ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА, 2020, том 83, № 3, с. 200-207

ЯДРА

ИЗМЕРЕНИЕ ВЫХОДОВ И УГЛОВЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ

γ-КВАНТОВ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ

НЕЙТРОНОВ С ЭНЕРГИЕЙ 14.1 МэВ С ЯДРАМИ ХРОМА

В. М. Быстрицкий¹⁾, Т. Ю. Третьякова^1),4), И. Н. Русков²⁾, В. Р. Ской¹⁾,

С. Дабылова^1),5), Ф. А. Алиев^1),6), K. Храмко^1),7), Н. А. Гундорин¹⁾, И. Д. Дашков³⁾,

Е. П. Боголюбов⁸⁾, Д. И. Юрков⁸⁾, В. И. Зверев⁸⁾, А. Ганди⁹⁾, А. Кумар⁹⁾

Поступила в редакцию 25.12.2019 г.; после доработки 25.12.2019 г.; принята к публикации 25.12.2019 г.

При использовании метода меченых нейтронов на установке TANGRA (TAgged Neutrons and Gamma

RAys) в Лаборатории нейтронной физики Объединенного института ядерных исследований (ЛНФ

ОИЯИ) на стандартном нейтронном генераторе ИНГ-27 проведено исследование реакции неупругого

рассеяния нейтронов с энергией 14.1 МэВ на ядрах хрома. Определены энергии видимых γ-переходов,

образующихся в различных реакциях нейтронов с ядрами хрома, и их парциальные сечения. Приведен

анализ результатов измерения углового распределения γ-квантов для⁵²Cr и сравнение с результатами

других опубликованных экспериментальных работ.

DOI: 10.31857/S0044002720030095

1. ВВЕДЕНИЕ

Хром, наряду с железом и никелем, является

важным компонентом нержавеющей стали, широко

При исследовании процессов с использованием

используемой в качестве конструкционного мате-

быстрых нейтронов крайне важен учет их неупру-

риала в самых различных областях и, в первую

гого рассеяния. Поскольку в неупругом рассеянии

очередь, в атомной энергетике. В настоящей работе

энергетические потери существенно выше, чем в

представлены экспериментальные результаты по

упругом, а угловые распределения продуктов рас-

изучению γ-излучения, возникающего в неупругом

сеяния значительно различаются, точные данные о

рассеянии монохроматичных нейтронов с энергией

неупругом рассеянии быстрых нейтронов, а также

14.1 МэВ на ядрах хрома, в первую очередь на изо-

сопутствующем ему γ-излучении востребованы для

многих технических задач, связанных с радиацион-

топе⁵²Cr в силу его высокой распространенности

ной стойкостью материалов, с вопросами дозимет-

(83.8%).

рии и радиационной защиты.

Благодаря компактности источников нейтронов

¹⁾Объединенный институт ядерных исследований, Дубна,

с энергией 14 МэВ, неупругое рассеяние быстрых

Россия.

нейтронов получило широкое практическое при-

²⁾Институт ядерных исследований и ядерной энергетики

менение [1]. Помимо прикладных задач, информа-

Болгарской академии наук, София, Болгария.

ция о реакциях типа (n, Xγ), происходящих при

³⁾Московский государственный университет им. М. В. Ло-

энергии нейтронов 14.1 МэВ на легких и средних

моносова, физический факультет, Москва, Россия.

⁴⁾Научно-исследовательский институт ядерной физики

по массе ядрах, необходима для фундаментальных

им. Д. В. Скобельцына Московского государственного

исследований тестирования теоретических моделей

университета им. М. В. Ломоносова, Москва, Россия.

и для уточнения лежащих в основе модельных

⁵⁾Евразийский национальный университет им. Л. Н. Гуми-

расчетов параметризаций [2].

лева, Нур-Султан, Казахстан.

⁶⁾Институт геологии и геофизики Национальной Академии

В ЛНФ ОИЯИ в рамках международной кол-

наук Азербайджана, Баку, Азербайджан.

лаборации TANGRA была создана установка для

⁷⁾Институт химии Академии наук Молдовы, Кишинев, Рес-

изучения неупругого взаимодействия нейтронов с

публика Молдова.

