r の 3 8 8k e  V i s o m e r i c  t r a n s i t i o n の K 内部転換係数 T

Vo 1.  12.  (1975) 

論 文

0 0 1  

^87S

r の 3 8 8k e  V i s o m e r i c  t r a n s i t i o n の K 内部転換係数 T

堀 部 治 ， 水 本 良 彦 ， 河 村 光 博 *

K I n t e r n a l   Conve r s i o n   Co . e 万 i c i e n tof  388  k e  V I s o m e r i c   T r a n s i t i o n   of 

87 

S r .  

By Osamu HOR1BE， Yoshihiko M1ZUMOTO  and Mitsuhiro KAWAMURA* 

(Received Sept 1， 1975) 

1n the  course  of study  of the  K internal conversion  coefficient  of  91Y， reported in  the previousvolume of  this annual report， αk and KjL + M

、 +

・・・ ratio 0・'1‑87Srwere deter‑ mined in  the same way as those of  91Y from the peaks  of  388 keV isomeric transition of  B7Sr  presented in  the  γ‑ray and electron spectra of  91Sr  source， which had been measured  by using a Ge (Li)‑Si (Li) type internal conversion spectrametor. 

Theobtained values were 0.18^土0.2and 5.5^土0.9for  the α1

， 

and KjL+M+・.. respec‑ tively， being good agreement with  theoretical value for the  M4 transition  and the other  experimental values. 

1  .緒

巨司

前巻1) 1ζ て Ge(Li)~Si(Li)検出器からなる内部転 換スペクトロメータ2)を用いて測定された91Yのいく つかの遷移に対するK内部転換係数， ClCk について報 告した。そして，そのなかで実験的に求めた両検出器 の効率に関する f(Ee)，ηrCEr)曲線は， α註及び相対 γ強度がよく知られている基準線源を用いたが，測定 ならびに処理過程で多くの不確定さがともなう。乙れ に対し我々は約 3~ちという値を見積って結果を求め た。さらに91Srのスペクトノレ測定では， 線源形状，

測定形状ができるだけ検出効率の測定時と同一でなけ ればならない。乙の点，測定形状については同ーと見 られるが，線源、形状にづいては2倍程度の拡がりをも ったが検出器とそれらの距離ーの大きいことから補正は 無視した。従って得られたαKの値は， 乙れらの観点 から直接又は間接的に検討する必要があった。しかし 当時では，直捜555keVの遷移以外この値の妥当性

T

京都大学原子炉実験所昭和47年度上半期共同利用 の一部

*京都府立大学物理教室

を検討する他の文献が見あたらなかったへ

そ乙で，本報では91Sr線源のスペクトル中に存在 した不純物B7Srの388ke V isomer，ic transition  iこ対するピークからαkの値を91yのそれと同様にし て求め報告し，あわせて得られた値と他の文献値との 比較から先に求めた91Yのα瓦の値の信頼度をさらに 確認することとした。(すでに後述のように91Yのαk の値は文献値3)とよく一致している)

I I . 実 験

総跡、，装置及ひ伊止走に関する詳細は前巻に記述しで ある。それらの概要は次のjillりである。

( 1 ) 線 源

高濃

* 1 8

94Zr02林を原子炉中性子で照射し，数時間 の後ストロンチウム(主として94Zr(n，α) 91Sr反 応 から生成した91Sr)をイオン交換法4)で分自Hーしたもの である。これは1日の間隔をおいて2田作製し，共に

*その後，後述のように].K. Halbigら(1973)の 91Yのαkの報告を知った。

料 OakRidge National Laboratoryから入手

‑ 1ー

近畿大学原子力研究所年報 大きさは，，‑，7mmOで，前盗で述べた:iA.り，低エネノレ

ギーβ棋に対しても自己吸収のないものであった。

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2iO  2HO  Clwl1l1c1 11111llUer  γ‑peak of 388 keV isomeric  transition of 87Sr  presented in the  measured γ‑ray spectrum of  91Sr  source. 

290  2fiO 

Fig. 1. 

