Дисертаційну роботу присвячено вивченню альфа-розпаду 212Po, пошуку надважкого елементу сиборгію та вивченню альфа-фону в дослідженні AMoRE. Ядро 212Po є дочірнім елементом 232Th. Період напіврозпаду 212Po є найменшим серед відомих природних радіоактивних ядер і, на час початку роботи, його рекомендоване значення складало T1/2 = 299 ± 2 нс. Дослідження з вимірювання періоду напіврозпаду 212Po змінювалися від використання газових лічильників у перших дослідженнях до використання сцинтиляційних та напівпровідникових детекторів, а в останніх дослідженнях — рідких сцинтиляторів. Детектором у даному дослідженні слугував насичений торієм рідкий сцинтилятор (PC:Th). Основою сцинтилятору був 20-ти відсотковий розчин триоктилфосфін оксиду (англ.: trioctylphosphine oxide, TOPO) в толуолі. Визначення T1/2 ядра 212Po було проведено шляхом аналізу так званих BiPo-подій. BiPo-подією звуть послідовний виліт β частинки від розпаду нукліду Bi та наступної α частинки від відповідного нукліду Po. В даному випадку йдеться про BiPo-події з нуклідами 212Bi та 212Po. Було виміряно активність торію в сцинтиляторі та його дочірніх нуклідів. З аналізу спектру було визначено, що активність 232Th та 228Th становила 4,61(2) Бк/мл та 3,82(7) Бк/мл відповідно. Активність 228Ra мусить бути досить низькою завдяки хімічній підготовці кінцевої торієвмісної сполуки (Th-3TOPO)(NO3)4, яка мала вилучити радій. Активність 220Rn та його дочірніх елементів склала 92(2) % активности 228Th. Причина цього полягає у виході радону зі сцинтилятору. Загальну α-активність оцінено на рівні 20,7(10) Бк/мл (станом на 8 липня 2016 року). Із отриманих активностей торію визначено, що його концентрація у сцинтиляторі складала 0,113(1) мас.%. Аналіз форм сигналів та визначення періоду напіврозпаду 212Po було проведено з використанням 12 мл РС:Th в кварцевій посудини, під’єднаної до швидкого ФЕП з високими часовими характеристиками, що критично важливо в роботі зі швидкими ланцюжками подій. Вимірювання становили 216,67 год. Із подій, визначених як BiPo, було побудовано енергетичний спектр перших подій (бета-спектр 212Bi) та спектр других подій (альфа-спектр 212Po). Енергетичне калібрування проведено порівнянням виміряного бета-спектру із Монте Карло модельованим бета-спектром з використанням програми Geant4 та генератора подій Decay0. Повна ширина на половині висоти альфа-піку Eα = 8785 кеВ складає 15,5%. Було проаналізовано форму обох сигналів, що мають дещо різні часові властивості. Залежність середнього часу сигналу від енергії використано для відсіювання BiPo-подій від можливих фонових подій або подій нетипової форми (наприклад, випадково накладених подій). Період напіврозпаду 212Po оцінено як T1/2 = 295,10(4) нс, що є найточнішим серед усіх вимірювань цього процесу. Результат узгоджується із нинішнім табличним значенням 294,3(8) нс. Наведено результати дослідження з пошуку природного надважкого елементу сиборгію. Вимірювання проводили на низькофоновій установці DAMA/R&D в лабораторії Гран Сассо з двома сцинтиляційними кристалами вольфрамату кадмію 116CdWO4. Низький фон забезпечено пасивним захистом з надчистої міді, низькофонового свинцю, кадмію та парафіну. Всю установку поміщено в плексигласовий ящик, що продувався надчистим азотом. Аналіз проводили з даними за 35324 годин вимірювань, які почалися 2011 року. Таким чином, загальний час експозиції в обох кристалах разом склав 36050 кг * год. Форми сигналів оброблено методом оптимального фільтру, з якого отримали гарне розділення сигналів від α частинок та сигналів від β (γ) частинок — 96% подій розділяється за формою. За часом наростання відсіяно сигнали, які є або швидкими ланцюжками 212BiPo, або які мають енерговиділення у рідкому сцинтиляторі. Побудований після відбору енергетичний спектр було описано моделями, що містять α піки від внутрішніх забрудників, 232Th, 238U, 235U, та їх дочірніх продуктів, а також було виявлено присутність 241Am і 244Cm, що початково помилково вважали за аномально великий вміст 210Po. Загальну α активність в кристалах визначено як 1,8 мБк/кг та 2,7 мБк/кг відповідно. Присутність природного сиборгію визначали спираючись на теорію про випромінення його дочірнім ядром високоенергетичної альфа частинки, Eα > 8,9 МеВ; період напіврозпаду сиборгію відповідно до цієї моделі скаладає 10

Постачальник даних: УкрІНТЕІ (Український Інститут науково-технічної експертизи та Інформації)

  Завантажити автореферат