ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА, 2021, том 84, № 4, с. 278-289
ЯДРА
ФОТОНЕЙТРОННЫЕ РЕАКЦИИ НА ЯДРЕ51V:
СИСТЕМАТИЧЕСКИЕ ПОГРЕШНОСТИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
И НОВЫЕ ОЦЕНЕННЫЕ ДАННЫЕ
© 2021 г. В. В. Варламов1)*, А. И. Давыдов2), В. Н. Орлин1)
Поступила в редакцию 22.07.2020 г.; после доработки 22.07.2020 г.; принята к публикации 22.07.2020 г.
С помощью объективных физических критериев показано, что сечения парциальных фотонейтронных
реакций на ядре51V, полученные с использованием метода разделения фотонейтронов по множе-
ственности в основном в Ливерморе (США) и Сакле (Франция), не являются достоверными вслед-
ствие присутствия в них значительных систематических погрешностей. В рамках экспериментально-
теоретического метода оценены новые сечения таких реакций, удовлетворяющие критериям достовер-
ности данных. Детально проанализированы расхождения оцененных и экспериментальных сечений
реакций. Установлено, что в случае относительно легкого ядра51V основной причиной существенных
систематических погрешностей процедуры идентификации нейтронов из реакций (γ, 1n), (γ, 1n1p) и
(γ, 2n), использованной в Ливерморе, является отсутствие учета роли реакции (γ, 1n1p).
DOI: 10.31857/S0044002721030156
1. ВВЕДЕНИЕ
〈R(2n)〉 = 〈σинтСакле(γ, 2n)/σинтЛивермор(γ, 2n)〉 = 0.83.
Поскольку при таких больших систематических
Одной из давних и широко известных специа-
погрешностях, намного превышающих достигну-
листам проблем экспериментальных исследований
тые статистические точности (∼5-10%), неясно,
фоторасщепления атомных ядер является причина
какие именно сечения являются достоверными и
существенных систематических расхождений меж-
могут (должны!) применяться в исследованиях и
ду экспериментальными сечениями парциальных
приложениях, экспериментальные сечения парци-
реакций (γ, 1n), (γ, 2n) и (γ, 3n), полученны-
альных реакций для большого числа ядер (59Co,
ми в Ливерморе (США) и Сакле (Франция)
63,65Cu,75As,80Se,90-94Zr,115In,112-124Sn,133Cs,
с помощью метода разделения фотонейтронов
138Ba,159Tb,181Ta,186-192Os,197Au,208Pb,209Bi
по множественности [1-3]. Для
19
ядер
(51V,
и некоторые другие) были проанализированы с ис-
75As,
89Y,
90Zr,
115In,
116,117,118,120,124Sn,
127I,
пользованием объективных физических критериев
133Cs,
159Tb,
165Ho,
181Ta,
197Au,
208Pb,
232Th,
достоверности данных по сечениям парциальных
фотонейтронных реакций. В качестве таких крите-
238U), исследованных в обеих лабораториях, было
риев были предложены [7-9] следующие:
установлено [4-6], что, несмотря на значительный
- отношения сечений конкретных парциальных
разброс данных, как правило, сечения реакции
реакций σ(γ, in) к сечению реакции выхода нейтро-
(γ, 1n) имеют заметно б ´ольшие (до 100%) величины
нов σ(γ, xn)
в Сакле, тогда как сечения реакции (γ,2n) —
напротив, в Ливерморе. Средние значения со-
(1)
Fi = σ(γ, in)/σ(γ, xn) =
ответствующих интегральных сечений для рас-
= σ(γ,in)/[σ(γ,1n) + 2σ(γ,2n) +
сматриваемых реакций существенно различаются:
+ 3σ(γ, 3n) + . . . ],
〈R(n)〉 = 〈σинтСакле(γ, 1n)/σинтЛивермор(γ, 1n)〉 = 1.08,
,
полученные по экспериментальным данным, Fэкспi
1)Научно-исследовательский институт ядерной физики
в соответствии с определением не должны превы-
имени Д.В. Скобельцына Московского государственного
шать значений 1.00, 0.50, 0.33 соответственно для
университета имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия.
i = 1, 2 и 3;
2)Московский государственный университет имени
- отношения Fэкспi (и соответствующие им се-
М.В. Ломоносова, физический факультет, Москва,
Россия.
чения парциальных реакций) определенно должны
*E-mail: Varlamov@depni.sinp.msu.ru
быть положительными;
278
ФОТОНЕЙТРОННЫЕ РЕАКЦИИ НА ЯДРЕ
279
– отношения Fэкспi не должны заметно отли-
и использованных нейтронных детекторов [8, 22],
а также с некоторыми техническими проблемами
чаться от значений Fтеорi, рассчитываемых в рам-
экспериментов Ливермора.
ках комбинированной модели фотоядерных реак-
ций (КМФЯР) [10, 11].
Кроме того, было установлено, что в случаях
Значения Fэкспi, не удовлетворяющие хотя бы
некоторых ядер, прежде всего,75As [9],127I,181Ta
одному из предложенных критериев, свидетель-
[13],208Pb, дополнительно наблюдаются система-
ствуют о том, что сечения парциальных реакций
тические расхождения результатов экспериментов
получены с существенными систематическими по-
в Ливерморе и Сакле, имеющие совершенно иную
грешностями и вследствие этого не могут считаться
причину. В случаях этих ядер обнаружены суще-
достоверными.
ственные расхождения между данными Ливермора
На основании анализа значений Fэкспi для боль-
и Сакле (а также и данными, оцененными с помо-
шого количества указанных выше ядер было уста-
щью экспериментально-теоретического метода) не
новлено, что во многих случаях экспериментальные
только для сечений парциальных реакций, но и для
сечения парциальных реакций, полученные как в
сечения реакции выхода нейтронов σэксп(γ, xn) и
Ливерморе, так и в Сакле, не являются досто-
сечения полной фотонейтронной реакции
верными. Во многих сечениях либо присутствуют
физически запрещенные отрицательные значения,
σэксп(γ,Sn) = σэксп(γ,1n) +
(3)
либо значения Fэкспi заметно превышают указан-
+ σэксп(γ,2n) + σэксп(γ,3n)
ные выше физические пределы или существенно
даже в области малых энергий (до порога B2n ре-
отличаются от значений Fтеорi [5-9, 12-21].
