov, V.D.
Kaidarova, V.N. Orlin, Physical Review C - Nuclear Physics, 99, 2, 2019
интегральных
сечений парциальных реакций
(3)