энергией 14.1 МэВ с атомными ядрами, использу-

⁸⁾Всероссийскийнаучно-исследовательскийинститутавто-

матики им. Н. Л. Духова, Москва, Россия.

ющая метод меченых нейтронов (ММН) [3, 4]. Суть

⁹⁾Бенаресский индуистский университет, Варанаси, Индия.

данного подхода заключается в следующем: при

^*E-mail: dimitar@nf.jinr.ru

бомбардировке тритиевой мишени потоком дейтро-

200

ИЗМЕРЕНИЕ ВЫХОДОВ И УГЛОВЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ

201

нов с энергией порядка 80 кэВ в ходе реакции

γ-квантов:

“Ромашка” на основе детекторов

NaI [9], “Ромаша” с применением детекторов из

d(t, α)n

(1)

кристаллов германата висмута Bi₄Ge₃O₁₂ (BGO)

образуются быстрые моноэнергетические нейтро-

с возможностью расположения их в кольцевой

ны с энергией 14.1 МэВ и α-частицы с энерги-

геометрии

[6] либо вариант с использованием

ей 3.5 МэВ, испускаемые практически в проти-

детектора из сверхчистого германия (HPGe). Изу-

воположных направлениях. Регистрация α-частиц

чение реакции неупругого рассеяния нейтронов на

происходит в совпадении с характеристическим

Cr проводилось с использованием детектирующей

γ-излучением, возникающим в результате неупру-

системы “Ромаша” и конфигурации с детектором

гих реакций нейтронов с ядрами мишени, как на-

HРGe.

пример:

Портативный нейтронный генератор ИНГ-27

→ A.

(2)

производства ФГУП “ВНИИА” имеет встроенный

64-канальный кремниевый α-детектор, разделен-

Таким образом, фиксируя направление выле-

ный на восемь стрипов как в горизонтальном, так

та α-частицы, можно определить направление

и вертикальном направлении, благодаря чему фор-

вылета нейтрона. На практике “мечение” ней-

мируется 64 пучка меченых нейтронов с энергией

трона осуществляется с помощью позиционно-

14.1 МэВ. В проведенных измерениях из-за осо-

чувствительного α-детектора, встроенного в ней-

бенности геометрии образца были использованы

тронный генератор [5].

только четыре центральных стрипа по горизонтали

Информация о количестве нейтронов, падаю-

и восемь стрипов по вертикали (всего 32 пучка).

щих на образец, получаемая с помощью реги-

Нейтронная трубка в ее основной модификации

страции α-частиц, сопутствующих образованию

создает поток нейтронов, максимальная интен-

нейтронов в реакции (1), числе совпадений n-γ,

сивность которого составляет 5 × 10⁷ с-1 в 4π-

размерах мишени, а также эффективности реги-

геометрии.

страции γ-квантов позволяет корректно опреде-

лить дифференциальные сечения неупругих реак-

Установка проекта TANGRA на основе спек-

ций нейтронов с ядрами исследуемых изотопов,

трометра “Ромаша” (рис. 1) состоит из 18 сцин-

сопровождающихся испусканием γ-квантов опре-

тилляционных γ-детекторов на основе кристаллов

деленных энергий.

BGO диаметром 76 мм и толщиной 65 мм. Де-

Важными преимуществами ММН являются

текторы γ-квантов расположены в горизонтальной

возможность определять число испущенных ней-

плоскости по окружности радиусом 750 мм и шагом

тронов с высокой точностью, а также существенное

по углу 14^◦. В данной конфигурации отсутствует

снижение вклада фоновых событий в получаемые

дополнительная пассивная коллимация нейтрон-

γ-спектры. Основываясь на опыте предыдущих

ного пучка, падающего на мишень, что позволяет

экспериментов по неупругому рассеянию ней-

сократить расстояние от источника нейтронов до

тронов на легких ядрах [6-8], поставленных в

исследуемого образца до 125 мм.

рамках проекта TANGRA, в настоящей работе

Для получения энергетических спектров высо-

были выполнены измерения выходов и угловых

кого разрешения использовался γ-детектор на ос-

распределений γ-квантов в реакциях типа (n, Xγ),

нове HРGe диаметром 57.5 мм и толщиной 66.6 мм

где X = n^′, p, 2n, на ядрах хрома.