акции (γ, 2n)), в которой имеются нейтроны толь-
Для оценки того, как могут выглядеть сече-
ко из реакции (γ, 1n), проблемы множественно-
ния парциальных реакций при достаточно до-
сти нейтронов отсутствуют, и сечения σэксп(γ, 1n),
стоверных сечениях реакции выхода нейтронов
σэксп(γ,xn) и σэксп(γ,Sn) должны быть идентич-
σ(γ, xn) [2], был предложен [7] экспериментально-
ными. Было показано, что расхождения в десятки
теоретический метод, в котором сечения парциаль-
процентов величины могут быть объяснены только
ных реакций, удовлетворяющих физическим кри-
техническими проблемами экспериментов Ливер-
териям достоверности, определяются следующим
образом:
мора для этих ядер, в результате которых значи-
тельная часть нейтронов из реакции (γ, 1n) была
σоцен(γ,in) = Fтеорiσэксп(γ,xn) =
(2)
потеряна.
= [σтеор(γ, in)/σтеор(γ, xn)]σэксп(γ, xn),
Еще одна разновидность причин обсуждаемых
систематических расхождений результатов разных
т.е. практически не зависят от проблем экспе-
экспериментов была установлена [21] в случае от-
риментального разделения нейтронов по множе-
ственности, поскольку сечения реакции выхода
носительно легкого ядра59Co, для которого были
σэксп(γ,xn) зависят от проблем множественности
выполнены два эксперимента в Ливерморе — ран-
весьма слабо, так как включают в себя нейтроны,
ний [23] и более поздний [24], в которых реализации
образующиеся во всех парциальных реакциях, а
метода разделения нейтронов по множественно-
отношения Fтеорi от этих проблем полностью не
сти существенно различались. В эксперименте [23]
идентификация множественности нейтрона суще-
зависят [4-6].
ственно зависела от места его детектирования в
Было установлено [5-9, 12-21], что в большин-
объеме детектора, а в эксперименте [24] эта зави-
стве случаев экспериментальные сечения парци-
симость была в значительной степени ослаблена.
альных фотонейтронных реакций, полученные и в
На основании детального анализа расхождений
Ливерморе и в Сакле, существенно отличаются от
между экспериментальными и оцененными сечени-
оцененных сечений. Было показано, что расхожде-
ями реакций было показано [21], что в случае ядра
ния обусловлены систематическими погрешностя-
59Co основную роль играет отсутствие в раннем
ми процедуры экспериментальной идентификации
эксперименте [23] учета вклада реакции (γ, 1n1p).
принадлежности регистрируемых нейтронов реак-
Согласно результатам расчетов в рамках КМФЯР
циям (γ, 1n), (γ, 2n) и (γ, 3n) в использовавшемся
в случаях относительно легких ядер сечение этой
методе разделения нейтронов по множественности,
фотопротонной реакции и по величине и по энер-
предусматривающем определение множественно-
гетическому положению оказывается весьма близ-
сти детектируемого нейтрона по его измеряемой
ким к сечению реакции (γ, 2n). Это очень важное
кинетической энергии. Были сделаны выводы о
том, что такие систематические погрешности мо-
обстоятельство, поскольку во всех экспериментах
гут иметь несколько разных причин, определен-
Ливермора и Сакле вследствие прямой регистра-
ным образом связанных с особенностями спек-
ции нейтрона фактически изучалась сумма ре-
тров нейтронов, образующихся в разных реакциях,
акций (γ, 1n) + (γ, 1n1p). Распределение энергии
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 84
№4
2021
280
ВАРЛАМОВ и др.
F1
1.2
а
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
F2
б
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
-0.2
10
15
20
25
30
B1n1p
B2n
E, МэВ
Рис. 1. Отношения Fэксп1 и Fэксп2, полученные для ядра51V с использованием экспериментальных данных Ливермора
([23], треугольники) и Сакле ([25], квадраты), в сравнении с результатами расчетов Fтеор1,2 (КМФЯР [10, 11], кривые).
возбуждения исследованного ядра между нейтро-
сравнении с результатами исследования этих реак-
ном и протоном в двухнуклонной реакции (γ, 1n1p)
ций на ядре59Co [23]. К тому же в случае ядра51V,
происходит приблизительно так же, как и меж-
в отличие от случая для ядра59Co, для которого
ду двумя нейтронами в двухнейтронной реакции
имелись лишь результаты двух экспериментов Ли-
(γ, 2n), однако в первой из них множественность
вермора, имеется и результат эксперимента Сакле
нейтрона равна 1, а во второй — 2. Присутствие в
[25], а также и сечение реакции выхода нейтронов,
случае относительно легких ядер в фотонейтрон-
полученное на пучке тормозного γ-излучения [26].
ных реакциях заметного количества нейтронов с
Настоящее исследование посвящено получению с
малыми энергиями, но с множественностью 1 вно-
помощью экспериментально-теоретического мето-
сило дополнительную неопределенность в процесс
да, основанного на использовании объективных
идентификации множественности нейтрона по его
физических критериев достоверности данных, но-
энергии.
вых сечений парциальных фотонейтронных реак-
Вследствие такой причины проблема система-
ций на ядре51V, наиболее легком из 19 упомянутых
тических погрешностей сечений парциальных фо-
выше ядер, и детальному обсуждению причин рас-
тонейтронных реакций на относительно легком яд-
хождений оцененных и экспериментальных сече-
ре51V представляет большой интерес, особенно в
ний реакций, полученных в разных экспериментах.
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 84
№4
2021
ФОТОНЕЙТРОННЫЕ РЕАКЦИИ НА ЯДРЕ
281
σ, мбн
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-10
10
15
20
25
30
B1n1p B2n
E, МэВ
Рис. 2. Сравнение экспериментальных ([23] — треугольники, [25] — квадраты, [26] — звезды) сечений реакции выхода
нейтроновσэксп(γ, xn) для ядра51V с сечением σтеор(γ, xn), рассчитанным в рамках КМФЯР [10, 11], — кривые. Кривые:
штриховая — данные до, сплошная — данные после дополнительной коррекции (см. далее).
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СЕЧЕНИЯ
что отношения Fэксп1,2 не содержат физически за-
ПАРЦИАЛЬНЫХ ФОТОНЕЙТРОННЫХ
прещенных отрицательных значений или значений,
РЕАКЦИЙ НА ЯДРЕ51V И ОБЪЕКТИВНЫЕ
превышающих соответствующие физически обу-
ФИЗИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ
словленные верхние пределы (соответственно 1.00
ДОСТОВЕРНОСТИ ДАННЫХ
и 0.50), отношения Fэксп1,2, полученные по данным
как Ливермора, так и Сакле, существенно отлича-
Как отмечалось во Введении, в качестве объек-
тивных физических критериев достоверности дан-
ются от отношений Fтеор1,2, рассчитанных в КМФЯР
ных по сечениям парциальных фотонейтронных
[10, 11], причем для данных Ливермора расхожде-
реакций были предложены [7] отношения Fi (1) се-
ния Fэксп1,2 и Fтеор1,2 весьма велики. Как отмечалось
чений определенных парциальных реакций σ(γ, in)
ранее, расхождения между теоретическими и экс-
к сечению реакции выхода нейтронов σ(γ, xn).
