175Hf半衰期的测量

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174Hf具有较大的中子吸收截面,可在反应堆中作为热中子监测核素使用,这一功能的实现需要准确的175Hf半衰期数据。截至目前,公开发表的半衰期数据仅有四个,数据间分歧较大不利于核参数的准确使用,需要进一步的测量解决这一数据分歧。本文首先采用热中子辐照的Hf放射源对177Lu在不同死时间下的计数率进行测量,得出一个计数率丢失因子f随死时间变化的一般关系式f(t)=0.042t+0.996(t表示死时间)。对181Hf在不同死时间下进行半衰期跟踪测量发现,逐渐增加数据点进行线性拟合得到的半衰期值在出现一极大值后会逐渐减小。将放射性Hf视为含有高能γ射线的长寿命干扰核素并与177Lu一起进行半衰期跟踪测量。拟合得到的181Hf半衰期测量结果有逐渐减小趋势。而177Lu半衰期结果为6.71 d,高于推荐值和大多数测量结果,并且逐点增加处理的半衰期值有稳定增大趋势。分别使用阴离子树脂与HDEHP树脂对于含有杂质的175Hf源的放化分离,结果显示HDEHP树脂能够进行175Hf放射源的纯化。并对制得的含有65Zn、56Co以及少量52Mn、48Sc、156Tb杂质的175Hf液体源在不同的酸性条件下使用HDEHP离子交换树脂进行了分离纯化。对65Zn与56Co的去污因子分别达到了5200与2360,分离得到的175Hf产品中仅含小于天然本底量级的65Zn,γ能谱中几乎无可见的其他核素能峰,通过实验制得了放射性纯的175Hf。最终使用井型HPGe在较小死时间下(<1%),对全谱积分面积(包含175Hf所有特征γ射线全能峰及其康普顿散射本底、天然本底、杂质核素全能峰及康普顿本底)进行跟踪测量和同轴HPGe下采用固定位置的监督源与175Hf同时测量的方法,分别进行了长达30 d与40 d的跟踪测量,得到的半衰期结果为70.71±0.17 d与70.73±0.25 d天。对测量结果进行了相关检验,无明显误差存在。所得结果与前人结果相比,评价数据的自由度大大增加,半衰期的不确定度控制在较小的范围内。
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