НАЙТОЧНІШЕ ЗНАЧЕННЯ ПЕРІОДУ НАПІВРОЗПАДУ ЯДРА ²¹²Po

 

Н. В. Сокур¹, П. Беллі^2,3, Р. Бернабей^2,3, Р.С. Бойко^1,4, Ф.А. Даневич¹, А. Ді Марко^2,3,
А. Інчікітті^5,6, Д.В. Касперович¹, Ф. Капелла⁵, В. Караччіоло⁷, В.В. Кобичев¹,
О. Г. Поліщук¹, В.І. Третяк¹, Р. Черуллі^2,3

 

¹ Інститут ядерних досліджень НАН України, Київ, Україна

² Національний інститут ядерної фізики, відділення у Римі "Тор Вергата", Рим, Італія

³ Римський університет "Тор Вергата", Рим, Італія

⁴ Національний університет біоресурсів і природокористування України, Київ, Україна

⁵ Національний інститут ядерної фізики, відділення у Римі, Рим, Італія

⁶ Римський університет "Ла Сапієнца", Рим, Італія

⁷ Національна лабораторія Гран-Сассо, Ассерджі, Італія

 

Метою дослідження є точне вимірювання періоду напіврозпаду ядра ²¹²Po (один з дочірніх нуклідів радіоактивного ряду ²³²Th) за допомогою рідкого сцинтилятора на основі толуолу, у який торій у концентрації » 0.1 масових % введено у вигляді комплексу з оксидом триоктилфосфіну (активність ²³²Th у сцинтиляторі становить 4.61 Бк/мл). Сцинтиляційні сигнали реєстрували за допомогою швидкого фотоелектронного помножувача та високочастотного осцилоскопу. Розроблено алгоритм пошуку та аналізу подій β-розпадів ²¹²Bi та наступних за ними α-розпадів ²¹²Po. З даних першого етапу експерименту було відібрано близько 7 × 10⁴ подій розпадів ²¹²Bi ® ²¹²Po ® ²⁰⁸Pb та визначено період напіврозпаду ²¹²Po: T_1/2 = [294.8 ± 1.6 (стат) ± 1.0 (сист)] нс [1]. З метою зниження статистичної похибки, у другому етапі було набрано значно більше даних, з яких було відібрано близько 3 × 10⁶ подій ланцюжка розпадів. Отримано найточніше значення періоду напіврозпаду T_1/2 = [294.6 ± 0.2 (стат) ±
± 0.4 (сист)] нс, яке добре узгоджується з результатами останніх експериментів Borexino:
T_1/2 = [294.7 ± 0.6 (стат) ± 1.8 (сист)] нс [2], та XENON: T_1/2 = [293.9 ± 1.0 (стат) ± 0.6 (сист)] нс [3], і дещо менше за величину періоду напіврозпаду, виміряну за допомогою сцинтилятора фториду барію T_1/2 = [298.8 ± 0.8 (стат) ± 1.4 (сист)] нс [4], і табличне значення T_1/2 = 299 ± 2 нс [5].

 

1. П. Беллі та ін., Вимірювання періоду напіврозпаду ядра ²¹²Po за допомогою насиченого торієм рідкого сцинтилятора, Яд. Фіз. Енерг. 19 (2018) 220.

2. G. Bellini et al., Lifetime measurements of ²¹⁴Po and ²¹²Po with the CTF liquid scintillator detector at LNGS, Eur. Phys. J. A 49 (2013) 92.

3. E. Aprile et al., Results from calibration a XENON100 using a source of dissolved radon-220, Phys. Rev. D 95 (2017) 072008.

4. P. Belli et al., Investigation of rare nuclears decay with BaF2 crystal scintillator contaminated by radium, Eur. Phys. J. A 50 (2014) 134.

5. E. Browne, Nuclear Data Sheets for A=212, Nucl. Data Sheets 104 (2005) 427.