периментальными данными для отношений F яв-
Поскольку энергетические пороги B1n1p и B2n
ляются свидетельством того, что к достоверности
реакций51V(γ, 1n1p)49Ti и 51V(γ, 2n)49V очень
экспериментальных данных могут предъявляться
определенные претензии, весьма серьезные в слу-
близки, соответственно равны 19.0 и 20.4 МэВ,
чае данных Ливермора [23].
в обсуждаемой области энергий налетающих фо-
тонов до ∼30.0 МэВ должны быть учтены соот-
ношения между обеими реакциями. Так как по-
3. ОЦЕНКА НОВЫХ ДОСТОВЕРНЫХ
рог B1n1p относительно низок, во всей области
СЕЧЕНИЙ С ПОМОЩЬЮ
сравнения данных для реакции с вылетом одного
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-
и двух нейтронов для первой из них далее будет
ТЕОРЕТИЧЕСКОГО
использоваться обозначение “(γ, 1n) + (γ, 1n1p)”.
МЕТОДА
Сравнение отношений Fэксп1 и Fэксп2, полученных
С целью преодоления проблем систематических
соответственно для реакций (γ, 1n) + (γ, 1n1p) и
расхождений данных по сечениям парциальных
(γ, 2n) на ядре51V с использованием эксперимен-
реакций, полученных в разных экспериментах, был
тальных данных Ливермора [22] и Сакле [25], с
использован экспериментально-теоретический ме-
рассчитанными отношениями Fтеор1,2 [10, 11] пред-
тод [7] оценки сечений таких реакций (2), свобод-
ставлено на рис. 1. Видно, что, несмотря на то ный от погрешностей экспериментального метода
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 84
№4
2021
282
ВАРЛАМОВ и др.
Таблица 1. Экспериментальные [23, 25, 26] и теоретические [10, 11] интегральные сечения σинт (в МэВ мбн) и
центры тяжести Eц.т. (в МэВ) реакции выхода нейтронов σ(γ, xn) для ядра51V (рассчитанные до энергии Eинт =
= B2n = 20.39 МэВ)
σint
Ec.g.
Эксперимент НИИЯФ МГУ, Москва [26]
293.80 ± 2.43
17.84 ± 0.61
Эксперимент Ливермора [23]
316.67 ± 1.92
17.62 ± 0.41
Эксперимент Сакле [25]
330.43 ± 1.37
17.80 ± 0.29
Расчеты в КМФЯР [11, 12] до корректировки
354.34 ± 6.58
17.72 ± 1.39
Расчеты в КМФЯР после корректировки
327.34 ± 6.08
17.75 ± 1.39
Таблица 2. Интегральные сечения σинт (в МэВ мбн) оцененных сечений полной и парциальных фотонейтронных
реакций на ядре51V и экспериментальных сечений [23, 25], рассчитанные до энергии Eинт = 27.30 МэВ
Реакция
Ливермор [23]
Сакле [25]
Оценка
(γ, xn)∗
629.36 ± 4.44
663.92 ± 2.59
651.62 ± 8.00
(γ, Sn)
532.67 ± 4.36
588.56 ± 2.58
587.17 ± 7.54
(γ, 1n) + (γ, 1n1p)
434.29 ± 4.50
513.26 ± 2.15
522.73 ± 7.40
(γ, 2n)
96.66 ± 2.59
75.30 ± 1.42
64.45 ± 1.47
∗ Экспериментальное сечение реакции выхода нейтронов σ(γ, xn) [25], использованное в процедуре оценки (2).
разделения нейтронов по множественности. Новые
остальных экспериментальных [23, 25] сечений и
достоверные оцененные сечения были получены с
теоретического сечения, оно в дальнейшем не ис-
использованием экспериментальных сечений ре-
пользовалось.
акции выхода нейтронов σэксп(γ, xn) и отношений
Несмотря на то, что экспериментальное [25]
Fтеорi, рассчитанных в КМФЯР [10, 11] для боль-
и теоретическое [10, 11] сечения реакции выхода
шого количества ядер [5-9, 12-21].
нейтронов σ(γ, xn) достаточно близки, последнее
дополнительно слегка корректировалось для до-
Как отмечалось выше, в случае ядра51V данные
стижения еще лучшего согласия. С использовани-
по сечению реакции выхода нейтронов σэксп(γ, xn)
ем данных, приведенных в табл. 2, σтеор(γ, xn) было
были определены в трех экспериментах [23, 25, 26].
сдвинуто в сторону меньших энергий на величину
Для выбора среди них наиболее подходящего для
0.08 МэВ (17.80 МэВ-17.72 МэВ) и умножено
использования в процедуре оценки (2) в рамках
на коэффициент 0.93 (330.43/354.34). Соответ-
экспериментально-теоретического метода все три
ствующие изменениям, связанным с такой коррек-
экспериментальных сечения сравнивались (рис. 2)
тировкой, отношения Fтеорi были использованы в
с результатами расчетов в рамках КМФЯР [10, 11].
процедуре оценки (2) для получения новых сечений
Соответствующие данные для интегральных сече-
парциальных реакций σоцен(γ, 1n) + σоцен(γ, 1n1p)
ний и центров тяжести сравниваемых сечений при-
и σоцен(γ,2n). В результате их суммирования, ана-
ведены в табл. 1. Видно, что сечение σтеор(γ, xn),
логичного суммированию (3), было получено также
рассчитанное в КМФЯР, существенно отличает-
оцененное сечение полной фотонейтронной реак-
ся от результата эксперимента, выполненного в
ции (4) (см. ниже).
