Эксперименты на ISOLDE A.E. Barzakh, D.V. Fedorov, V.S. Ivanov, P.L. Molkanov,

Эксперименты на ISOLDE
A.E. Barzakh, D.V. Fedorov,
V.S. Ivanov, P.L. Molkanov,
M.D. Seliverstov, Yu.M. Volkov
IS 456:
Study of polonium isotopes ground state properties
by simultaneous atomic- and nuclear-spectroscopy
IS 466:
PhysicsWorld.com 10.12.10 IOP site
ScienceNews
02.10.10
Identification and systematical studies
of the electron-capture
Scientific American 01.12.10
delayed fission (ECDF) in the
lead region
NatureNews 01.12.10
Part I: ECDF of 178,180 Tl
ISOLDE Proposal:
Shape coexistence in the lightest Tl isotopes
studied by laser spectroscopy
Участие ПИЯФа:
1. Обеспечение работы лазерного ионного источника;
2. Системы сканирования узкополосного лазера и
регистрации сигнала с цилиндра Фарадея;
3. Обработка данных по измерению оптических спектров;
4. Интерпретация полученных результатов;
5. Разработка предложения по лазерноспектроскопическому исследованию изотопов Tl.
ionization efficiency ~ 15%
E. Ye. Berlovich and Yu. N. Novikov, Phys. Lett. B29, 155 (1969)
Two areas in the nuclear chart were identified where DF is experimentally
accessible: the U region and a region near the very neutron-deficient Pb isotopes.
N/Z = 1,25 for 180Hg,
in contrast to a typical ratio of N/Z = 1,55–1,59 in the U region.
Bf(Hg)
Q (Tl)
180Hg) = 0.6 MeV (calculation) (? Dubna 1992)
QEC(180Tl) − Bf (EC
QEC(178Tl) − Bf (178Hg) = 1.9 MeV (calculation)
QEC(182Tl) − Bf (182Hg) = -0.5 MeV (calculation)
In total, approximately ~1200 singles ECDF decays of 180Tl were detected,
~350 of which being observed as double-fold fission-fission coincident events.
A new ECDF branching ratio of PECDF=3,6(7)·10-5 was deduced for the parent nucleus
180Tl, which is much higher and much more precise than the previously estimated value
of PECDF~10-(7±1) (Dubna, 1992).
In low-energy fission (including β- or EC-delayed fission) for nuclei from Fm to U
asymmetric fission dominate over symmetric fission due to influence of doubly magic
132 Sn. Below Th (Th, At) only symmetric fission has been found.
180
90
For 80 Hg symmetrical split in two semi-magic 40 Zr nuclei
was expected before the experiment.
0
10
44
80
36
Kr
90 Z
40
Ru
r
P. Möller’s calculations (2D projection of the total 5D picture):
mass asymmetry at the bottom of the valley is
108/72 (rather close to the observed 100/80 value)
Pb
Po
1500
1000
500
0
800
 
   
1,0
 
 
   
 
   
0,4
208
Po
Po
Po
0.0
0.4
0,2
0.2
0,0
-0,2
-0,4
N = 126
-0,6
105
210
0.4
ion current
 r2 , fm2
0,6
0
0.6
0.4
0.2
0.0
0.8
Po
216
400
   
0,8
218
115
120
125
130
135
204
1000
0
20000
202
Po
Po
0
4000
2000
N
Po
0.0
2000
10000
110
206
200
Po
0
4000
2000
198
Po
0
50000
196
Po
0
1.0
0.5
194
Po
0.0
100
192
T1/2 =33 ms
<1 ion/s
50
Po
0
11853.2
11853.4
11853.6
Wavenumber, cm
11853.8
-1
11854.0
δ<r2>, fm2
Angular-momentum projected configuration-mixing method starting with Skyrme
interaction SLy4 in the mean-field channel and a density-dependent zero-range pairing
force (discretized Hill-Wheeler equation without any additional parameters)
The increasing softness of the deformation energy surfaces, when going down from
210Po to 194Po, leads to collective ground-state wave functions of increasing spread over
oblate, prolate and spherical shapes. For 192,190Po, the ground-state wave function
becomes centered around an oblate minimum in the deformation energy surface.
-0,2
,
,
-0,4
 n.m.)
-0,6
Pb, I = 13/2
Pb, I = 3/2
Hg, I = 13/2
Po, I = 3/2
Po, I = 13/2
-0,8
-1,0
1i13/2
-1,2
3p3/2
-1,4
-1,6
100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120 122 124
N
1000
207
800
N
0,4
IRIS
600
12000
0,2
-10000
-5000
0
5000
10000
15000
10000
205
8000
N
6000
4000
0,0
2000
0
20000
-0,2
-10000
-5000
0
5000
10000
15000
15000
203
10000
N
0
-10000
-5000
0
0
-0,6
-0,8
2000
1500
N
-1,0
1000
500
-1,2
5000
10000
15000
…
<r >N, N
5000
-0,4
2
region of interest
preliminary
450
Hg ground states
Hg isomers
Tl ground states
182
Tl isomers
-10000
-5000
0
5000
10000
15000
ISOLDE
400
350
300
250
181
N
200
150
100
98 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120 122 124 126 128
50
0
45
-10000
-5000
0
5000
10000
15000
40
N
35
30
25
N
20
180
15
10
5
0
-10000
-5000
0
5000
10000
Frequency, MHz
15000
Выводы
1. Продолжено исследование области сосуществования форм вблизи Z=82.
Результаты, полученные для цепочки ядер Po свидетельствуют, в
частности, о значительном смешивании сферических и
деформированных (как oblate, так и prolate) конфигураций в основных
состояниях удаленных изотопов Po, что требует для описания этих
состояний выхода за рамки модели Хартри-Фока.
2. Подтверждено существование у 180Tl ветки запаздывающего деления
(ECDF), определена вероятность такого распада (PECDF=3,6(7)·10-5) –
впервые для ядер со столь малым N/Z. Обнаружено новое, неожиданное
явление – асимметричное деление 180Hg, не связанное, как в
трансурановой области, с влиянием магичности осколков. Для описания
данного феномена требуется развитие микроскопической динамической
модели деления.
3. В развитие изучения сосуществования форм вблизи Z=82, а также для
уточнения характеристик ядра 180Tl, необходимых для детального
понимания его асимметричного запаздывающего деления, предложено
лазерно-спектроскопические
исследования
изотопов
4. провести
Начато лазерно-спектроскопическое
исследование
At:цепочки
поиск схемы
Tl,
причем измерения
длястабильных
А=184–207изотопов.
целесообразно
проводить на
ионизации
элемента без
Нейтроно-дефицитные
ИРИСе,
А=178–183 – на кандидаты
ИЗОЛДе. Предварительные
эксперименты
изотопы аAtдля
– первоочередные
как для поиска и изучения
(как
на ИРИСе, так
и на ИЗОЛДе)
свидетельствуют
об осуществимости
запаздывающего
деления,
так и для
продолжения исследований
данного
проекта). форм.
сосуществования