(рис. 2). Детектор располагался на минимально

возможном расстоянии от образца, что исключало

попадание прямых меченых нейтронов в детектор.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Для уменьшения фона от прямых нейтронов и

В проекте

“TANGRA” создано несколько

защиты детектора от повреждения быстрыми ней-

многофункциональных конфигураций эксперимен-

тронами использовался свинцовый коллиматор.

тальной установки с целью изучения различных

В качестве образца был применен порошкооб-

характеристик ядерных реакций с нейтронами

разный оксид хрома (III) (Cr₂O₃) естественного

энергии 14.1 МэВ. Источником нейтронов явля-

изотопного состава, помещенный в прямоугольный

ется портативный генератор меченых нейтронов

ИНГ-27, для регистрации γ-излучения использу-

алюминиевый контейнер размером 6 × 6 × 14 см³.

ются детекторы γ-квантов различных типов, для

Высота контейнера (14 см) была выбрана для за-

записи и предварительной обработки сигналов

хвата восьми меченых пучков нейтронов по верти-

используется система сбора и анализа данных

кали. Так как детекторы γ-квантов располагались в

(DAQ); в зависимости от цели эксперимента в

горизонтальной плоскости, соответствующие раз-

состав установки также могут входить коллима-

меры контейнера были оптимизированы с целью

тор и профилометр пучка быстрых нейтронов.

минимизации поглощения γ-квантов в образце.

Было разработано три системы детектирования

В программном пакете GEANT4 (GEometry ANd

ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 83

№3

2020

202

ГРОЗДАНОВ и др.

∅8

12.5

Рис. 2. Схема экспериментальной установки с HPGe:

1 — нейтронный генератор ИНГ-27, 2 —свинцовая

защита, 3 — HPGe γ-детектор, 4 — образец. Рассто-

яния даны в см.

Рис. 1. Схема экспериментальной установки “Ро-

маша”: 1 — нейтронный генератор ИНГ-27, 2 — ми-

шень, 3 — держатель мишени, 4 — алюминиевая рама

3. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

установки,5 — подставкидля детекторовγ-излучения,

ДАННЫХ

6 — детекторы γ-излучения, пронумерованные от 1 до

18. Расстояния даны в см.

Экспериментальные спектры γ-квантов, полу-

ченные в совпадении с мечеными нейтронами с

использованием детектора HPGe и одного из де-

текторов BGO, приведены на рис. 3. В эксперимен-

Tracking) было проведено моделирование экспе-

римента с целью оценки поглощения и рассеяния

те с HPGe-детектором проводилось определение

энергий γ-переходов, возникающих при взаимо-

γ-квантов и нейтронов в мишени, показавшее, что

для всех используемых меченых пучков искажение

действии нейтронов с энергией 14.1 МэВ с образ-

наблюдаемой анизотропии излучения γ-квантов в

цом, а также парциальных сечений (вероятностей

случае выбранных размеров контейнера не пре-

наблюдения) этих переходов. Испускаемые образ-

цом γ-кванты идентифицировались путем срав-

вышает 20%. Образец располагался на легкой

нения γ-спектров в окне совпадений с мечеными

алюминиевой подставке. Для определения фоновой

нейтронами, где присутствовали как линии, воз-

составляющей в γ-спектрах, возникающей в ре-

никающие в исследуемой реакции на хроме, так и

зультате взаимодействия нейтронов с подставкой и

фоновые линии, а вне этого окна — содержащие

другими конструкционными материалами установ-

только фоновые линии. Для анализа идентифици-

ки, проводилось отдельное измерение без образца.

рованных линий хрома измеренный энергетический

спектр разбивался на участки, которые были ап-

Все детекторы были прокалиброваны с помо-

проксимированы функцией, состоящей из суммы

щью стандартных источников γ-излучения. Для

плавной подложки и функций Гаусса, соответству-

сцинтилляционных детекторов BGO, у которых

ющих каждому из присутствующих на участке пи-

световыход и, соответственно, энергетическая ка-

ков. Выходы отдельных γ-линий определялись из

либровка не очень стабильны и зависят от тем-

площадей под соответствующими гауссианами с

пературы, загрузки и других внешних факторов,

учетом эффективности γ-детектора и вероятности

применялась дополнительная калибровка в реаль-

поглощения γ-квантов в образце. Поправочные

ном времени с использованием известных фоновых

коэффициенты были рассчитаны с помощью про-

линий, регистрируемых при измерении с образцом.