НИИЯФ МГУ на пучке тормозного γ-излучения,
в целом согласуется с результатами экспериментов
Все оцененные сечения реакций для ядра51V в
Ливермора и Сакле, тем не менее оказываясь го-
сравнении с экспериментальными данными Сакле
раздо ближе к последнему. Именно по этой причине
и Ливермора представлены на рис. 3. Соответ-
сечение реакции выхода нейтронов σэксп(γ, xn),
ствующие значения интегральных сечений реакций
полученное в Сакле [25], было в дальнейшем ис-
приведены в табл. 2. Данные рис. 3 и табл. 2
свидетельствуют о том, что:
пользовано в процедуре (2) оценки сечений в рам-
ках экспериментально-теоретического метода. По-
- в Сакле [25] интегральное сечение σинт для
скольку сечение [26] существенно отличается от реакции (γ, 1n) + (γ, 1n1p), рассчитанное по дан-
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 84
№4
2021
ФОТОНЕЙТРОННЫЕ РЕАКЦИИ НА ЯДРЕ
283
ным эксперимента, имеет величину, на 1.8% (513.26
против 522.73 МэВ мбн) меньшую по сравнению
σ, мбн
с величиной σинт для оцененного сечения, тогда
как для реакции (γ, 2n), напротив, величину, на
80
а
16.8% (75.30 против 64.45 МэВ мбн) б ´ольшую
по сравнению с величиной σинт для оцененного
60
сечения;
- в Ливерморе [23] σинт для реакции (γ,1n) +
+ (γ, 1n1p), рассчитанное по данным экспе-
40
римента, имеет величину, на
20.4%
(434.29 —
522.73
МэВ мбн) меньшую по сравнению с
20
величиной σинт для оцененного сечения, тогда как
для реакции (γ, 2n), напротив, имеет величину, на
50.0% (96.66 вместо 64.45 МэВ мбн) б ´ольшую
0
по сравнению с величиной σинт для оцененного
σ, мбн
сечения.
80
б
Обнаруженные значительные расхождения
(занижение экспериментального сечения реакции
60
(γ, 1n) и завышение экспериментального сечения
реакции (γ, 2n) по сравнению с соответствующими
оцененными сечениями) являются типичными [5-
40
9, 12-21] для данных Ливермора. Именно такие
расхождения наблюдались в случаях большого
20
количества среднетяжелых ядер, исследованных
ранее. Их основной причиной является недосто-
верное перемещение части нейтронов из реакции
0
(γ, 1n) в сечения реакции (γ, 2n) вследствие опре-
σ, мбн
деленных конструктивных особенностей детектора
80
в
нейтронов, которые будут описаны ниже.
Следует особо отметить, что наблюдаемые ана-
60
логичные (занижение экспериментального сечения
реакции (γ, 1n) и завышение экспериментально-
го сечения реакции (γ, 2n) по сравнению с со-
40
ответствующими оцененными сечениями), хотя и
незначительные расхождения, типичные для дан-
20
ных Ливермора, для данных Сакле являются нети-
пичными. Это свидетельствует о том, что в случае
ядра51V наряду с традиционным недостоверным
0
завышением сечения реакции (γ, 1n), вызванным
σ, мбн
описанными ниже особенностями детектора ней-
тронов, присутствует и нетрадиционное и более
г
сильное завышение сечения реакции (γ, 2n), свя-
20
занное с появлением дополнительного количества
нейтронов с малыми энергиями, которые отсут-
ствовали в случаях среднетяжелых ядер. С учетом
10
приведенных выше данных обо всех возможных в
исследуемой области энергий фотонов парциаль-
ных фотонейтронных реакциях, а также о реакции
выхода нейтронов следует сделать вывод о том, что
0
источником таких нейтронов может служить лишь
фотопротонная реакция (γ, 1n1p), вклад которой,
10
15
20
25
30
как отмечалось выше, в экспериментах Ливермора
B1n1p B2n
E, МэВ
и Сакле не учитывался.
С целью детального исследования всех при-
Рис. 3. Сравнение оцененных (кружки) и эксперимен-
чин обнаруженных расхождений между экспери-
тальных ([23] — треугольники, [25] — квадраты) сече-
ментальными и оцененными сечениями парциаль-
ний реакций на ядре51V. a — σ(γ, xn), б — σ(γ,Sn),
в —σ(γ,1n) + σ(γ,1n1p), г— σ(γ,2n).
ных реакций для ядра51V раздельно для реакций
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 84
№4
2021
284
ВАРЛАМОВ и др.
Δσ, МэВ
20
15
10
5
0
-5
-10
-15
10
15
20
25
30
B2n
E, МэВ
Рис. 4. Сравнение разностей Δσ (4) между оцененными и экспериментальными сечениями реакций (γ, 1n) + (γ, 1n1p) и
(γ, 2n) для51V. Символы: треугольники — реакция (γ, 1n) + (γ, 1n1p), ромбы — реакция (γ, 2n), данные Ливермора [23];
квадраты — реакция (γ, 1n) + (γ, 1n1p), кружки — реакция (γ, 2n), данные Сакле [25]. Обе кривые: реакция (γ, 1n1p),
расчетные данные КМФЯР [11, 12].
(γ, 1n) + (γ, 1n1p) и (γ, 2n) были получены разно-
двумя нейтронами интерпретировались как резуль-
сти
тат недостоверного перемещения части нейтронов
из реакции (γ, 2n) в реакцию (γ, 1n). Такое соот-
Δσ = σоцен - σэксп.
(4)
ношение полученных разностей свидетельствует о
Эти разности представлены на рис. 4 в сравнении
том, что в случае относительно легкого ядра51V
с сечением σ(γ, 1n1p), рассчитанным в КМФЯР
наряду с традиционным недостоверным завыше-
[10, 11]. Такое сравнение сделано в связи с тем,
нием некоторого количества нейтронов в канале
что результаты таких расчетов свидетельствуют
1n проявляется более существенное недостоверное
о том, что характеристики этого сечения весьма
завышение количества нейтронов в канале 2n. Как
близки к характеристикам сечения σ(γ, 2n). Так,
уже отмечалось выше, дополнительные нейтроны
максимум σ(γ, 1n1p) с величиной 12.03 мбн рас-
с малой энергией, близкой к энергии нейтронов
положен при энергии фотонов Eγ = 24.4 МэВ, а
из реакции (γ, 2n), в исследуемой области энергий
максимум σ(γ, 2n) с величиной 11.93 мбн — при
фотонов могут образовываться только в реакции
энергии Eγ = 23.6 МэВ.
(γ, 1n1p). Поскольку при этом они имеют мно-
жественность не 2, а 1, это может приводить к
Из данных рис. 4 видно, что разности Δσ (4),
возрастанию систематических погрешностей ста-
полученные для данных Сакле и Ливермора, разли-
тистического анализа событий с числом нейтронов
чаются существенным образом. В Сакле в области
1 и 2, использовавшегося для разделения реакций
энергий, больших B2n, сечение реакции с одним
(γ, 1n) и (γ, 2n).
нейтроном оказывается на величину ∼4-6 мбн
меньшей, а сечение реакции с двумя нейтронами
В случае данных Ливермора
[23] реакция
на величину ∼2-3 мбн б ´ольшей по сравнению
(γ, 1n1p) играет еще более существенную роль.