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装置及び測定

転換電子スペクトノレ測定にはSimtec社 の16111mO (Liドリフト厚3mm)Si(Li)検出認(真空中)と γ 線スペクトノレ測定にはORTEC社46cm³同軸型Ge (Li)検出器とを180度方向に向い合せた前記の内部転 換スペクトロメータ2)を用い，それぞれのスペクトノレ をHewlettPackard社の1024チャンネJレ及びNu‑

clear Data社の2048チ ャ ン ネ ル 波 高 分 析 器 で 測 定 した。

最初の線源の測定では，途中8.4時間後データの打 ち出しを行い，さらに14.5時間の測定を行った。 2 回目の税源の測定時間は15.8時間であった。

(2) 

微量のストロンチウムの86Sr(n，γ) 87mSr反応にて生 成した 87mSr が 91Sr と同様に分 :~ffi ，測定されたため である。すなわち，入手した94Zr02中には，分析表キ によれば，不純物としてストロンチウム (0.2必以下) が合まれており，その中，前処理4)の段階で分離され なかった極く微量のそれがターゲット中に混入したも のと考えられる。

最初の線源の1回目の測定から得られたγ純スベク

果

前巻のFig.2， 3で明らかなように， γ線及び転換 電子の両スペクトjレ中に87Srの388ke V isomeric 

transi tion Iと対するピークが存在した。 乙れは，主 として次に記する理由によりターゲット中ζl混在した

結

(1)  r線及び転換電子スペクトノレ

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Fig.  2.  Conversion electron peaks of 388 keV isomeric transition of 87Sr  presented in  the  measured electron spectrum of 91Sr  source.  0: measured spectrum after decay of 8.4 hrs，  and normalized at 305 to 315 ch..  The insertion shows that of background subtracted. 

‑ 2ー

* 

Oak Ridge National Laboratoryの仕様書

Vol.  12.  (1975) 

トルの87SrのピークをFig. 1，乙示す。 87Srの388 keVピークは， 91Yの555keVγのコンプトン・エ

ッヂのすそに位置している。そこで，パックグランド は，ピーク前後のコンプトン分布の形を考慮して可能 な引き方の最大の違いとして図中に示したAとCをと り，ピーク面積はAとCの平均値，すなわち図中のB のパックグランドから求めた。ピーク面積の誤差は，

ピーク計数値の統計誤差にBとA又はCのパックグラ ンド、から求めた面積の差を加えた値とした。

次iとγ線スペクトノレと同時に測定された転換電子ス ペクトルをFig.21こ示す。図から明らかなように，

388 keV遷移のK，L+M+・・・ピークは， ちょうどこ の位置で比較的変化の大きい555keV rのコンプトン

・エッヂ上に位置し，そのため，乙のままではL+M +…ピーク位置は正確に求められない。そこで，パッ クグランドは，かなり減衰した最初の線源の2回目の スペクトノレから次のようにして求めた。すなわち2回 目のスペクトルのピークはかなり小さく 1回目のそ れに対してピーク面積は約9必の見積値となる。そこ で，パックグランドは，図中にO印で示したように 2回 目のスペクトノレの305，.....，315チャンネルの計数値を1 回目のそれに規絡化して拍き，両ピークの面積比が約

9~話となるように描いた。誤差としては余裕をとって 上下にAとCで示す曲線を用いた。このようにして得 られたBのパックグランドを差し

B l

いた場合のスペク トノレを挿入図に示しである。図から明らかなように，

L+M+・・・ピークも明確に見られる。というのは， 乙 のエネノレギー値はγ線エネノレギーからストロンチウム のL電子の結合エネノレギー，約2keVS)を引いた値と 比較的よく一致している。両ピークの而

i W

は，この掃 入図に示した点線で分離して求め，その誤差は前記の γピークと同様に求めた。

また2回目の線源から得られた各スペクトノレのピー ク面砧は上記パックグランドを参考にして求めた。

(2)  K内部転換係数及びKjL十M十・ー内部転換比 叫については，前項で求めた各ピーク面積，前 巻のf(Ee)，ηT (Er)とから91Yのそれと同様に求め た。得られた結果は，最初の線源のスペクトルからは 0.179土0.018，2回目の線源のそれからは0.170土 0.024で，両者は誤差範囲内でよく一致し， 両者の荷 重平均値は0.18:1:

O .  

02であった。

次にKjL十M +・・・は，用いたSi(Li)検出器のK とL+M‑トーピーク・エネノレギーに対する relative electron efficiencyと両者のピーク面積から簡単に 求められる。そこで，用いたSi(Li)検出器のrela‑

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Fig.3. 

