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Der Zerfall von Mo91 und Mo91m.

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312
Annalen der Physik
*
7. Folge
*
Band 16, Heft 7-8
*
1965
Der ZerfaZZ von M o g l und Mo91rn
Von T. C R E T Z U ~K
) , . HOHMUTH
und J. SCHINTLMEISTER
Mit 9 Abbildungen
Inhaltsiibersicht
Die beim Zerfall von Mo91 und Mo91m emittierte y-Strahlung wurde mit einem Szintillationsspektrometer und einer zweidimensionalen Koinzidenzapparatur untersucht. Drei
neue y-Linien rnit den Energien 800, 1040 und 1600 keV, die mit der 511 keV-Annihilationsstrahlung koinzidieren. sind dem Zerfall von Mo9l zugeordnet worden. Die Halbwertszeit von Mo91 wurde zu T,lz = (15,7 & 0,2) min bestimmt. Die Untersuchung des Zprfalls
von Mo91m ergab das bereits bekannte y-Spektrum. Die relativen Intensitaten der y-Linien
wurden bestimmt. Fur die Halbwertszeit von Mo91m ergab sich T,,,
= (68
2) s. Das experimentelle Niveauschema von Nbgl wird mit der Theorie verglichen.
1. Einleitung
Der Kern Mogl zerfallt [l] mit einer Halbwertszeit von etwa I S min uiiter
Emission von Positronen in Nbgl. AulJerdem hat der Kern Mogl einen isomeren
Zustand von etwa GS s Halbwertszeit[l], aus dem er entweder durch y-Emissioii
in den Grundzustand von Mogl oder durch Elektroneneinfaiig oder Emission
von Positronen in Nbgl zerfallt.
ergabcn y-Linien der
Die bisherigen Untersuchungen tles Zerfalls von Mog1*IL
Energien 670, 1220 und 1560 keV [ a ] oder f58, 1210 und 1.540 keV [ 3 , 3.1. Aus
Koinzidenzmessungen konnte festgestellt werden [ 3 ] , daB die beiden y-Linien
mit den Energien 1210 urid 1540 krV hochstens zu 5% in Koinzidenz sind.
Weitere y-Linien wurden von AXEL u. a . [2] im Gebiet 1,s bis 2,0 MeV vermutet.
Bei den bisherigeii Untersuchungen des Zerfalls von Mo91 konriteri keiiie
y-Linien nachgewiesen werden [2, 3, 41. LOBKOWICZ
und MaRMIER [5] fanden
jedoch bei der Untersuchung cler Reaktion Zrgl(p, n ) Nbgl im Nbgl zwei Niveaus
mit den Energien 850 und 1070 keV, die auf Grund der vermuteten Werte fur
Spin und Paritat auch von Mogl-Zerfall angeregt werden konnten.
Da vom theoretischen Standpunkt aus die Betrachtung halbmagischer
Kerne interessant ist und Berechnungen des Niveauschemas von Nbgl vorliegen [G, 7, 141 haben wir zur experimentellen Aufklarung des Niveauschemas
von Nb91 Messungen des Zerfalls von Mo91und M091ns durchgefuhrt.
2. Quellenherstellung und MeBapparaturen
Die Kerne Mo91 und M O g l m wurden ini 30-MeV-Betatron des TechnischPhysikalischen Institutes der Friedrich-Schiller-Universitatin Jena durch eine
l)
Von der Fakultat fur Physik der Universitat Bukarest.
( y , ,c)-Rcnl\tion a i l s M c P hergestellt Alo Target rerwendeten wr Molybtlanblech. Zur r'iitersuc*huny des Zerfalls voii MoglTa wurde das Target 2 Minuten
bestrahit Ktwa 1 Minute nach Beendiguiig tier Hestrahlung wurde niit der Messung begorinen. Bei tler 1'ntcrsuchung deh Zerfalls von MoS1 dauerte die Bestrahluiip 1 5 Miiiutcn Die Messung erfolptc. 20 l'vfiiiuten nach Beeiitligung tler
Bestrahluny
von 2;) M e V 1;oiineii
Bei ilcr h i u t z t w i Mahinialenergie tier ~reiiishtrah~uiig
auBer der pcaiinschteii (y, ri)-Rteaktion auch norh (y, 2 H ) untl ( 1 1 , 11)-Reaktiorien
auftrete.n. 111 Talrielle 1 siiid (lie c1adurc.h (wtstehciitlen Rcaktioiisprodukt~aufgefiihrt .