с соответствующими оцененными сечениями. Та-
Согласно данным рис. 3, 4 и табл. 2 при энергиях
ким образом, разности Δσ[(γ, 1n) + (γ, 1n1p)] и
Eγ > B2n разности Δσ (4) для реакций (γ,1n) +
Δσ(γ,2n) не выглядят друг относительно друга как
+ (γ, 1n1p) и (γ, 2n) имеют значения около 10-
“отражения в зеркале”, как это наблюдалось в тех
15 мбн, т.е. в 2.5-3.0 раза б ´ольшие, чем разности
случаях среднетяжелых ядер [5-9, 12-21], когда
для данных Сакле. При этом разности для обеих
расхождения между сечениями реакций с одним и
реакций по абсолютной величине весьма близки
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 84
№4
2021
ФОТОНЕЙТРОННЫЕ РЕАКЦИИ НА ЯДРЕ
285
к сечению реакции (γ, 1n1p), рассчитанному в
75As [9],127I,181Ta [13] и208Pb было показано,
КМФЯР. Это дополнительно свидетельствует о
что это может быть следствием проявления в экс-
том, что большинство нейтронов, недостоверно
периментах систематических погрешностей иного
приписываемых реакции (γ, 2n), принадлежат не
рода, не связанных с недостоверным определени-
реакции (γ, 1n), а реакции (γ, 1n1p).
ем множественности нейтронов, а именно с поте-
рей некоторого количества нейтронов из реакции
Эта роль реакции (γ, 1n1p) наглядно подтвер-
(γ, 1n). Следует обратить внимание на то обстоя-
ждается приведенными на рис. 5 данными для
тельство, что, как и в случаях ядер75As,127I,181Ta
дополнительных разностей
и208Pb, возможное устранение выявленных рас-
Δσ1n1p = σоцен - σэксп - σтеор1n1p,
(5)
хождений в области энергий до B2n = 20.39 МэВ
полученных после вычитания соответствующих
для данных по реакции (γ, 1n) с использованием
простой нормализации, естественно, приводит к
вкладов реакции (γ, 1n1p), рассчитанных в
существенному возрастанию расхождений между
КМФЯР. Хорошо видно, что в области энер-
значениями σинт для реакции (γ, 2n). В случае ядра
гий E > B2n после вычитания вклада реакции
(γ, 1n1p) расхождения между оцененными и экс-
51V согласно данным табл. 2 такая нормализация
периментальными данными Ливермора в случае
(умножение на коэффициент 1.18 (522.73/439.29)),
реакции (γ, 1n) значительно (от величин ∼15 мбн
естественно, сближает значения σинт для реакции
до величин
∼5 мбн) уменьшаются. В случае
(γ, 1n), однако вместе с тем также естественно при-
реакции (γ, 2n) разности Δσ1n1p (5) не только
водит к существенному возрастанию расхождений
также существенно изменяются, но и меняют свой
между σинт для реакции (γ, 2n) — 114.06 вместо
знак (от значений ∼-6 мбн до значений ∼+6 мбн).
96.6 МэВ мбн по сравнению с 64.45 МэВ мбн. Все
При этом и те и другие разности Δσ1n1p (5),
сказанное свидетельствует о том, что сомнения в
достоверности данных, полученных в эксперименте
полученные по данным Ливермора, становятся
Ливермора [23], являются очень серьезными.
весьма близкими к соответствующим разностям
Δσ (4), полученным по данным Сакле для реакции
При этом остается неясным, почему реакция
(γ, 1n), для которых, как отмечалось ранее, реак-
(γ, 1n1p) играет большую роль в экспериментах
ция (γ, 1n1p) играет существенно меньшую роль.
Ливермора [23] для ядер51V и59Co, но отно-
сительно небольшую роль в эксперименте Сакле
Такая ситуация с данными для ядра51V весьма
для ядра51V [25], хотя в обеих лабораториях для
близка к ситуации для ядра59Co, исследованного
исследования парциальных реакций используется
в том же эксперименте Ливермора [23], которая
метод разделения нейтронов по множественности.
кратко описывалась выше. На основании резуль-
По-видимому, эти различия связаны не с мето-
татов детального сравнения данных для ядра59Co,
дом определения множественности нейтронов по
полученных в эксперименте Ливермора [23, 24],
их энергии, а с особенностями систем регистрации
было показано [21], что значительные расхождения
нейтронов разных энергий, которые в Сакле и
между экспериментальными [23] и оцененными се-
Ливерморе различаются.
чениями парциальных реакций обусловлены имен-
но недостоверным завышением сечения реакции
(γ, 2n) вследствие присутствия заметного количе-
4. ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМ
ства нейтронов из реакции (γ, 1n1p).
РЕГИСТРАЦИИ НЕЙТРОНОВ В САКЛЕ
Таким образом, может быть сделано заключение
И ЛИВЕРМОРЕ
о том, что в эксперименте Ливермора [23] для обоих
Как отмечалось выше, основу систем реги-
ядер51V и59Co основной причиной недостоверного
страции нейтронов, использовавшихся в Сакле и
распределения нейтронов между каналами 1n и 2n
Ливерморе, составляли детекторы нейтронов ти-
являются погрешности в идентификации принад-
па “slowing-down”, в которых между короткими
лежности нейтронов не к реакциям (γ, 1n) и (γ, 2n),
импульсами линейного электронного ускорителя
а к реакциям (γ,2n) и (γ,1n1p) [5-9, 12-21].
специальными счетчиками осуществлялся подсчет
Дополнительно следует отметить, что в случае
нейтронов из исследуемых реакций, замедленных
до тепловых энергий, однако методы регистрации
данных Ливермора для ядра51V наблюдаются
нейтронов различались.
(рис. 3) относительно большие (около 5-7 мбн)
разности (4) в области энергий до порога B2n =
В Сакле [23] фотонейтроны детектировались
= 20.39 МэВ реакции (γ, 2n), в которой присут-
сцинтиллятором (N.E.
223) большого объема
ствуют нейтроны только из реакции (γ, 1n), и об-
(250 л, сфера диаметром 1 м), обогащенным ядрами
суждаемые проблемы множественности нейтронов
гадолиния160Gd, который одновременно служил
отсутствуют. Как отмечалось выше, при детальных
и замедлителем нейтронов [27]. Для регистрации
исследованиях похожих ситуаций в случаях ядер
вспышек событий захвата тепловых нейтронов
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 84
№4
2021
286
ВАРЛАМОВ и др.
