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探测器高能伽马效率刻度用放射性核素56Co的衰变数据

田榕赫 ,  杨东 ,  于伟翔 ,  黄小龙 ,  李小安 ,  石明松

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探测器高能伽马效率刻度用放射性核素56Co的衰变数据

田榕赫, 杨东, 于伟翔, 黄小龙, 李小安, 石明松
, 2025, 74(19): 190601.
doi: 10.7498/aps.74.20250743
cstr: 32037.14.aps.74.20250743

Decay data of radionuclide 56Co for high-energy gamma efficiency calibration of detectors

TIAN Ronghe, YANG Dong, YU Weixiang, HUANG Xiaolong, LI Xiaoan, SHI Mingsong
Acta Phys. Sin., 2025, 74(19): 190601.
doi: 10.7498/aps.74.20250743
cstr: 32037.14.aps.74.20250743
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  • 摘要

    56Co衰变释放的γ射线能量范围为0.84—3.55 MeV, 其衰变数据是探测器效率刻度的重要依据. 早期针对56Co γ相对强度测量数据在Eγ > 2.5 MeV的高能区存在系统性偏差. 针对此问题, 本研究基于核科学参考文献库(Nuclear Science References, NSR)中的实验测量数据, 重点综合了2000年后的5项高精度实验测量结果, 对半衰期及γ发射几率等关键衰变数据进行系统分析, 给出了一套可用于探测器效率刻度的56Co衰变推荐数据. 在高能区段, 本工作所给出结果低于ENSDF现有评价数据约2%. 该推荐数据适用于高能伽马探测器的效率刻度, 可为Eγ > 2.5 MeV能区提供更准确的参考依据. 本文数据集可在科学数据银行数据库https://doi.org/10.57760/sciencedb.j00213.00169中访问获取.

    Abstract

    56Co, with γ-ray energies covering the ranging from 0.84–3.55 MeV, is an important radionuclide for calibrating Ge detector. Based on the main measurements of D. C. Camp et al. (Camp D C, Meredith G L 1971 Nucl. Phys. A 166 349) and M. E. Phelps et al (Phelps M, Sarantites D, Winn W 1970 Nucl. Phys. A 149 647). before 2000, the probability of γ-ray emission is evaluated and recommended. The values reported by D. C. Camp, however, are systematically lower in high energy range. In this work, using the experimental measurements obtained from the Nuclear Science Reference Library, the main decay data, such as half-life and γ-ray emission probabilities, are evaluated and summarized. In the Eγ < 2.5 MeV energy region, the new evaluation data in this work are in good agreement with the results of the ENSDF evaluation (Huo J, Huo S, Yang D 2011 Nucl. Data Sheets 112 1513) and the summary report published by IAEA in 1991 (Bambynek W, Barta T, Jedlovszky R, Christmas P, Coursol N, Debertin K, Helmer R, Nichols A, Schima F, Yoshizawa Y 1991 report IAEATECDOC-619). However, in the high-energy region, i.e., in the Eγ > 2.5 MeV energy region, the present work gives lower values than the other evaluation data. The deviation at 3.4 MeV is as high as 2.7%. Rationality of the present evaluation and corrected method will be dependent on new measurements, and more precise standard data are desirable. The datasets presented in this paper, including the ENDF and ENSDF format decay data files for 56Co, may be available at https://doi.org/10.57760/sciencedb.j00213.00169.

    作者及机构信息

    • 1.

      中国原子能科学研究院, 中国核数据中心, 北京　102413

    • 2.

      吉林大学物理学院, 长春　130012

    • 3.

      国家卫生健康委核技术医学转化重点实验室(绵阳市中心医院), 绵阳　621099

      • 通信作者: 杨东, dyang@jlu.edu.cn
    • 基金项目: 国家重点研发计划(批准号: 2022YFA1602000)资助的课题.

    Authors and contacts

    • 1.

      Department of Nuclear Physics, China Institute of Atomic Energy, Beijing 102413, China

    • 2.

      College of Physics, Jilin University, Changchun 130012, China

    • 3.

      NHC Key Laboratory of Nuclear Technology Medical Transformation (Mianyang Central Hospital), Mianyang 621099, China

      • Corresponding author: YANG Dong, dyang@jlu.edu.cn
    • Funds: Project supported by the National Key R&D Program of China (Grant No. 2022YFA1602000).

    补充材料

    19-20250743Suppl.pdf

    参考文献

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  • 图 1  不同文献测量与本工作56Co半衰期评价推荐结果对比

    Fig. 1.  Comparison of 56Co half-life measurements from different literature and the recommended results of this work.