T'lhclle I
H e a k t i o i i x p i o t l u k t c be1 ( l e i B e s t r a h l u n g \ o i l i i , r t u i Iiclieni h I o l j b d a n [ n i t
2 .i M e V - B r e tn s s t r a li 11111g
Allaganps-
kern
I'rozelltualrr
-intell in1
niltnrlichen
Is0t opengemisch
iiach r i i
I
Keaktion
Kcaktionh-
produkt
7'112
MoQ2
Das y-Eiiizelspektruin n.urde mit ' ~ i n ( ' i i i Sziiitillationsspektrt~meter und
einem ~28-ICaiial-Impulshoheiiatial~satorgemesscn. Zur Untrrsuchung tier
yy-Koinzidenzeti benutzten wir eine zwcitliiiiei~siorialrKoinzideiiappamt~ir[8]
mit einem .'0~8-Karial-Ferritkenispeiclier.
3. Messungen und Ergebnisse
M091iT7.Die beim Zerfall von M o ~ eniittiertc
~ ~ ~ ) y-Strahlung wurde mit eiiiein
FiaJ(Tl)-Kristall (50 mm
x 30 mm) utitrr Verwenctung eines Absorbers,
bestehend aus 2 mm Rlei nnd 1 mm Kadmium, gemessen. Das Spelitruni ist in
Abb. 1 dargestellt. Der Abstaiid zwischen Quelle uiid Detektor betrug etwa
15 mm. Im anfgenommeiien Spektruni treteti iichcti der 511 keV-Atitiihilations-
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Annalen der Physik
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7. Folge
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Band 16, Heft 7-8
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strahlung die bekannten y-Linien mit den Energien 660, 1210 und 1540 keV auf.
Eine schwache Linie bei 750 keV, die mit einer Halbwertszeit von 1Minute abfallt, kann man dem Zerfall
von Nb97mzuordnen [9]. Die
angedeuteten Linien oberhalb
1600 keV konnen als Summationseffekte erklart werden. Die
relativen Intensitaten der y Linien, bestimmt aus dem aufgenommenen Spektrum, sind
in Tab. 2 mit den Ergebnissen
anderer Arbeiten verglichen.
Die Halbwertszeit von
M0S1?n bestimmten wir aus dem
Abfall des y-Spektrums. Dazu
Abb. 1. y-Einkristallspektrum vom Mogl'"-Zerfall, wurde das Spektrum uber
aufgenommen mit einem NaJ(T1)-Kristall
5 Halbwertszeiten in Abstan(50 mm 0 x 35 mm) unter Verwendung eines Abden von jeweils 30 s aufgesorbers, zusammengesetzt aus 2 mm P b und 1mm Cd
nommen. I n Abb. 2 sind die
Halbwertszeitkurven fur die y-Linien der Energien 660, 1210 und 1540 keV
aufgetragen. Bei der Bestimmung der Halbwertszeit wurde von der y-Linie
Tabelle 2
R e l a t i v e I n t e n s i t i i t d e r y - t f b e r g a n g e i m Nb9l b e i m Zerf a l l v o n Mog1vn
511
660
1210
1540
140 & 20
100
J(1210) = U,68
J(1MO)
700
80
60
40
.
