诱导长寿命同质异能核素辐射衰变特性研究

近十年来，诱导同质异能核素辐射衰变特性研究一直是核物理领域颇受关注的研究热点。美国德克萨斯大学一个名不见经传的研究小组与当今最具权威的实验室之间"正、反"放大Gamma射线结果的对峙，促使世界范围内有条件研究室积极投入同质异能素诱发辐射衰变研究中。本项目拟开展同质异能素制备及特性研究,，包括纳克量级178m2Hf核素制备、X-ray诱发178m2Hf核素Gamma辐射实验（诱发能量、诱发效率以及诱发截面等）、诱发机制等主要内容，可望获得外场诱发同质异能素Gamma辐射衰变实验结果，澄清诱发辐射实验事实，探索X-ray诱发178m2Hf核素Gamma辐射机理。本项目的研究对开发诱导同质异能核素辐射技术具有重要的理论意义和应用价值

按照项目申请书之规定，开展了四项研究内容。178m2Hf核素制备与特性研究中，选用176Yb（a，2n）反应途径，重点以天然金属Yb为原料进行目标核素制备技术攻关，对贴靶、真空镀膜靶、磁控溅射靶等靶型进行高能量强束流的a离子轰击，分析样品表面特征后认为：在27MeV、30uA、20小时的a离子照射下，采用磁控溅射靶制备178m2Hf核素效果最佳。跟踪测量178m2Hf的不同Gamma特征谱，鉴别出178m2Hf核。运用交互式拟合、高斯拟合等方法，解决了强背景弱特征峰分析问题，获得178m2Hf的含量。在核素制备中的同位素效应研究中，利用Gamma测量对辐照样品中主要长寿命核素进行识别和定量，采用EMPIRE程序计算了168～176Yb同位素对173Lu、172Hf、175Hf等生成截面，获得了天然镱对目标核素制备的影响。.辐照样品中Hf元素的提纯研究中，针对173Lu和65Zn建立了加载去污技术，获得了以178m2Hf（OH）4化学性态的较纯的Hf样品。全流程放化产额接近70%，对65Zn的去污系数好于105，对173Lu的去污系数好于103。采用此流程，制备出获得较纯的含178m2Hf诱发源，为诱发实验奠定坚实基础。.X-ray诱发178m2Hf核素Gamma辐射衰变特性研究中，利用同步辐射光源和韧致辐射光源提供的X-ray进行实验。上海光源上，重点选用能量20.825keV、9.567keV光子进行照射，借助“内标法”和“归一修正”等方法进行数据处理，数据显示：入射能量为20.825keV时，178m2Hf特征峰426keV的Gamma计数率增加1.76%，小于不确定度3σ，特征峰495keV和574keV的Gamma计数率无增加。入射能量为9.567keV的数据表明：没有观察到特征峰计数率有增加，在2.457MeV附近也没观察到Gamma计数。韧致辐射光源上，单能测量模式数据表明：178m2Hf核素Gamma特征峰426keV、495keV和574keV未见有Gamma计数增加；符合测量模式数据显示：当门信号置于213.5keV，没有在130keV附近符合到Gamma光子。上述实验得到的结论：目前实验条件下，没有观察到与Collins一致的实验现象。另外对该核素的诱发原理进行了简单评估。项目组已完成了所有研究内容，解决了关键问题，达到了研究目标，澄清了物理