граммного пакета GEANT4.

Определение параметров угловых распределе-

Для сбора и предварительного анализа дан-

ний γ-квантов относительно направления падаю-

ных использовался компьютер с оцифровщиком

щего пучка нейтронов проводилось в эксперимен-

ADCM-32 на основе двух 16-канальных плат

те с детекторной системой “Ромаша” на основе

ADCM-16 [10].

сцинтилляторов BGO. Поскольку энергетическое

ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 83

№3

2020

ИЗМЕРЕНИЕ ВЫХОДОВ И УГЛОВЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ

203

10⁴

125

1434.1

647.5

320

1246.3

704.6

935.5

1333.6

744.2

10³

1530.7

1727.5

10²

500

1000

1500

2000

E_γ, кэВ

Рис. 3. Спектры γ-излучения, полученные при облучении образца Cr нейтронами с энергией 14.1 МэВ. Кривые:

жирная — спектр, измеренный с помощью сцинтилляционногодетектора BGO; тонкая — с детектором HPGe.

разрешение детекторов BGO не позволяет эф-

номам Лежандра:

фективно разделять пики полного поглощения γ-

∑

квантов близких энергий, угловые распределения

W (θ) = 1 + a_iP_i (cos θ),

(4)

были определены только для наиболее сильных

i=2

γ-переходов. Измеренные энергетические спектры

для каждого угла аппроксимировались с помощью

где a_i — коэффициенты разложения, J — мульти-

метода наименьших квадратов функцией, содержа-

польность γ-перехода, а индекс суммирования i

щей подложку от случайных совпадений, вклад от

принимает только четные значения.

взаимодействия нейтронов с детекторами BGO и

набор гауссианов в соответствии с наблюдаемы-

4. РЕЗУЛЬТАТЫ

ми пиками. Относительные вероятности испуска-

ния γ-квантов заданной энергии для данного угла

Спектры γ-квантов, образующихся при взаимо-

определялись из площади под соответствующим

действии нейтронов с энергией 14.1 МэВ с ядрами

гауссианом. Необходимые поправки на поглоще-

Cr, приведены на рис. 3 с указанием значений

ние γ-квантов в образце, а также эффективные

энергии наиболее сильных идентифицированных

телесные углы для каждого детектора были полу-

нами γ-переходов. В эксперименте с использо-

чены в результате моделирования в GEANT4.

ванием HPGe-детектора были выделены десять

γ-переходов, соответствующих реакциям типа

Для количественного описания анизотропии уг-

(n, Xγ), на ядрах наиболее распространенного

лового распределения γ-квантов вводится пара-

изотопа хрома⁵²Cr. Список выделенных γ-линий

метр анизотропии W (θ), определяемый следующим

с указанием реакции, в ходе которой они были

образом:

испущены, приведен в табл. 1. В таблице также

dσ_γ

σ_γ

приведены энергии γ-квантов и характеристики

W (θ).

(3)

начального и конечного состояния ядра для соот-

dΩ

4π

ветствующих переходов из базы ядерных данных

Полученные угловые распределения γ-квантов

Evaluated Nuclear Structure Data File (ENSDF)

обычно аппроксимируются разложением по поли-

[11].

ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 83

№3

2020

204

ГРОЗДАНОВ и др.

1.6

1.2

0.8

0.4

1.6

1.2

0.8

0.4

100

120

140

160

180

100

120

140

160

180

θ, град

Рис. 4. Угловые распределения γ-квантов для переходов в⁵²Cr(n, n^′γ)⁵²Cr Eγ = 935.5 кэВ (a), 1333.7 кэВ (б),

1434.1 кэВ (в) и 1530.7 кэВ (г). Треугольники — данные из работы [12], квадраты — данные из работы [14]; сплошная

кривая — аппроксимация данных полиномами Лежандра по формуле (4).