B
g20
Y
w+ 10
8
6
4
2
'0
60 1?0 180 240 i
'
0 360 410
t~ S I
Abb. 2. Die Halbwertszeitkurven
fur die y-Linien der Energien 660,
1210 und 1540 keV vom Zerfall
des Mo9lrn
220
(1,l
39
39
~
* 20
40 & 5
40
5
der Bremsstrahlungsuntergrund abgezogen, da
er zum Teil vom Zerfall des Grundzustaiides
von MoS1 herruhren kann. Dadurch wird die
Ungenauigkeit bei der 1210 und der 1540 keV
y-Linie groBer als bei der 660 keV y-Lillie. Als
besten Wert aus unseren Messungen fur M09lrn
nehmen wir eine Halbwertszeit von (68
2) s
an. Die y y-Koinzidenzmessungen zwischen der
,511keV-Annihilationsstrahlung und dem y Spektrum unterhalb 2,9 MeV, ergaben das in
Abb. 3 dargestellte Spektrum. Aus dieser Abbildung und aus dem Foto des gesamten 2 0 Koinzidenzspektrums (Abb. 4) ist zu erkennen,
da13 die 611 keV-Annihilationsstrahlung nur
mit der 1210 und der 1540 keV y-Linie in
Koinzidenz ist. Die schwache Linie bei etwa
1700 keV kann als Summationsspeak (1210
+
511) keV erklart werden. Die yy-Ko~iizidenzniessullgeliim lioheren Energiegebiet haben gezeigt, daB die 1210 und die 1-54)keV y-Linien iiirht miteinander
in Koinzidenz sind. Koinzidenzmessungeu zwischen der 1210 keV y-Linie und
dem y-Spektruni unterhalb GOO keV ergaben ebenfalls keine Koinzidenzen,
so daB angrnolnmen wertlen muB, tlal3 zwischen (lem 1540 und dem 1210 keVNiveau keiii y-TTbergang existiert.
517
1
11210t 1540heV
dbb. 3. ;i-Spektrum von Mogl”’ i n Koin- Abb 4 2 I1 ;i:,-Koinzitlenzspektr~im von Mo9lm.
zidenz mit der 511 k e V - A l n n ~ h ~ l a t ~ oDei
n s - A4bsorbei vor tleni S-Detektor bestnnd
nil\ 2 niin Ph und 1 m m Cd
strahlung
Mo91. Die Untersuchung tier beim Zerfall von Mo91 eniittiertcn y-Strahlung
ergab das in Abb. 5 dargestellte Spektrum. Die 670 IteV ?!-Linie f d l t mit einer
Halbwertszeit von etwa 70 Minuten a b und konnte zuni Zerfall i on ?W7yehoren 19, 101. AuBerdeni sol1
beim Zerfall von Nb9’ iioch rine
y-Linie voti 1020 keV emittiert
werden [I 01, deren Interisitat
jedoch 10Omal schwacher als die
cler 670 krS’ y-Linie ist In unserem Spektrum tritt e i n e y Linie
bei 1040 keV auf. Absrhatzungen
der Intensitat im Vergleich ziir
670 keV y-Linie ergaben jedoch.
daB diesc Lime mtndestens 1Omal
intensiver n l s die erwartett.
1020 keV y L i n i c ist unil daher
zum Mosl-Zerfall gehoren kontite.
