Decay of¹⁵²Eu and the unified nuclear model

Summary

The radiations from¹⁵²Eu (t_1/2=13 yrs) were investigated using an intermediate image spectrometer, a magnetic thin lens spectrometer and a coincidence scintillation spectrometer. Three β^--groups are present with end-points (1450±25), (1040 ±20), (710±20)keV; the highest energy group exhibits an α-shape. γ-ray investigations showed that the following γ-rays are present: 101 (5), 121 (88), 244 (30), 315 (4), 344 (100), 410 (9), 442 (4), 710 (13), 770 (77), 888 (14), 970 (89), 1090 (96), 1127 (96) and 1410 (135) keV.K-conversion coefficients were estimated for most of these transitions and multipole orders were assigned. X-ray-γ, γ-γ and β-γ coincidence experiments allow us to construct the decay scheme of¹⁵²Eu. The difference in level structure in¹⁵²Sm (N=90) and¹⁵²Gd (N =88) is evident from the experimental results. The first three excited states at 121, 365 and 807 keV in¹⁵²Sm are identified as the three members of the ground state rotational band (K=0) ; the levels at 1090 and 1248 keV havingI= 2 +, and 3 + respectively are shown to be the quadrupole γ-vibrational states corresponding to K=2. The highest excited state in¹⁵²Sm is at 1417 keV and is most likely fed entirely byL-capture; this is the only odd-parity state in¹⁵²Sm having the character I=1-. The levels in¹⁵²Gd at 344 and 754 keV both with I=2 +, reached by β^--decay, are characteristic of the collective vibrations of the electric quadrupole type about a spherical equilibrium shape. The level at 1114keV in¹⁵²Gd has the character I=— and is interpreted as due to the octupole vibrations. The ground state of¹⁵²Eu has been assigned the spin I=4 -; the branching ratios and the transition probabilities for the β^--groups and electron capture transitions have been calculated. The experimental results are consistent with the predictions of the Unified Nuclear Model.

Riassunto

Le radiazioni del¹⁵²Eu (t_1/2=13 anni) sono state studiate usando uno spettrometro a immagine intermedia, uno spettrometro a lente magnetica sottile e uno spettrometro a coincidenze a scintillazione. Si constatano tre gruppi β^- terminanti a 1450±25, 1040±20, 710±20 keV; il gruppo di energia massima ha forma α. Opportune ricerche, mostrarono la presenza delle seguenti radiazioni γ: 101 (5), 121 (88), 244 (30), 315 (4), 344(100), 410(9), 442(4), 710(13), 770(77), 888(14), 970(89), 1190(96), 1027(96) e {dy1410} (135) kV. I coefficienti di conversioneK sono stati stimati per la maggior parte di queste transizioni e sono stati assegnati gli ordini dei multipoli. Esperienze di coincidenza raggi X-γ, γ-γ e β-γ ci permettono di costruire lo schema di decadimento del¹⁵²Eu. La differenza nella struttura dei livelli del¹⁵²Sm (N=90) e¹⁵²Gd (N=88) risulta evidente dai risultati sperimentali. I primi tre stati eccitati del¹⁵²Sm a 121, 365 e 807 keV si identiflcano come le tre parti della banda rotazionale dello stato fondamentale (K = 0); i livelli a 1090 e 1248 keV conI = 2 +, e 3+ rispettivamente, si dimostrano essere gli stati vibrazionali γ di quadrupolo corrispondenti a K=2. Lo stato eccitato più elevato del¹⁵²Sm si trova a 1417 keV ed è probabilmente alimentato completamente per catturaL; è questo l’unico stato con parità dispari del¹⁵²Sm avente carattere I=1-. I livelli del¹⁵²Gd a 344 e 754 keV, ambi con I=2+, raggiunti col decadimento β^- sono caratteristici delle vibrazioni collettive di tipo quadrupolo elettrico intorno a una configurazione d’equilibrio sferica. Il livello a {dy1114} keV del¹⁵²Gd ha caratteristica I=— e si ritiene dovuto alle vibrazioni da ottupolo. Allo stato fondamentale del¹⁵²Eu è stato assegnato lo spin I=4-; si sono calcolati i rapporti e le probabilità di transizione per i gruppi β^- e le transizioni per cattura elettronica. I risultati sperimentali si accordano con le previsioni del modello nucleare unificato.