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本论文包括两个部分。
第一部分是139Pm核的高自旋态研究。利用能量为120 MeV的27A1束流，通过重离子熔合蒸发反应116Cd(27Al，4n)布居了139Pm的高自旋激发态用12套高纯锗探测器(HpGe)阵列进行了在束γ-γ符合测量。基于γ-γ符合关系及139Pm核已知能级信息的综合分析，发现了一条新的ΔΙ＝1的偶极带和几条强度较弱的能级跃迁序列，并修改了原有纲图中一条ΔΙ＝1的负字称带。在本实验研究的同时，Dhal等人再次报道了139Pm的高自旋态能级结构，纲图中给出的绝大多数γ跃迁在我们的实验中都可以看到，但是我们对原有的一些γ跃迁的位置及相对顺序进行了调整，特别是对两条ΔΙ＝1负宇称带的结构做了较大修改。
通过对两条ΔⅠ＝1的负宇称带能级结构的分析，发现它们具有典型的磁转动带特征：带内存在非常强的M1跃迁，而E2跃迁则非常的弱，且很多观测不到：偶极跃迁的能量随着自旋的增加而增加，而跃迁强度随着自旋的增加而逐渐减小；旋称劈裂很小。利用相邻核能级结构的系统性和依据半经典的核子-核子有效作用理论模型(SPAC)对这两条带能级结构的定量计算，我们认为它们属于磁转动带。
论文的第二部分是康普顿抑制谱仪的研制。康普顿抑制谱仪是在束γ谱学实验中HpGe探测器与康普顿屏蔽探测器配套使用的探测技术，用来抑制康普顿散射光子。我们采用CsI(T1)晶体来代替常规的BGO晶体作为谱仪的探测材料，使用光电倍增管作为光读出器件，与之配套的是16重分割的复合型ciover探测器。为了寻找CsI(T1)晶体的最佳尺寸，建立了带反康clover探测阵列的Geant4模拟平台。依据模拟结果，设计制作了CsI(T1)晶体与晶体封装外壳。经过最后的测试，在不包括背部Csl反康设备的情况下，137Cs的峰总比为53％，比反康前提高了13个百分点，基本达到了设计的目标。