,4hb. 5. :l-Einkristallspektruni vom MoY1-Zerfall,
Die Intensitit dieser y-Linie und
aufgenommen m i t einem NaJ(T1)-Kristall
einer wciteren bei lli00 keV fillt (5Omm 0 x 3 5 m n i ) unter Verwendung eines Absorbers, zusammeiigesetztaus 2 mm P b und 1mm Cd
etwa mit dcr Halbwertszeit von
MoQlab. Aus den yy-Koinzidenzmessungen fanden wir, daB die 511 l i ~ ~ ~ - ~ ~ n n ~ h i l a t i o n s s t mit
r a h l den
u i i ~y Linien bei 1040 und 1 W 0 keV in Koinzidenz 1st. Das Koinzidenzspektruni ist
in Ahb. C
i tlargestellt. AuDer diesen beiden y-Linien bestimmten wir noch eine
weitere Linie bei 800 keV. Koinzidenzen tlieser y-Linien untereinander ode,
zu anderen y-Linien auBer clcr 511 keTr-Annihilationsstrahlun,v konnten wi,
316
A h d e nder Physik
*
7. Folgc
Rand 16, Hcft 7-8
*
1966
nicht nachweisen. Nan kann daher auf Gruncl dieser Messungen annehmen, daB
im Kern Nb91 Niveaus mit den Energien 800, 1040 nud 1600 keV existieren,
die beim Zerfall von M091 angeregt werdrn. Diescs Ergebnis entspricht nicht
40
B 20
%
3 70
58
6
4
2
lmpulshbe IKanaN
Abb. 6. y-Spektrum vonMoglinKoinzidenz
mit der 511 keV-Annihilationstrahlung
0'
10 20
70 40 50 60 70 A0
f Imml
Abb. 7. Die Halbwertszeitkurve f u r
die 511 keV-Annihilationsstrahlung
vom Zerfall des Mogl
den bisherigen Messungen [ 2 - 41, nach denen Mo91 nur in den Grundzustand
voii Nbgl zerfallt, ist aber in ubereinstimrnung mit den Ergebnissen aus der
Untersuchung der Reaktion Zrgl(p, n ) Nb91 [5], die zwei Niveaus mit der
Energie 850 und 1070 keV im Nbgl ergab.
Aus den in Abb. 5 und (idargestellten Spektren wurden grob die Intensitatsverhaltnisse zwischen den drei y-Linien und der 511 keV-Annihilationsstrahlung abgeschatzt. Wir erhielten l y ( 5 l l ) /
I y ( 8 0 0 )/ l y ( 1 0 4 0 )/ I y ( 1 6 0 0 ) =
3000 :5 :8 : 10. Die Halbwertszeit
von Mogl, die von uns aus den1
d7m,3,
Abfall der 511 keV-Annihilationsstrahlung bestimmt wurde,
0,2) Minuten.
betragt (15,7
Die Halbwertszeitkurve ist in
Abb. 7 dargestellt.
4. Disliussion
Als Ergebnis unserer Messungen wird das in Abb. 8 dargestellte Zerfallsschema vorgeschlagen. Die Intensitaten der
Ubergange und die log ft-Werte
wurden auf Grund der von uns
gemessenen
y-Intensitatsverhaltnisse becechnet. Das &KIP+Verhdtnis wurde der Arbeit 1111
d b b . 8. Zerfallsschema des Mo91 und des B I O ~ ~ ' ~elltllommell.
~.
Die gestrichelt gezeichneten P+-ubergange sind
Der Kern 4zM0ik hat eill Loch
nicht gemessen, sondern nur aus den Intensitaten
der y-tfbergange berechnet worden
in der g9I2-Neutronenschale.
Nach dem Schalenniodell niiitl deshalb Eiiiteilcheiiiiiveaus mit dem Spin 9;2
und l/2-zu erwartm. Er wurde gezeigt [2, 121, daB Moo1 im Grundzustand deli
Spin 9/24. besitzt. Dcr isomere Zustaiid bei titi0 keV hat den Spin lie-. Drr ytibergang voii iliesem isomeren Zusta.nd in deli C4runtlzustancl von M091
1910 9/2-WARD
ist eiii M4-Obergang.Nach HAY
u. a. [13] besit.zt.cler isomere Zufitaiid
voii Nbs1 den Spin 1/2- und der
Grundzustsntl den Spin !)/a?. Die
beiden Nireaiis mit tier Eiiergie 1310
uiid 1640 kc\' k6nnte~ieimr hiearen
Kombiiiatioii der Protonnikonfigurationcii 34 (pa# (p1pL)2 (ge!# uiid
31(p3p)3(g9p2)4 entsprechen. Fiir das
800 keV- uiid c1a.s 1040 keV-Xivesu
wurde der Spin 7j.2- otler !)!2:.
empfohlen [5]. Das witlerspricht
nicht unsertw log /t-Wert.en. Es ist
rschwierig, alleiii ituf Uruiid rles
log ft-Wertes fur den ftbergang Zuni
- mz-80 9iz 1600 keV-Xit-eau den Spin diems
0 rz /
0 Q/PE (kPVJJr
ElkeVNn
;'ikpyl.ln
Xiveaus zu Lestimmen. Wir iiehnien
b
t
an, daI3 clap ItiOO keV-Nireau cien
Abb. 9. Vergleich deer von KISSLIXUER
und
Spin 7/2, !I!:! ocler 11/2 hat.