-~一一-1- ^L ート

500  1斗000  1500 

Electl'on  encrgy  (keV) 

Relative electron detection  efficiency  of  16 m mゆx3mm deep  Si (Li)  detector used. 

tive electron efficiencyは，すでに測定されてい る137CS，198Au及 び207Biの基準線源のγ線及び転 換電子スペクトノレから次のようにして求めた。すなわ ち， Si (Li)及びGe(Li)検出器の立体角，検出効率 及び得られたスペクトノレのピーク面積をそれぞれωe， 恥(Ee)， Ae及 びωpηr(Er)，Arとすると，各基準 線源、の転換電子ピーク・エネノレギーに対するrelative electron efficiency を与える式は ωe ・恥 (E~)jωr で ， 前 巻 の(1)，(2)式からηr(E~) • A~jα; ・ A; に等

しい。これから得られた前記の各基準線源の結果を 198Au線 源 の328.7keVのそれを1.5に規格化して Fig.3に示す。図から明らかなように，各値は少々 のバラツキがあるが300，.....，1000 ke Vのエネノレギー範 聞にわたって誤差範囲内でほぼ一定で妥当な結果であ る。これに関する報告としては，上原らのの検出面積 4.5x24mm (Liドリフト厚3mm)Si(Li)検出器の 測定が見られる。これによると， efficiencyは約300 keVより大きくなるに従って少々低くなる傾向が見

られる。これは周端効果の影響の大きいことによるも のと思われる。いずれにしても， ここで必要である 372 keV (Kピーク)と387keV(L十M +・・ピーク) のefficiencyはエネノレギー値が接近していることか ら等しいと考えてさしっかえない。従って， KとL十 M十一転換電子ピーク面協比からKjL+M+・・・を求 めた。得られた値は，最初の線源のスペクトノレからは 5.6土1.0， 2回目の線源のそれからは5.3土1.5で， 両者は山と問機に誤差範l圏内でよく一致し，両者の 荷重平均値は5.5:1:0. 9であった。

I V .   考 察

得られたαk及びKjL‑トM十・・の値を他で報告され

‑ 3 ‑

近畿大学原子力研究所年報 Table  Comparison of the present values with otherexperimental and 

theoretlca 1 va‑lues 'of  388 ke V isomeric transi tion of 87Sr. 

αk  K/L+M+ ・・ Method  Reference  Present work  O.  16土0.02 } Ge(Li)‑Si(Li)  (6)  Experimental 

Theoretical 

O.  162土0.010 0.18土0.015

O .  

17  O. 183 

5.  79 

ている測定方法の異なる実験値，及び理論{直と比較し てTableに示す。表から明らかなように，本実験で 得られたαk値は他の実験値及びM4遷移に対する理 論値とよく一致し，又K/L+M+・ーはG.A. Graves 

ら9)の実験値とよく一致している。従って，比較的ピ ークが小さく，パックグランドの処理の困難であった L+M十・ピーク面前の処理は妥当であることが結論 される。それ故，本実験における測定ならびに測定結 果の処理は，妥当で首尾よい結果を与えるものと考え られる。すでに前谷で述べた通り 91Yの555keV遷 移に対する仙の値は，他の測定結果と良好な一致を する値を得ており当然予期される結果であるが，ピー

ク面積の小さいという点ではなお問題であった。

なお，若者らは前冶で91Yのα!，の報告の後， J. K. 

Halbig³⁾らによるπv2マグネティク・スペクトロ メータを用いた測定による同核極のα註の報告を知っ た。これによると，若者らの値は，各選移共少々小さ いが誤差範

1 m

内で一致している。

謝 辞

本実験は，京都大学原子炉実験所の昭和47年度上半 期共同利用で実施したもので，その際色々お世話頂い た第4部門の休(竹)，上原の両先生ζJ感謝します。

)sMp叩ectreok me to r 

(7)  (8)  (9)  (10)  (11) 

参 考 文 献

1 )水本良彦，他，近畿大学原子力研究所年報 知11 を， 5 (1974) 

2)上原進一，他， KURRI‑TR‑71 (京都大学原子 炉実験所) (1969) 

3) J. K. Ha lbig， et  a 1.，  Nuc1.  Phys. A 203， 532  (1973) . 

4)

水本良彦，他，近議大学理工学部研究報告第

8

号， 97 (1973) 

5) C.  M. Lederer， et  a1.，  Table of  Isotopes，  Sixth  edition (John  Wi ley & Son， Inc.  1967) 

6) H. K. Carter， et  a1.，  Z.  Physik  235， 383  (1970) 

7.) A. F.  Kluk， et  a.1，  Z.  Physik  235， 391  (1970) 

8) S.  Hu1tberg， et  al，.  Nucl.  Phys.  28， 471  (1961) 

9) G. A. Graves， et  a1.，  Phys.  Rev.  88， 344  (1952) 

10) L. A. Sliv， et  a1.，  Tables of  internal con‑

version coefficients  of  gamma radiation  (Academy of  Sciences of  the USSR， Mo‑

SCOW， Leningrad， 1956 and 1959) 

11)  R. Hager， et  aI.，  NucI.  Data  Sheets 4A，  1 (1968) 

‑ 4 ‑