Δσ1n1p, мбн
15
10
5
0
-5
-10
10
15
20
25
30
B2n
E, МэВ
Рис. 5. Сравнение разностей Δσ1n1p (5) между оцененными и экспериментальными сечениями реакций (γ, 1n) +
+ (γ, 1n1p) и (γ, 2n) для51V. Символы: полузаполненныетреугольники — реакция (γ, 1n) + (γ, 1n1p), полузаполненные
ромбы — реакция (γ, 2n), данные Ливермора [23]; квадраты — реакция (γ, 1n) + (γ, 1n1p), кружки — реакция (γ, 2n),
данные Сакле [25].
ядрами гадолиния весь объем детектора просмат-
лись 24 (в ранних экспериментах) и 48 (в позд-
ривался восемью фотоумножителями. Достаточно
них экспериментах) пропорциональными10BF3-
высокая (∼85%) эффективность детектора отно-
счетчиками, погруженными в большой (18 дюймов)
сительно слабо зависела от энергии нейтронов и
куб из парафинового замедлителя и объединенны-
позволяла достигать достаточно высоких значений
ми в концентрические кольца разного диаметра.
эффективности регистрации двух нейтронов из ре-
Минимальный диаметр первого кольца счетчиков
акции (γ, 2n) и трех нейтронов из реакции (γ, 3n) —
выбирался таким образом, чтобы соответствую-
соответственно ∼36.0% и ∼21.6%. Таким образом,
щего количества парафина было достаточно для
события реакций (γ, 1n), (γ, 2n) и (γ, 3n) с доста-
высокой чувствительности счетчиков к нейтронам
точно высокой эффективностью регистрировались
с энергиями 25 кэВ, 1.2 МэВ и 2 МэВ [27]. В
по всему объему детектора независимо от места
ранних экспериментах [23] с помощью такой си-
захвата нейтронов ядрами гадолиния. Вместе с тем
стемы детектирования между импульсами ускори-
в работе [22] указывалось на то обстоятельство, что
теля записывались события трех типов: (1) все
детектор Сакле имел достаточно высокий уровень
случаи, когда нейтроны идентифицировались как
фона, обусловленный, прежде всего, событиями
“единственные”; (2) все случаи, когда появлялось
с единственным нейтроном, который приводил к
два или более нейтронов, которые идентифициро-
большим неопределенностям процессов вычитания
вались как “двойные”; (3) все случаи, когда появ-
фона и внесения поправок на просчеты. Таким
лялись три и более нейтронов, которые идентифи-
образом, детектор Сакле был предрасположен к
цировались как “тройные”. Для раздельного опре-
определенному завышению вклада нейтронов из
деления сечения реакций (γ, 1n), (γ, 2n) и (γ, 3n)
реакции (γ, 1n) по сравнению с их вкладом из
использовался статистический анализ данных по
реакции (γ, 2n). Это, собственно, и представляет
записываемым нейтронным событиям и числам
собой определенное недостоверное (ошибочное)
нейтронов, испускаемых при фоторасщеплении ис-
перемещение некоторого количества нейтронов из
следуемого ядра. В более поздних экспериментах
реакции (γ, 2n) в реакцию (γ, 1n).
[22] сечения парциальных реакций определялись
В Ливерморе ситуация в значительной степе-
с помощью множественности нейтронов, экспери-
ни отличалась. Тепловые нейтроны регистрирова- ментально определяемой по их энергии. Значения
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 84
№4
2021
ФОТОНЕЙТРОННЫЕ РЕАКЦИИ НА ЯДРЕ
287
эффективности детектора нейтронов определялись
В Ливерморе реакция (γ,1n1p) играла суще-
с помощью техники “кольцевых отношений” для
ственно более важную роль. Это связано с такой
каждой множественности и каждого значения дан-
конструктивной особенностью нейтронного детек-
ных. При такой конструкции детектора имеется
тора, как зависимость определяемой множествен-
определенная возможность недостоверного завы-
ности нейтронов не только от их энергии, но и
шения вклада реакции (γ, 2n) по сравнению с вкла-
от места регистрации. Поскольку весь рабочий
дом реакции (γ, 1n), что, собственно, представляет
объем детектора был разделен кольцами счетчиков
собой перемещение части нейтронов из реакции
на несколько частей с разными количествами па-
(γ, 1n) в реакцию (γ, 2n). Это обусловлено тем,
рафинового замедлителя, процесс детектирования
что некоторое количество нейтронов относительно
нейтрона зависел от места регистрации. Нейтроны
больших энергий, образующихся предпочтительно
с б ´ольшей энергией, предположительно из реак-
в реакции (γ,1n) и не имеющих достаточного вре-
ции (γ, 1n), должны были регистрироваться пре-
мени для замедления до тепловых энергий на пути
имущественно внешними кольцами, а нейтроны с
к внутренним кольцам счетчиков, которые должны
относительно меньшей энергией из реакций (γ, 2n)
захватываться счетчиками внешних колец, вслед-
и (γ, 1n1p) — внутренними.
ствие процессов многократного рассеяния имеет
некоторую вероятность возвращаться к внутрен-
Дополнительные нейтроны с относительно
ним кольцам счетчиков. Приведенная к эффек-
небольшими энергиями из реакции (γ, 1n1p) вбли-
тивности 4π-детектора эффективность регистра-
зи внутренних колец счетчиков должны были
ции события “единственного” нейтрона составляла
приводить к существенному возрастанию система-
∼0.17, т.е. была значительно ниже эффективности
тических погрешностей соответствующего стати-
детектора Сакле. При этом во многих случаях
стического анализа зарегистрированных событий.
эффективность детектора была недостаточной для
Таким образом, расхождения между эксперимен-
регистрации “тройных” событий. Именно с этим
тальными [23] и оцененными сечениями парциаль-
может быть связано то, что для нескольких ядер
ных реакций для ядра51V могли быть обусловлены
(например,115In,127I,159Tb,181Ta,197Au,208Pb)
погрешностями интерпретации не только (и не
сечения реакции (γ, 3n) были получены в Сакле, но
столько) принадлежности нейтронов к реакциям
не были получены в Ливерморе.
(γ, 1n) и (γ, 2n), сколько их принадлежности к
реакциям (γ, 2n) и (γ, 1n1p).
Таким образом, главной причиной обнаружен-
ных систематических расхождений между резуль-
Метод “кольцевых отношений”, в определен-
татами экспериментов в Ливерморе и Сакле яв-
ной степени, позволял анализировать зависимость
ляется недостоверное завышение некоторого ко-
энергии нейтронов (а следовательно, и их мно-
личества нейтронов из реакции (γ, 1n) в Сакле и,
жественности) от толщины парафинового замед-
напротив, из реакции (γ, 2n) в Ливерморе. Именно
лителя между кольцами счетчиков [27-29] и тем
такие особенности систем детектирования нейтро-
самым снижать зависимость определяемой мно-
нов в Сакле и Ливерморе являются причинами
жественности нейтронов от места их регистрации.