SORWNSEX
[GI (a) und von AUERBACH
und
Das Niveausc~hemn voii Nb91 TALYI[14] (h) fiir NbeLbemchneten V'
1. iveaus
unct HOBESwurde voii KISSLINCIER
init. dtw experimentellbestimmtenNiveaus (c)
SEN [ t i ] untm Berucksichtigung voii
Rest~wechselwirku~i~en
(Pa.sr-Wechsel\~irkiii~~)
i n sphiirischen Kernen und \-on
TALMIund UKKA['i]
untl A~ERBACH
und TALMI
(141 mit. Hilfe der Konfigurationswechselwirkiiii~ bwechnet. In Abb. !I xilid die bereehnetm Niveauschemata VOII Xb91 mit ttcii cxperinientelleii Angaben \-erglichen.
f
68Bf
-
il
dankcm wir clafiir, tlaD CP u m die Durcliffiihrung
Herr11Prof. Dr. A. ECKARDT
Institutes der
cler Experimente am Betatxoii des 'rechni~ch-Ph~~ikalischcn
Friedrich-Sahiller-Uiii~ersit~tin Jena erm6glicht hat. Herr11 Dr. G. GEsKE
dankeii wir f iir die Vorbereit.ung und die Dnrchfiihrung tler Rcstrahluiig.
Literaturvcrzeicthnis
[l] KUNZ,N'. u. SCWINTLYEISTER.
J., Tabellen der -4totnkernr. Teil 1 Band 1. AkademieVerlag, Berlin 1968.
CJ] AXEL,P.. Fox,J. D. u. PARKER,
H.H.. P h p . Iiev. 95 (1965) 976.
[3] SMITH,
.'b B.,Jr., (:ow, N. B.. HENRY,
R.. W. ti. HECKER.R.. A, Php. R.ev. 101(1!)33)
706.
[A] PRENTIcR,J. 1). 11. MCSEILL.K. G., Phys. Rev. 105 (1967) 1047.
[5] LOBKOWICZ,
B., 11. MARYIER,P., Helr. Phya. Acta 84 (1961) 85.
[6] KISSLINGER,
L.S. u. SORENSEN.
R. A., Revs. Mod. Phys. 85 (1963) 853.
[?I TALMI,X. u. UNNA,I., Nuclear Physics 19 (lVS0) P'2.5.
[8] KAHLENBACH,
M.. Dissertation TU Dresden 1964.
[9] SARAF,
B., WARMA,
J. u. MANDEVILLE,C.. Php. Rev. 9s (1955) l2OG.
(101 NORDHAOEN,
H.11. TAOYMSEN,
J., Siiclear PhpicR 1 (1956) 499.
318
Annalen der Pliysik
1;
7. Folge
*
Band 16, Heft 7--5
*
1965
[ll]ZWEIFEL,P. F., Phys. Rev. 107 (1957) 329.
[12] BROLLEY,
J. E. Jr. , Phys. Rev. 89 (1953) 877.
[13] HAYWARD,
R. W., HOPPES,D. D. u. ERNST,H., Phys. Rev. 98A (1955) 231.
[14] AUERBACH,
N. u. TALMI,I., Nuclear Physics 64 (1965) 458.
R o s s e n d o r f bei Dresden, Zentralinstitut fur Kernforschung, Bereich Kernphysik.
Bei der Redaktion eingegangen am 29. April 1065.
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