Модулятор интенсивности пучка поляризованных гамма-квантов

СОКИ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН А цр С 21 К 1/12 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВ(54) (57 ПУЧКА П содержа гащенны щее уст ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ) МОДУЛЯТОР ИНТЕНСИВНОСТИ ОЛЯРИЗОВАННЫХ ГАММА-КВАНТОВ, щий резонансный фильтр, обо-.й изотопом Ге 5, и управляюройство, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия, резонансный фильтр выполнен из кристалла Ре ВО , обладаЗфющего малой инерционностью изменения направления намагниченности, управляющее устройство содержит полосковую линию, катушки Гельмгольца и генератор перемагничивающих импульсов.Изобретение относится к ядерной физике и физике твердого тела, а именно к области мессбауэровской спектроскопии, Оно предназначено для формирования импульсных пучков гамма квантов мессбауэровского изотопа Ге с длительностью фронтов импульсов до 10 эс.Известны устройства, позволяющие получать модулированное по интенсивности мессбауэровское излучение. Примером такого устройства может служить механический затвор-прерыватель стационарного пучка гамма-квантов 13. Стационарный пучок гамма-квантов 15 падает нормально к поверхности вра- щающегося непрозрачного диска, в котором сделаны радиальные прорези. В зависимости от конструкции диска н скорости его вращения можно полу 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 можно из-за превышения предела прочности любых материалов.Наиболее близким техническим решением к изобретению является магнитоэлектрический модулятор, содержащий 0резонансный фильтр, обогащенный изо 1 топом Ге , и управляющее устройство. 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- ,1 О дит фольгу в движение. При этом г 7 учок оказывается перекрытым (происходит сильное резонансное поглощение) при определенной скорости двгтс.пня фольги относительно источника квантов. Необходимая модуляция должна достигаться за счет изменения скорости относительного движения го специальному закону. Зта задача. кажет" ся проблематичной как по принципи -50альным, так и по техническим соображениям, так как достижение быстродействия 10 с с помощью механического устройства не представЛяетсявозможным.55Целью изобретения является повышение быстродействия модулятора мессбауэровского излучения. Для достижения укаэанной цели в модуляторе интенсивности пучка поляризованных гамма-квантов, содержащем резонансный фильтр, обогащенный изотопом Ге , и управляющее устройство, резонансный фильтр выполнен из кристалла Ге 57 В 05,обладающего малой инерционностью изменения направления намагниченности, а управляющее устройство содержит полосковую линию, катушки Гельмгольца и генератор перемагничивающих импульсов. Кристалл Ге ВО является слабым ферромагне 57Ътиком, в .котором, как показывает эксперимент, легко практически безинерционно (за время порядка 10 9 с) 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 Ге ВО за3 времена порядка 10с осуществляется в импульсных магнитных полях величиной порядка 5 Э.На фиг, 1 представлена схема модулятора интенсивности пучка поляризованных мессбауэровских гамма-квантов Ге ; на фиг, 2 - диаграммы его57.работы.Предлагаемый модулятор содержит пучок гамма-квантов 1, фильтр гамма- квантов-кристалл Ген.ВО 5 2., помещенный в перемагничивающее устройство, состоящее из полосковой линии 3 и катушек Гельмгольца 4, оединенное с,генератором 5 перемагничивающих импульсов 5.Устройство работает след гющим образом.Пучсж гамма-излучения мессбауэровского изотопа Ге 7, поляризованного, например, в плоскости рисунка (векторполяризации и), падает на кристаллл1 е ВО , имеющий форму пластины. перпендикулярно его поверхности (поверхность ссвпадает с кристаллографической плоскостью (111). Энергиягамма-квантов такова, что совпадаетс одним из ядерных резонансов вГеВО, для которого изменение магнитного квантового числалт =О. Катушеки Гельмгольца создают постоянное магнитное поле Нэ, направленное так же,как и вектор поляризации и. Оно необходимо для перевода кристалла ьоднодоменное состояние намагниченнос 1ти. В этом спучае поля на ядрах Ге, 1 р ИИПИ Заказ 3960/1 Тираж.1 414 Подписное зл ПОП пПатаат", г.Ужгород, ул.Проектная,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 , котороеФ 10создается при пропускании тока Э чеР рез полосковую линию. Импульсы тока вырабатываются генератором перемагничивающих импульсов. Диаграммы работы модулятора изображены на фиг. 2. Сле 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 энерЭгия гамма-квантов должна отвечать ядерным резонансам в кристапле с Вп= 1.1.Таким образом, предложенное уст-. ройство реально дает возможность формировать импульсы мессбауэровских квантов Ге с длительностью фронтов5 Чпорядка 10 с. При этом энергетические затраты на приведениев действие этого устройства на порядок меньше тех, которые требуются для работы аналогичных известных устройств.