В табл. 1 приведены определенные в экспе-

< 4 МэВ и увеличение расхождений при описании

рименте парциальные сечения для соответствую-

результатов при E_n выше 10 МэВ. Вслед за резуль-

щих γ-линий в сравнении с данными [12] (E_n =

татами [2] сравнение данных нашего эксперимен-

= 14.2 МэВ), [13] (E_n = 14.8 МэВ) и [14] (E_n =

та с модельными расчетами также демонстрирует

= 14.6 МэВ). Приведенные в табл. 1 статистиче-

систематическую недооценку сечений рождения γ-

ские погрешности для полученных в данном экс-

квантов для большинства γ-переходов. Однако в

перименте парциальных сечений соответствуют од-

целом расчеты с использованием кода TALYS 1.9

ному стандартному отклонению. Систематические

хорошо описывают полученные сечения рождения

погрешности обусловлены неизбежными расхож-

γ-квантов в реакции⁵²Сr(n, n^′γ)⁵²Cr. Важно отме-

дениями геометрических и спектрометрических па-

тить, что расхождение между оценками и экспери-

раметров реальной установки и ее модели, ис-

ментальными данными для наиболее интенсивных

пользованной для расчета поправок при анали-

переходов (E_γ = 935.5, 1333.6 и 1434.1 кэВ), даю-

зе данных. Расхождение с результатами других

щих основной вклад в полное сечение рождения γ-

экспериментов может быть связано, в частности,

квантов, не превышает 18%. Неудовлетворитель-

с наличием систематических погрешностей как в

ное описание отдельных переходов может быть

нашей работе, так и в этих работах. Энергетическое

связано с недостаточно точными данными по коэф-

разрешение нашего эксперимента не позволяет

фициентам ветвления в используемых при расчетах

разделить линии с E_γ = 124.45 и 125.08 кэВ, обра-

базах данных по дискретным ядерным уровням [2],

зующиеся в реакции⁵²Cr(n, p)⁵²V, а также линии

что лишний раз свидетельствует о необходимости

с E_γ = 744.233 и 749.07 кэВ, соответствующие

уточнения имеющейся экспериментальной инфор-

реакциям⁵²Cr(n, n)⁵²Cr и⁵²Cr(n, 2n)⁵²Cr.

мации.

Угловые распределения γ-квантов, полученные

Для сравнения с полученными парциальными

для наиболее интенсивных линий c E_γ = 935.5 кэВ

сечениями в табл. 1 также приведены результаты

модельных расчетов, выполненных нами с исполь-

−-→ 2⁺¹), 1434.1 кэВ

зованием программы TALYS 1.9 [15]. Ранее в [2]

−----→ 2⁺¹), от-

было выполнено подробное сравнение результатов

расчетов по коду TALYS 0.64 (2004 г.) и экспе-

носящихся к реакции⁵²Cr(n, n^′)⁵²Cr, представ-

риментальных данных по неупругому рассеянию

лены на рис. 4. Измерения были выполнены на

нейтронов на изотопе⁵²Cr в широком диапазоне

установке “Ромаша” с кольцевой геометрией де-

энергий E_n < 18 МэВ. Было отмечено хорошее

текторов BGO. Для уменьшения статистической

совпадение модельных расчетов и эксперимен-

ошибки проведено усреднение данных, полученных

тальных данных при энергиях нейтронов E_n <

парой детекторов, стоящих под одним и тем же

ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 83

№3

2020

ИЗМЕРЕНИЕ ВЫХОДОВ И УГЛОВЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ

205

Таблица 1. Энергии γ-переходов E_γ , наблюдаемых при облучении нейтронами ядер Cr в сравнении с данными

ENSDF [11] (указаны: реакция образования перехода, энергия возбуждения E^∗, спин и четность J^π начального (i)

и конечного (f) состояний; парциальные сечения со статистической ошибкой приведены в сравнении с расчетами

с использованием TALYS 1.9 и экспериментальными результатами работ [12-14]; жирным шрифтом выделены

переходы, для которых определены угловые распределения)

σ, мбн

Eγ, кэВ

E^∗i, кэВ

E^∗f, кэВ

Eγ, кэВ

настоящая

(настоящая

Реакция

[11]

J^π

TALYS

[12]

[13]

[14]

работа)