наблюдаемых типичных систематических расхож-
Средние энергии нейтронов из событий с одним,
дений между сечениями реакций (γ, 1n) и (γ, 2n).
двумя и тремя нейтронами определялись для каж-
Обнаруженные в случаях ядер51V и59Co нети-
дой точки данных, а в зависимости от этих энергий
пичные расхождения между сечениями реакций
изменялись отношения чисел нейтронов, регистри-
(γ, 1n) + (γ, 1n1p) и (γ, 2n) очевидно связаны с
руемых во внешних кольцах, к числам нейтронов,
присутствием заметного количества нейтронов с
регистрируемых внутренними кольцами. И хотя
относительно малыми энергиями, источником ко-
эффективность детектора Ливермора не была та-
торых может быть лишь реакция (γ, 1n1p). Как
кой высокой, как у детектора Сакле, что делало
отмечалось выше, в Сакле события с разными
процесс определения множественности нейтронов
количествами нейтронов с достаточно высокой эф-
в Ливерморе менее достоверным, использование
фективностью регистрировались по всему объему
метода “кольцевых отношений” в определенной
детектора независимо от места захвата нейтронов
степени этот недостаток компенсировало [22].
ядрами гадолиния. Присутствие дополнительного
Важно отметить, что такая особенность детек-
количества нейтронов малых энергий с множе-
тора Ливермора позволяет объяснить расхожде-
ственностью 1 вносило дополнительную неопреде-
ния результатов раннего [23] и позднего [24] экс-
ленность в процесс идентификации множествен-
периментов Ливермора для ядра59Co. В позднем
ности нейтрона по его энергии с использованием
соответствующего статистического анализа и при-
эксперименте [24] использование описанного выше
водило к обнаруженным нетипичным систематиче-
метода “кольцевых отношений” позволило снизить
ским расхождениям между экспериментальными и
влияние реакции (γ, 1n1p) на величину сечения
оцененными сечениями парциальных реакций.
реакции (γ, 2n) для ядра59Co. Так, расхождение
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 84
№4
2021
288
ВАРЛАМОВ и др.
между оцененным сечением реакции (γ, 2n) и экс-
Установлено также, что в данных, полученных
периментальным сечением, полученным с исполь-
в Ливерморе для ядра51V [23], присутствуют и
зованием метода “кольцевых отношений”, оказа-
существенные систематические погрешности иного
лось [21] величиной ∼5 мбн, т.е. существенно мень-
типа, аналогичные тем, которые были обнаружены
шей по сравнению с расхождениями ∼15 мбн для
ранее в случаях ядер75As,127I,181Ta и208Pb. Эти
эксперимента без метода “кольцевых отношений”
погрешности проявляются в значительных рас-
[23].
хождениях между экспериментальными и оценен-
Следует отметить, что расхождения оцененных
ными сечениями реакции (γ, 1n) в области энергий
сечений реакций от экспериментальных в случае
фотонов до порога B2n реакции (γ,2n), в которой
эксперимента с использованием метода “кольце-
проблемы множественности фотонейтронов отсут-
вых отношений” ядра59Co [24] оказываются весь-
ствуют, и обусловлены тем, что значительное коли-
ма близкими к аналогичным расхождениям в слу-
чество нейтронов из реакции (γ, 1n) в эксперименте
чае ядра51V для сечений, полученных Сакле [25].
Ливермора [23] было потеряно.
Работа выполнена в Отделе электромагнит-
ных процессов и взаимодействий атомных ядер
5. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Научно-исследовательского института ядерной
С помощью объективных физических критериев
физики имени Д.В. Скобельцына Московского
достоверности данных выполнен анализ экспери-
государственного университета имени М.В. Ломо-
ментальных сечений реакций (γ, 1n) + (γ, 1n1p) и
носова.
(γ, 2n), полученных с помощью метода разделения
фотонейтронов по множественности в Ливерморе
Авторы выражают благодарность профессору
Б.С. Ишханову за полезные дискуссии и большую
[23] и Сакле
[25] для ядра 51V. Показано, что
помощь в анализе и интерпретации полученных
данные, полученные в обеих лабораториях, таким
данных.
установленным ранее критериям [7] не соответ-
ствуют: отношения Fэксп1,2 (1), полученные по экс-
периментальным данным, существенно отличаются
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
от Fтеор1,2, рассчитанных в КМФЯР [10, 11].
1.
S. S. Dietrich and B. L. Berman, At. Data and Nucl.
С помощью экспериментально-теоретического
Data Tables 38, 199 (1988).
метода оценки сечений парциальных реакций [7],
2.
A. V. Varlamov, V. V. Varlamov, D. S. Rudenko,
соответствующих физическим критериям досто-
and M. E. Stepanov, INDC(NDS)-394, IAEA NDS
верности, получены новые сечения парциальных
(Vienna, Austria, 1999).
(γ, 1n) и (γ, 2n) реакций, а также полной фотоней-
3.
Международная электронная база данных
тронной реакции (γ, Sn) = (γ, 1n) + (γ, 2n).
по ядерным реакциям: Центр данных фото-
Расхождения между оцененными и эксперимен-
ядерных экспериментов (ЦДФЭ) Научно-иссле-
тальными сечениями парциальных реакций деталь-
довательского института ядерной физики имени
но проанализированы с использованием результа-
Д.В. Скобельцына Московского государственного
тов теоретических расчетов [10, 11] для реакций
университета имени М. В. Ломоносова,
(γ, 1n) и (γ, 2n), а также реакции (γ, 1n1p). Роль
Секция
этой реакции в процессах фоторасщепления ядра
ядерных данных МАГАТЭ (International Atomic
51V не учитывалась в экспериментах, как в Ливер-
море [23], так и в Сакле [25], поскольку сечения
nds.iaea.org/exfor; Национальный центр ядерных
реакции σ(γ, 1n), полученные с помощью метода
данных США (USA National Nuclear Data Center),
прямой регистрации нейтрона, в действительности
представляли собой сумму σ[(γ, 1n) + (γ, 1n1p)].
4.
V. V. Varlamov, N. N. Peskov, D. S. Rudenko,
На основании данных о расхождениях меж-
and M. E. Stepanov, INDC(CCP)-440, IAEA NDS
ду оцененными и экспериментальными сечениями
(Vienna, Austria, 2004), p. 37.