    下载: 全尺寸图片 幻灯片

    图 2  56Co γ射线绝对强度比值(本工作与ENSDF评价值对比)

    Fig. 2.  Comparison of absolute γ-ray intensity ratios for 56Co: Present work vs. ENSDF evaluated data.

    下载: 全尺寸图片 幻灯片

    表 1  评价推荐56Co衰变数据(半衰期: 77.245(28) d)

    Table 1.  Evaluated and recommended decay data for 56Co (half-life: 77.245(28) d).

    辐射
    类型    		 能量/keV 绝对强度/%
    (本工作)    		 绝对强度/%
    (ENSDF)    		 绝对强度/%
    (IAEA)
    半衰期 77.245(28) d 77.236(26) d 77.236(26) d
    γ1 263.41(10) 0.023(2) 0.0220(3)
    γ2 411.38(8) 0.0254(25) 0.024(3)
    γ3 486.54(11) 0.057(5) 0.0540(20)
    γ4 655.0(8) 0.043(5) 0.043(4)
    γ5 674.7(8) 0.031(5) 0.024(3)
    γ6 733.5085(23) 0.191(4) 0.191(3)
    γ7 787.7391(23) 0.310(5) 0.311(3)
    γ8 846.7638(19) 99.9417(32) 99.9399(23) 99.9399(23)
    γ9 852.78(5) 0.049(3) 0.049(3)
    γ10 896.503(7) 0.071(4) 0.073(3)
    γ11 977.363(4) 1.422(7) 1.421(6) 1.422(7)
    γ12 996.939(5) 0.113(4) 0.111(4)
    γ13 1037.8333(24) 14.06(5) 14.05(4) 14.03(5)
    γ14 1089.03(24) 0.054(7) 0.055(4)
    γ15 1140.356(7) 0.1329(30) 0.132(3)
    γ16 1159.933(8) 0.091(5) 0.094(6)
    γ17 1175.0878(22) 2.254(7) 2.252(6) 2.249(9)
    γ18 1198.78(20) 0.047(5) 0.049(5)
    γ19 1238.2736(22) 66.41(17) 66.46(12) 66.41(16)
    γ20 1272.2(6) 0.0195(10) 0.0200(7)
    γ21 1335.380(29) 0.1219(30) 0.1224(12)
    γ22 1360.196(4) 4.280(21) 4.283(12) 4.280(13)
    γ23 1442.75(8) 0.180(4) 0.180(4)
    γ24 1462.34(12) 0.0777(11) 0.074(4)
    γ25 1640.450(5) 0.0616(30) 0.0616(19)
    γ26 1771.327(3) 15.43(4) 15.41(6) 15.45(4)
    γ27 1810.726(4) 0.640(5) 0.640(3)
    γ28 1963.703(11) 0.7036(30) 0.707(4)
    γ29 2015.176(5) 3.018(15) 3.016(12) 3.017(14)
    γ30 2034.752(5) 7.749(20) 7.77(3) 7.741(13)
    γ31 2113.092(6) 0.376(4) 0.377(3)
    γ32 2212.898(3) 0.388(4) 0.388(4)
    γ33 2276.36(16) 0.119(5) 0.118(4)
    γ34 2373.7(4) 0.081(6) 0.080(4)
    γ35 2523.0(8) 0.061(5) 0.059(4)
    γ36 2598.438(4) 16.76(8) 16.97(4) 16.96(4)
    γ37 2657.4(8) 0.019(3) 0.0190(17)
    γ38 3009.559(4) 1.027(12) 1.036(13) 1.038(19)
    γ39 3201.930(11) 3.176(18) 3.209(12) 3.203(13)
    γ40 3253.402(5) 7.656(30) 7.923(21) 7.87(3)
    γ41 3272.978(6) 1.810(14) 1.8759(20) 1.855(9)
    γ42 3369.69(30) 0.0097(10) 0.0101(7)
    γ43 3451.119(4) 0.926(9) 0.949(5) 0.942(6)
    γ44 3547.93(6) 0.1939(20) 0.1955(15)
    γ45 3600.7(4) 0.0163(7) 0.0167(5)
    γ46 3611.8(8) 0.0084(4) 0.0086(3)
    γ± 511.0 40.1(8) 39(3)
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  • 19-20250743Suppl.pdf
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-06-09
  • 修回日期:  2025-07-23
  • 上网日期:  2025-08-12
  • 刊出日期:  2025-10-05

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