работа

126 ± 3

124.45

⁵²Cr(n, p)⁵²V

141.61, 1⁺

17.155, 2⁺, 3⁺

28 ± 2

7.6

125.08

⁵²Cr(n, p)⁵²V

147.84, 4⁺

22.76, 4, 5⁺

14.4

321 ± 3

320.1

⁵²Cr(n, d)⁵¹V

320.1, 5/2⁺

0.0, 7/2^-

25 ± 3

10.3

14 ± 1

648 ± 3

647.47

⁵²Cr(n, n^′)⁵²Cr

3415.32, 4⁺

2767.77, 4⁺

77 ± 3

12.2

70 ± 4

747 ± 3

744.23

⁵²Cr(n, n^′)⁵²Cr

3113.86, 6⁺

2369.63, 4⁺

92 ± 3

63.5

128 ± 21

71 ± 4

749.07

⁵²Cr(n, 2n)⁵¹Cr

749.1, 3/2⁺

0.0, 7/2⁺

45.5

42 ± 1

937 ± 3

935.54

⁵²Cr(n, n^′)⁵²Cr

2369.63, 4⁺

1434.09, 2⁺

254 ± 4

236.9

221 ± 31

211 ± 26

237 ± 9

1249 ± 3

1246.28

⁵²Cr(n, n^′)⁵²Cr

3615.92, 5⁺

2369.63, 4⁺

46 ± 3

21.87

39 ± 4

1335 ± 3

1333.65

⁵²Cr(n, n^′)⁵²Cr

2767.77, 4⁺

1434.09, 2⁺

200 ± 4

163.1

239 ± 36

173 ± 29

205 ± 8

1436 ± 3

1434.07

⁵²Cr(n, n^′)⁵²Cr

1434.09, 2⁺

0.0, 0⁺

785 ± 6

761.5

757 ± 56

738 ± 51

783 ± 30

1533 ± 3

1530.67

⁵²Cr(n, 2n)⁵¹Cr

2964.79, 2⁺

1434.09, 2⁺

54 ± 5

32.9

74 ± 23

40 ± 3

1728 ± 3

1727.53

⁵²Cr(n, n^′)⁵²Cr

3161.74, 2⁺

1434.09, 2⁺

39 ± 3

18.9

26 ± 4

2040 ± 5

2038

⁵²Cr(n, n^′)⁵²Cr

3472.25, 3⁺

1434.09, 2⁺

18 ± 3

11.8

2339 ± 5

2337.44

⁵²Cr(n, n^′)⁵²Cr

3771.72, 2⁺

1434.09, 2⁺

14 ± 3

20.1

Таблица 2. Коэффициенты разложения по полиномам Лежандра для углового распределения γ-квантов, испуска-

емых в реакции⁵²Cr(n, n^′γ)⁵²Cr

a₂

a₄

E_γ, кэВ

Настоящая работа

[12]

[14]

Настоящая работа

[12]

[14]

935.5

0.365 ± 0.029

0.379

0.31 ± 0.09

-0.084 ± 0.043

0.153

0.12 ± 0.12

1333.7

0.125 ± 0.030

0.476

0.31 ± 0.09

0.144 ± 0.044

0.249

0.04 ± 0.12

1434.1

0.158 ± 0.013

0.173

0.12 ± 0.08

-0.042 ± 0.018

-0.077

0.04 ± 0.11

1530.7

-0.001 ± 0.092

0.04 ± 0.15

-0.07 ± 0.14

0.74 ± 0.18

углом рассеяния. Сплошная линия соответству-

в проведенном эксперименте удалось уменьшить

ет аппроксимации данных полиномами Лежандра

неопределенность в получении коэффициентов уг-

по формуле (4). Полученные параметры угловых

лового распределения. Значения коэффициентов

корреляций представлены в табл. 2 в сравнении

a₂ для всех γ-линий, кроме 1333.6 кэВ, находятся

с результатами [12] при E_n = 14.2 МэВ и рабо-

в хорошем соответствии между собой. Существен-

ты [14] (E_n = 14.6 МэВ). Следует отметить, что

ная неопределенность в значениях a₄, полученных

ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 83

№3

2020

206

ГРОЗДАНОВ и др.

в работе [14], не позволяет обсуждать степень

I. N. Ruskov, Yu. N. Kopatch, V. M. Bystritsky,

расхождения результатов вплоть до определения

V. R. Skoy, V. N. Shvetsov, F. J. Hambsch,

знака данного коэффициента.