парциальных реакций показано, что наблюдаемые
5.
В. В. Варламов, Б. С. Ишханов, В. Н. Орлин, ЯФ
существенные расхождения между данными экс-
75, 1414 (2012) [Phys. At. Nucl. 75, 1339 (2012)].
периментов Ливермора [23] и Сакле [25] для от-
6.
V. V. Varlamov, B. S. Ishkhanov, V. N. Orlin, and
носительно легкого ядра51V обусловлены систе-
K. A. Stopani, Eur. Phys. J. A 50, 114 (2014).
матическими погрешностями идентификации при-
7.
В. В. Варламов, Б. С. Ишханов, В. Н. Орлин,
надлежности детектируемых нейтронов не столько
С. Ю. Трощиев, Изв. РАН. Сер. физ. 74, 884 (2010)
к реакциям (γ,1n) и (γ,2n), как это наблюдалось в
[Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 74, 842 (2010)].
случаях среднетяжелых ядер, сколько к реакциям
8.
V. Varlamov, A. Davydov, V. Kaidarova, and V. Orlin,
(γ, 2n) и (γ, 1n1p).
Phys. Rev. C 99, 024608 (2019).
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 84
№4
2021
ФОТОНЕЙТРОННЫЕ РЕАКЦИИ НА ЯДРЕ
289
9. V. Varlamov, A. Davydov, B. Ishkhanov, V. Kaidarova,
A. A. Kuznetsov, V. N. Orlin, N. N. Peskov, K. A.
and V. Orlin, International Conference on Nuclear
Stopani, O. Tesileanu, and V. V. Varlamov, Eur. Phys.
Data for Science and Technology, May
19-
J. A 51, 67 (2015).
24, 2019, Beijing, China, Conference Program &
20. V. Varlamov, B. Ishkhanov, and V. Orlin, Phys. Rev. C
Abstract Book (China Nuclear Data Center, 2019),
96, 044606 (2017).
p. 144.
21. V. V. Varlamov, A. I. Davydov, and B. S. Ishkhanov,
10. Б. С. Ишханов, В. Н. Орлин, ЭЧАЯ 38, 460 (2007)
Eur. Phys. J. A 53, 180 (2017).
[Phys. Part. Nucl. 38, 232 (2007)].
22. B. L. Berman and S. C. Fultz, Rev. Mod. Phys. 47,
11. Б. С. Ишханов, В. Н. Орлин, ЯФ 71, 517 (2008)
713 (1975).
[Phys. At. Nucl. 71, 493 (2008)].
12. B. S. Ishkhanov, V. N. Orlin, and V. V. Varlamov, EPJ
23. S. C. Fultz, R. L. Bramblett, J. T. Caldwell,
Web Conf. 38, 1203 (2012).
N. E. Hansen, and C. P. Jupiter, Phys. Rev. 128, 2345
13. В. В. Варламов, Б. С. Ишханов, В. Н. Орлин,
(1962).
Н. Н. Песков, М. Е. Степанов, ЯФ 76, 1484 (2013)
24. R. A. Alvarez, B. L. Berman, D. D. Faul, F. H. Lewis,
[Phys. At. Nucl. 76, 1403 (2013)].
Jr., and P. Meyer, Phys. Rev. C 20, 128 (1979).
14. В. В. Варламов, М. А. Макаров, Н. Н. Песков,
25. A. Veyssi `ere, H. Beil, R. Berg `ere, P. Carlos,
М. Е. Степанов, ЯФ 78, 678 (2015) [Phys. At. Nucl.
A. Lepr ˆetre, and A. De Miniac, Nucl. Phys. A 227,
78, 634 (2015).
513 (1974).
15. В. В. Варламов, М. А. Макаров, Н. Н. Песков,
26. Б. И. Горячев, Б. С. Ишханов, И. М. Капитонов,
М. Е. Степанов, ЯФ 78, 797 (2015) [Phys. At. Nucl.
78, 746 (2015)].
И. М. Пискарев, В. Г. Шевченко, О. П. Шевченко,
16. В. В. Варламов, А. И. Давыдов, М. А. Макаров,
Изв. РАН. Cер. физ. 33, 1736 (1969) [Bull. Russ.
В. Н. Орлин, Н. Н. Песков, Изв. РАН. Cер. физ.
Acad. Sci. 33, 1588 (1969)].
80, 351 (2016) [Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 80, 317
27. R. Berg `ere, H. Beil, and A. Veyssi `ere, Nucl. Phys. A
(2016)].
121, 463 (1968).
17. В. В. Варламов, Б. С. Ишханов, В. Н. Орлин,
28. B. L. Berman, J. T. Caldwell, R. R. Harvey,
Н. Н. Песков, М. Е. Степанов, ЯФ 79, 315 (2016)
M. A. Kelly, R. L. Bramblett, and S. C. Fultz, Phys.
[Phys. At. Nucl. 79, 501 (2016)].
Rev. 162, 1098 (1967).
18. Б. С. Ишханов, В. Н. Орлин, С. Ю. Трощиев, ЯФ
29. B. L. Berman, M. A. Kelly, R. L. Bramblett,
75, 283 (2012) [Phys. At. Nucl. 75, 253 (2012)].
J. T. Caldwell,H. S. Davis, and S. C. Fultz, Phys. Rev.
19. S. S. Belyshev, D. M. Filipescu, I. Gheoghe,
185, 1576 (1969).
B. S. Ishkhanov, V. V. Khankin, A. S. Kurilik,
PHOTONEUTRON REACTIONS ON51V: SYSTEMATIC UNCERTAINTIES
OF EXPERIMENTS AND NEW EVALUATED DATA
V. V. Varlamov1), A. I. Davydov2), V. N. Orlin1)
1) Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Lomonosov Moscow State University, Russia
2) Faculty of Physics, M.V. Lomonosov Moscow State University, Russia
Using the objective physical data reliability criteria it was shown that partial photoneutron reaction
cross sections for51V obtained at Livermore (USA) and Saclay (France) using the method of neutron
multiplicity-sorting are not reliable because of significant systematic uncertainties. In the framework of
experimental-theoretical method the new cross sections of such reactions satisfying reliability criteria were
evaluated. The disagreements between evaluated and experimental cross sections were analyzed in detail.
It was found that in the case of relatively light nucleus51V the main reason of significant systematic
uncertainties of the procedure of identification of neutrons from the reactions (γ, 1n)+ (γ, 1n1p)and (γ, 2n)
used in Livermore is that the part of the reaction (γ, 1n1p) was not taken into account.
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 84
№4
2021
