Nghiên cứu phổ phân rã gamma nối tầng từ phản ứng (n,γ) của 172Yb và 153Sm

Kể từ sau năm 2006, nghiên cứu phổ phân rã gamma nối tầng đo bằng hệ phổ kế trùng phùng gamma-gamma và dòng nơtron nhiệt trên kênh ngang số 3 của Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt là một trong số các hoạt động chính tại Trung tâm Vật lý và Điện tử hạt nhân (TTVL&ĐTHN) - Viện Nghiên cứu hạt nhân (NCHN). Nhiều kết quả nghiên cứu đã được đăng tải trên các tạp chí, hội nghị chuyên ngành quốc tế.

Từ năm 2014 đến năm 2016, trong khuôn khổ đề tài KC.05.18/11-15 số liệu phân rã gamma nối tầng của hai hạt nhân ¹⁷²Yb và ¹⁵³Sm đã được thu thập. Tuy nhiên, đối với hạt nhân ¹⁷²Yb số liệu thống kê còn thấp (<260 giờ). Đối với hạt nhân ¹⁵³Sm, chất lượng số liệu thu được rất hạn chế do bia mẫu được sử dụng không phải là bia mẫu có độ giàu ¹⁵²Sm cao.  Do đó, nhóm nghiên cứu do đ/c Nguyễn Ngọc Anh, Viện Nghiên cứu hạt nhân đứng đầu đã tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu phổ phân rã gamma nối tầng từ phản ứng (n,γ) của ¹⁷²Yb và ¹⁵³Sm” nhằm tiếp tục duy trì các hoạt động nghiên cứu sử dụng hệ phổ kế trùng phùng γ - γ tại TTVL&ĐTHN, cụ thể là các nghiên cứu với hai hạt nhân ¹⁷²Yb và ¹⁵³Sm.

Sau một thời gian thực hiện, đề tài thu được các kết quả như sau:

- Số liệu chuyển dời gamma nối tầng của hai hạt nhân ¹⁷²Yb và ¹⁵³Sm đã được đo và lưu trữ. Số liệu thô thu được đã được xử lý nhằm loại bỏ sự trôi dịch phổ do thời gian đo kéo dài, loại bỏ các sự kiện có tương quan thời gian không phù hợp. Từ các số liệu đã xử lý, sơ đồ mức và bảng cường độ chuyển dời nối tầng tương ứng đã được xác định. 

- Số liệu về sơ đồ mức và bảng cường độ chuyển dời đã được so sánh với số liệu trong thư viện ENSDF. Qua đó nhóm nghiên cứu phát hiện được 18 mức trung gian và 108 chuyền dời thứ cấp mới trong sơ đồ mức của 172Yb. Đối với 153Sm, chúng tôi ghi nhận được tổng cộng 41 chuyển dời gamma mới. 

Các kết quả này đã được trình bày tại Hội nghị KH&CNHN toàn quốc và đăng trên tạp chí Nuclear Science and Technology của Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam.

Như vậy, các kết quả của đề tài đã đáp ứng mục tiêu đặt ra ban đầu và một lần nữa cho thấy khả năng nghiên cứu cấu trúc hạt nhân bằng phương pháp trùng phùng γ - γ tại Viện Nghiên cứu hạt nhân. Sau đề tài, các số liệu thu thập bởi đề tài sẽ tiếp tục được Trung tâm VL & ĐTHN sử dụng để xác định mật độ mức và hàm lực bức xạ của ¹⁷²Yb và ¹⁵³Sm.

Có thể thấy, nghiên cứu cấu trúc phổ năng lượng hạt nhân thực nghiệm bằng phương pháp trùng phùng γ - γ sử dụng hệ phổ kế trùng phùng và dòng nơtron từ kênh số 3 của lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt là một hướng nghiên cứu quan trọng của Viện Nghiên cứu hạt nhân. Với ưu điểm về khả năng nhận diện các chuyển dời gamma có tương quan về mặt thời gian và khả năng triệt phông Compton, phương pháp trùng phùng γ - γ cho phép xác định năng lượng và cường độ của các chuyển dời gamma nối tầng với giới hạn phát hiện cao hơn đáng kể so với phương pháp phân tích phổ gamma truyền thống.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 14818/2018) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

P.T.T (NASATI)