S. Oberstedt, R. Capote Noy, P. V. Sedyshev,

D. N. Grozdanov, I. Zh. Ivanov, V. Yu. Aleksakhin,

E. P. Bogolubov, Yu. N. Barmakov, S. V. Khabarov,

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

A. V. Krasnoperov, A. R. Krylov, et al., Phys. Proc.

64, 163 (2015).

На установке TANGRA с использованием мето-

да меченых нейтронов на пучке стандартного пор-

V. Yu. Aleхakhin, V. M. Bystritsky, N. I. Zamyatin,

тативного нейтронного генератора ИНГ-27 прове-

E. V. Zubarev, A. V. Krasnoperov, V. L. Rapatsky,

дено исследование реакции неупругого рассеяния

Yu. N. Rogov, A. B. Sadovsky, A. V. Salamatin,

нейтронов с энергией 14.1 МэВ на ядрах хрома.

R. A. Salmin, M. G. Sapozhnikov, V. M. Slepnev,

Было идентифицировано девять γ-переходов,

S. V. Khabarov, E. A. Razinkov, O. G. Tarasov, and

соответствующих реакции неупругого рассеяния

G. M. Nikitin, Nucl. Instrum. Methods A 785, 9

нейтронов на⁵²Cr, а также несколько переходов,

(2015).

связанных с реакциями⁵²Cr(n, p)⁵²V,⁵²Cr(n, d)⁵¹V

Д. Н. Грозданов, Н. А. Федоров, В. М. Быстрицкий,

и⁵²Cr(n,2n)⁵¹Cr. Сравнение полученных парци-

Ю. Н. Копач, И. Н. Русков, В. Р. Ской, Т. Ю. Тре-

альных сечений образования γ-квантов для на-

тьякова, Н. И. Замятин, Д. Ван, Ф. А. Алиев,

блюдаемых переходов с данными других экспери-

К. Храмко, А. Ганди, А. Кумар, С. Дабылова,

ментов и модельными расчетами по коду TALYS

Е. П. Боголюбов, Ю. Н. Бармаков, ЯФ 81, 548

1.9 показало хорошее соответствие между собой

(2018) [Phys. At. Nucl. 81, 588 (2018)].

как экспериментальных, так и расчетных сечений

для наиболее интенсивных переходов с E_γ = 935.5,

N. A. Fedorov, D. N. Grozdanov, V. M. Bystritsky,

1333.6 и 1434.1 кэВ при некотором занижении

Yu. N. Kopach, I. N. Ruskov, V. R. Skoy,

T. Yu. Tretyakova, N. I. Zamyatin, D. Wang,

сечений в модельных расчетах. Более явные рас-

хождения полученных результатов для остальных

F. A. Aliev, C. Hramco, A. Gandhi, A. Kumar,

S. Dabylova, E. P. Bogolubov, and Yu. N. Barmakov,

линий свидетельствуют о необходимости уточне-

ния экспериментальных данных по дискретным γ-

EPJ Web Conf. 177, 02002 (2018).

линиям, используемым в базах данных.

Н. А. Федоров, Т. Ю. Третьякова, В. М. Быст-

Для наиболее интенсивных линий с E_γ = 935.5,

рицкий, Ю. Н. Копач, И. Н. Русков, В. Р. Ской,

1333.6, 1434.1 и 1530.7 кэВ, относящихся к реак-

Д. Н. Грозданов, Н. И. Замятин, В. Дунмин,

ции⁵²Cr(n, n^′)⁵²Cr, определены параметры угло-

Ф. А. Алиев, К. Храмко, А. Кумар, А. Ганди, С. Даб-

вой анизотропии вылета γ-квантов относительно

ылова, Д. И. Юрков, Ю. Н. Бармаков, ЯФ 82, 297

направления нейтронного пучка. Полученные зна-

(2019) [Phys. At. Nucl. 82, 343 (2019)].

чения параметров в целом согласуются с извест-

ными литературными данными, однако для неко-

В. М. Быстрицкий, Д. Н. Грозданов, А. О. Зон-

тиков, Ю. Н. Копач, Ю. Н. Рогов, И. Н. Русков,

торых линий наблюдаются существенные различия

А. Б. Садовский, В. Р. Ской, Ю. Н. Бармаков,

преимущественно в определении коэффициента a₄.

