Модулятор интенсивности пучка поляризованных гамма-квантов

 

МОДУЛЯТОР ИНТЕНСИВНОСТИ ПУЧКА ПОЛЯРИЗОВАННЫХ ГАММА-КВАНТОВ, содержащий резонансный фильтр, обот гащенный изотопом Fe , и управляющее устройство, отличающийс я тем, что, с целью повьшения быстродействия , резонансный фильтр выполнен из кристалла Fe ВО,, обладающего малой инерционностью изменения направления намагниченности, управляющее устройство содержит полосковую линию, катушки Гельмгольца и генератор перемагничивающих импульсов .

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„, 03683

3 5р G 21 K 1/12

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3312546/18-25 (22} 06.07.81 (46) 07.06.84. Бюл. В 21 (72} Г.В. Смирнов, В.В. Швыдько, О.С. Колотов и В.А.Погожев (53) 621. 039.55(088.8) (56) 1. S.L. Ruby et.àl. Nechanically

chopped g-rays quantitative treatmeut of the sidebaud inteusities

Phys. А. Вепег. Phys. р. 410, 1974.

2. Артемьев А.Н. И др. Модель ультраскоростного затвора, для резонансных гамма-лучей. ПТЭ, 1974,9 4, с. 82 (прототип). (54)(57) МОДУЛЯТОР ИНТЕНСИВНОСТИ

ПУЧКА ПОЛЯРИЗОВАННЫХ ГАММА-КВАНТОВ, содержащий резонансный фильтр, обо-. гащенный изотопом Fe 5, и управляющее устройство, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия, резонансный фильтр выполнен из кристалла Fe ВО, облада3 ющего малой инерционностью изменения направления намагниченности, управляющее устройство содержит полосковую линию, катушки Гельмгольца и генератор перемагничивающих импульсов.

1003683

Изобретение относится к ядерной физике и физике твердого тела, а именно к области мессбаузровской спектроскопии. Оно предназначено для формирования импульсных пучков гамма- 5 квантон мессбауэровского изотопа

Fe с длительностью фронтов импульсов до 10 зс.

Известны устройства, позволяющие получать модулированное по интен-10 сивности мессбауэровское излучение.

Примером такого устройства может служить механический затвор-прерыватель стационарного пучка гамма-KBaHwoat11.

Стационарный пучок гамма-квантов 15 падает нормально к поверхности вра- щающегося непрозрачного диска, в котором сделаны радиальные прорези.

В зависимости от конструкции диска и скорости его вращения можно полу- 20 чить модуляцию гамма-пучка с фронтами импульсов порядка 10 7 с, что на два порядка хуже. требуемых времен.

Укорочение фронтов за счет увеличения скорости вращения диска невоз- 25 можно из-за превышения предела прочности любых материалов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является магнитоэлектрический модулятор, содержащий,о резонансный фильтр, обогащенный изо топом Ге, и управляющее устройство.

57

Гамма-кванты от мессбауэровского источника, движущегося с постоянной скоростью, проходят через металлическую фольгу, представляющую собой резонансный поглотитель, Фольга расположена между полюсами постоянного магнита, и по ней пропускается ток.

Взаимодействие тока с полем приво-,1О дит фольгу в движение. При этом пучок оказывается перекрытым (происходит сильное резонансное поглощение) при определенной скорости дньтеп. B фольги относительно источника кван« тов. Необходимая модуляция должна достигаться за счет изменения скорости относительного движения го специальному закону. Зта задача кажет-ся проблематичной как по принципи—

50 альным, так и по техническим соображениям, так как достижение быстродействия 10 с с помощью механи еского устройства не представляется возможным.

Целью изобретения является повышение быстродействия модулятора мессбауэровского излучения.

Для достижения укаэанной цели в модуляторе интенсивности пучка поляризованных гамма-квантов, содержащем резонансный фильтр, обогащенный изотопом Fe, и управляющее устройство, резонансный фильтр выполнен из кристалла Fe з"ВО,обладающего малой инерционностью изменения направления намагниченности, а управляющее устройство содержит полосковую линию, катушки Гельмгольца и генератор перемагничивающих импульсов. Кристалл

Fe ВО является слабым ферромагне57

Ъ тиком, в .котором, как показывает эксперимент, легко практически безинерционно (за время порядка 10 c) может изменяться направление намагниченности в плоскости (111) в соответствии с изменением направления внешнего магнитного поля, а следовательно, изменяются и условия на резонансное поглощение гамма-квантов. Леремагничивание кристаллов Fe ВО за

3 времена порядка 10 с осуществляется в импульсных магнитных полях неличиной порядка 5Ý.

На фиг. 1 представлена схема модулятора интенсивности пучка поляризованных мессбауэровских гамма-квантов Fe ; на фиг. 2 — диаграмьi его

57, работы.

Предлагаемый модулятор содержит пучок гамма-квантов 1, фильтр гаммаквантон-кристалл Fe .ВО5 2., помещенный в перемагничивающее устройство, состоящее из полосковой линии 3 и катушек Гельмгольца 4, оединенное с,генератором 5 перемагничивающих имп1гльсон

Устройство работает след гющим образом.

Пучсж гамма-излучения мессбауэровского изотопа Fe 7, поляризованного, например, в плоскости рисунка (вектор поляризации и), падает на кристалл

57

1е ВО, имеющий форму пластины. перпендикулярно его поверхности (поверхность ссвпадает с кристаллографической плоскостью (111). Знергия гамма-квантов такона, что совпадает с одним из ядерных резонансов в

Ге ВО, для которого изменение магнитного квантового числалт -0. Катуше ки Гельмгольца создают постоянное магнитное поле Нз, направленное так же, как и вектор поляризации h. Оно необходимо для перевода кристалла ь однодоменное состояние намагнчченности. В этом спучае поля на ядрах Fe =

1003683. Хр

3HHHGH Заказ 3960/ 1 Тираж1414 Подписное

Филиал ППП пПатаат", г.Ужгород ул.Проектная, 4 ориентированы в плоскости кристалла и перпендикулярно 1 . В таком состоянии не происходит взаимодействия гамма-квантов с ядрами. Чтобы. произошло закрывание пучка за время порядка 5

10 с, нужно изменить направление намагниченности кристалла за такое же время. Направление намагниченности изменяется импульсным магнитным полем Й, перпендикулярным Н, которое

-е- 10

Э создается при пропускании тока 3 чеP рез полосковую линию. Импульсы тока вырабатываются генератором перемагничивающих импульсов. Диаграммы работы модулятора изображены на фиг. 2. Сле- 15 дует отметить, что предлагаемое устройство может быть использовано для .модуляции излучения, имеющего произвольную эллиптическую поляризацию.

В этом случае пучок должен падать . под углом к поверхности кристалла, отличным от 90, импульсное магнитное поле должно прилагаться в направлении,, противоположном Й, а энерЭ гия гамма-квантов должна отвечать ядерным резонансам в кристапле с

8m= + .1.

Таким образом, предложенное уст-. ройство реально дает возможность формировать импульсы мессбауэровских квантов Fe с длительностью фронтов

51 порядка 10 с. При этом энергетические затраты на приведение в действие этого устройства на порядок меньше тех, которые требуются для работы аналогичных известных устройств.