Способ измерения параметров спонтанного деления атомных ядер

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СПОНТАННОГО ДЕЛЕНИЯ АТОМНЫХ ЯДЕР, включающий получение их в ядерных реакциях и магнитный анализ продуктов деления, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности способа , производят внедрение исследуемых делящихся нук.тидов в газовый объем, затем посредством оптической накачки в поле излучения оптического квантового генератора (ОКГ) выстраивают спины исследуемых ядер вдоль одного направления, находят направление преимущественного вылета осколков деления путем измерения их углового распределения, а затем ориентируют пучок света ОКГ таким образом, чтобы найденное направление преимущественного вылета осколков деления сопало с направлением на приемное устройство.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК <5д G 21 К 1/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

-е ° 1" у

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (H А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1Р

1Ь

С.п

QO

Ж

CD (21) 3496969/18-25 (22) 27.09.82 (46) 07.01.84. Бюл. № 1 (72) И. В. Кузнецов и М. Б. Миллер (71) Объединенный институт ядерных исследований (53) 539.173 (088.8) (56) 1. Гангрский Ю. П. и др. Регистрация и спектрометрия осколков деления. М., Энергоиздат, 1981. разд. IV, с. 172.

2. Там же, с. 196 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СПОНТАННОГО ДЕЛЕНИЯ

АТОМНЫХ ЯДЕР, включающий получение их в ядерных реакциях и магнитный анализ

„„SU„„1065890 А продуктов деления, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности способа, производят внедрение исследуемых делящихся нуклидов в газовый объем, затем посредством оптической накачки в поле излучения оптического квантового генератора (ОКГ) выстраивают спины исследуемых ядер вдоль одного направления, находят направление преимущественного вылета осколков деления путем измерения их углового распределения, а затем ориентируют пучок света ОКГ таким образом, чтобы найденное направление преимущественного вылета осколков деления сопало с направлением на приемное устройство.

1065890

Изобретение относится к технике ядерно-физического эксперимента и может найти применение в научно-исследовательских лабораториях, занимающихся исследованиями физики деления атомных ядер.

Известен способ измерения параметров деления атомных ядер, в том числе спонтанного деления, основанный на движении заряженных частиц (какими являются осколки деления) в магнитном поле. Этот способ включает использование электромагнитных спектрометров или сепараторов в качестве анализаторов продуктов деления (1) .

Недостатки указанного способа заключаются в невысокой чувствительности и ограниченности диапазона измерений.

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения параметров спонтанного деления атомных ядер, включаю щий получение их в ядерных реакциях и магнитный анализ продуктов деления (Zj.

Анализируемые продукты деления вылетают непосредственно из облучаемой ядерной мишени — источника осколков. Часть их захватывается входной диафрагмой магнитного спектрометра.

Известный способ получил широкое распространение благодаря высокому энергетическому разрешению и разрешению по массе. Характерное разрешение составляет — — 1() з

Недостаток такого способа состоит в его низкой чувствительности. Это обусловлено тем, что должны быть выдержаны условия фокусировки анализируемых частиц, проходящих через магнитную систему анализатора, а также необходимостью свести к минимуму аберрации, что накладывает жесткие ограничения на входной апертурный угол.

Цель изобретения — повышение чувстви тельности способа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения параметров спонтанного деления атомных ядер, включающему получение их в ядерных реакциях и магнитный анализ продуктов деления, производят внедрение исследуемых делящихся нуклидов в газовый объем, затем посредством оптической накачки в поле излучения оптического квантового генератора (ОКГ) выстраивают спины исследуемых ядер вдоль одного направления, находят направление преимущественного вылета осколков деления путем измерения их углового распределения, а затем ориентируют пучок света

ОКГ, таким образом, чтобы найденное направление преимущественного вылета осколков совпало с направлением на приемное устройство осколков деления.

Исследуемые нуклиды., образующиеся в реакциях под действием, например, тяжелых ионов, имеют импульсы, направленные по ходу движения ионов в первичном пучке.

В результате они вылетают из облучаемой мишени. 3а мишенью располагают тормозной газовый объем. Давление газа подбирают из условия торможения выбитых из мишени нуклидов. В результате торможения атомы исследуемых ядер оказываются локализованными в сравнительно небольшой области газового объема. В этой области они удерживаются в течение некоторого времени, зависящего от скорости диффузии и составляющего несколько десятков миллисекунд.

Согласно предлагаемому способу осуществляют операцию облучения области локализации затормозившихся в газе нуклидов световым пучком ОКГ с перестраиваемой частотой (лазеры на красителях). Частоту облучения ОКГ подбирают равной частоте перехода между основным и возбужденным состоянием атома. Излучение ОКГ взаимодействует с атомной системой резонансно.

Происходит многократное возбуждение атома и высвечивание фотонов. При использовании циркулярно-поляризованного излучения многократное взаимодействие его с атомной системой приводит к ориентации полного углового момента системы «ядро — атом>: причем направление ориентации спина ядра определяется направлением облучения ОКГ.

Известно, что если спин ядра отличен от 0 и 1/2, спонтанное деление ориентированных ядер характеризуется анизотропным угловым распределением.

Направление анизотропии связано с квантовым числом К для доминирующего канала и определяется экспериментально. Поэтому осуществляют измерение углового распределения осколков деления ориентированных ядер. Оно может быть выполнено без больших затрат времени одним из известных методов, например методом диэлектрических трековых детекторов.

После нахождения направления анизотропии (т.е. направления преимущественного вылета осколков) производят следующую операцию, являющуюся составной частью предлагаемого способа, а именно: ориентируют луч света от ОКГ таким образом, чтобы направление преимущественного вылета осколков совпадало с направлением на входную диафрагму магнитного анализатора. При этом получается выигрыш в относительной доле осколков, принимаемых анализатором, по сравнению с тем случаем, когда отсутствует угловая анизотропия испускаемых осколков. При больших значениях спинов делящихся ядер фактор усиления чувствительности может быть близок к 10.

Применение предлагаемого способа особенно полезно при коротком времени жизни делящихся нуклидов, обусловленном временем удержания термализованных атомов в

1065890

Составитель Ю. Чалнсов

Техред И. Верег Корректор В. Бутяга

Тираж 415 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I I3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор А. Мотыль

Заказ 1 0710 51

3 газовом объеме. В связи с тем, что соответствующие времена жизни лежат в пределах от 0,1 до нескольких мс, применение предлагаемого способа также полезно при спине ядра ф 0;I/2.

Таким образом, класс ядер, хотя и ограничен, однако достаточно широк и будет расширяться по мере проникновения исследований в область ядер, удаленных от области у-стабильности.