Следует отметить, что использованная нами мето-

Е. П. Боголюбов, В. И. Рыжков, Д. И. Юрков,

дика эксперимента позволила повысить точность

Письма в ЭЧАЯ 13, 793 (2016) [Phys. Part. Nucl.

определения параметров угловой анизотропии γ-

Lett. 13, 504 (2016)].

квантов и существенно уменьшить неопределен-

10.

http://afi.jinr.ru/ADCM16- LTC

ность значений данного коэффициента.

11.

Y. Dong and H. Junde, Nucl. Data Sheets 128, 185

(2015).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. V. Valkovi ´c,

MeV Neutrons. Physics and

12.

U. Abbondanno, R. Giacomich, M. Lagonegro, and

Applications (Taylor & Francis Group, Boca Raton,

G. Pauli, J. Nucl. Energy 27, 227 (1973).

2016).

13.

T. Yamamoto, Y. Hino, S. Itagaki, and K. Sugiyama,

2. L. C. Mihailescu, C. Borcea, A. J. Koning, and

J. Nucl. Sci. Technol. 15, 797 (1978).

A. J. M. Plompen, Nucl. Phys. A 786, 1 (2007).

14.

P. Oblo ˇzinsk ´y, S. Hlav ´a ˇc, G. Maino, and A. Mengoni,

3. В. М. Быстрицкий, В. Валкович, Д. Н. Грозданов,

А. О. Зонтиков, И. Ж. Иванов, Ю. Н. Копач,

Nuovo Cimento A 105, 965 (1992).

А. Р. Крылов, Ю. Н. Рогов, И. Н. Русков, М. Г. Са-

15.

A. J. Koning, D. Rochman, J.-Ch. Sublet, N. Dzy-

пожников, В. Р. Ской, В. Н. Швецов, Письма в

siuk, M. Fleming, and S. van der Marck, Nucl. Data

ЭЧАЯ 12, 486 (2015) [Phys. Part. Nucl. Lett. 12, 325

(2015)].

Sheets 155, 1 (2019).

ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 83

№3

2020

ИЗМЕРЕНИЕ ВЫХОДОВ И УГЛОВЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ

207

MEASUREMENT OF YIELDS AND ANGULAR DISTRIBUTIONS

OF γ QUANTA FROM THE INTERACTION OF 14.1-MeV NEUTRONS

WITH CHROMIUM

D. N. Grozdanov^1),2), N. A. Fedorov^1),3), Yu. N. Kopatch¹⁾, V. M. Bystritsky¹⁾ ,

T. Yu. Tretyakova^1),4), I. N. Ruskov²⁾, V. R. Skoy¹⁾, S. Dabylova^1),5), F. A. Aliev^1),6),

K. Hramco^1),7), N. A. Gundorin¹⁾, I. D. Dashkov³⁾, E. P. Bogolyubov⁸⁾, D. I. Yurkov⁸⁾,

V. I. Zverev⁸⁾, A. Gandhi⁹⁾, A. Kumar⁹⁾

¹⁾Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia

²⁾Institute for Nuclear Research and Nuclear Energy of the Bulgarian Academy of Sciences,

Sofia, Bulgaria

³⁾Department of Physics, Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

⁴⁾Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

⁵⁾L. N. Gumilyov Eurasian National University, Nur-Sultan, Kazakhstan

⁶⁾Institute of Geology and Geophysics Azerbaijan National Academy of Sciences,

Baku, Azerbaijan

⁷⁾Institute of Chemistry of Moldova Academy of Sciences, Chisinau, Republic of Moldova

⁸⁾Dukhov All-Russia Research Institute of Automatics, Moscow, Russia

⁹⁾Banaras Hindu University, Varanasi, India

Using the tagged neutron method at the TANGRA (TAgged Neutrons and Gamma RAys) facility at Frank

Laboratory of Neutron Physics of the Joint Institute for Nuclear Research (JINR) based on the ING-27

standard neutron generator, a study of the 14.1-MeV inelastic neutron scattering reaction on chromium

nuclei was carried out. The energies of visible gamma transitions formed in various reactions of neutrons

with chromium nuclei and their partial crosssections are determined.The analysis of the results of γ-quanta

angular distribution measuring for⁵²Cr and a comparison with the results of other published experimental

works are presented.

ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 83

№3

2020