Спектрометр двойного эпр-гамма резонанса

(59 ЕН кий инстском полС.М.Киронцов 22(0888) детекторы с азряда. ПТЭ О Э я к спектроезонанса, ядерной тела и познальные воз. сширить унк ол ожнос ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследовательстут ядерной физики при Томтехническом институте им.(56) Монич В.В. Газовыерегистрацией свечения рУ 51980, с. 7.(57) Изобретение относ скопии гамма-магнитног может быть использован физике, физике твердог спектрометра за счет испол зования устройств создания высокогодавления. В исходном состоянии спект.рометра, когда-кванты еще не успели ионизировать молекулы газа, мостовая СВЧ-схема сбалансирована и навыходе СВЧ-детектора 12 имеется сигнал постоянного уровня. В тот момент,когда-кванты вызывают ионизацию,изменяется проводимость среды в газовом объеме 7, что приводит к разбалансу мостовой схемы. На выходе СВЧдетектора выделяется электрическийимпульс при регистрации каждого кванта. Изменение поглощения СВЧ-излучения в образце также проявляется в разбалансе мостовой схемы, но отклик детектора носит "квазистатический" характер, Функции детектирования уквантов и СВЧ-излучения выполняет единый детектирующий узел, что создаетвозможность для введения устройствсоздания давления. 1 ил.1 1332Изобретение относится к спектроскопии гамма-магнитного резонанса иможет быть использовано в ядернойфизике, физике твердого тела.Цель изобретЕния - расширение функциональных возможностей спектрометраза счет осуществления воэможностиисследований при высоких давлениях инизких температурах.На чертеже изображена функциональная схема спектрометра двойного ЭПРгамма-резонанса,Спектрометр содержит источник 1постоянного магнитного поля (сверхпроводящий соленоид), мессбауэровс -кий источник у -квантов 2, допплеровский привод 3, задающий генератор 4,исследуемый образец 5, сверхвысокочастотный (СВЧ) резонатор б зам -кнутый газовый объем 7, прозрачныедля СВЧ- и гамма-излучений стенки 8,поршень сильфонного пресса 9 СВЧи гамма-прозрачные стенки 10, СВЧгенератор 11, СВЧ-детектор 12, регистрирующее устройство 13, счетное устройство (многоканальный анализаторимпульсов) 14. Спектрометр работает следующим30 образом.В исходном состоянии, когда кванты еще не успели ионизовать молекулы газа, мостовая СВЧ-схема сбалансирована и на выходе СВЧ-детектора 12 присутствует сигнал постоянного З 5 уровня. В тот момент, когда 1 - излучение вызывает процесс ионизации, происходит изменение проводимости среды в месте, где расположен газовый объем 7. Это приводит к разбалан су мостовой схемы, вследствие чего на выходе СВЧ-детектора 12 вьделяется электрический импульс при регистрации каждого 1 -кванта. При этом время разбаланса мостовой схемы и, следо вательно, длительность импульса определяется временем релаксации ионизированных молекул газа и составляет величину л 10 . Измерение электронного парамагнитного резонанса произ водится при временах разверток магнитного поля как минимум на несколько порядков больших этих величин, т,е, время прохождения через резонансную линию составляет не менее десятков 55 секунд. Изменение поглощения СВЧ- излучения в образце также проявляется в разбалансе мостовой схемы, но отклик детектора носит "квазистатический" характер, Испол эуя на входахустройств 14 (для У -квантов) и 13(для СВЧ-излучения) КС-цепь с постоянной времени (1 О " - 1) с легко обеспечить режим одновременной регистрации по одному каналу и ЭПР и ЭПРгамма-резонансов.Таким образом, в предлагаемом устройстве в отличие от известного СВЧи гамма-излучение распространяютсяпо одной оси, причем функции детектирования гамма-квантов и СВЧ-излучения выполняет единый детектирующийузел, тем самым создается воэможностьдля введения устройств создания давления,П р и м е р . Используемый резонатор миллиметрового диапазона, цилиндрический возбуждается на типе вол.ны Н, . Торцовые стенки резонаторарасполагаются перпендикулярно направлению распространения гамма-излучениямессбауэровского источника Со 7 ак 9тивностью 5 10 Бк (МИКХ-б). Одна изних является поршнем сильфонногопресса 9, который развивает давлениедо 5 кбар. Рабочей жидкостью являетсягелий, а значит эксперимент можно проводить при низких температурах. Другой опорой пресса является СВЧ- игамма-прозрачная стенка 10, введенная дополнительно параллельно торцовой. Расстояние между опорой и,поршнем регулируется согласно размера образца 5.Газовый объем образуется такжедвумя СВЧ- и гамма-прозрачными стенками 8 толщиной 2 мм, Используемымгазом служит смесь аргона, азота иуглекислого газа, находящаяся приатмосферном давлении. Длина газового промежутка выбирается из наилучшего согласования элементов СВЧ-тракта при данной длине волны.В проведении эксперимента важенвыбор материала стенок газового объема торцовых стенок резонатора, поршня и опоры. Они должны быть радиопрозрачны для-излучения 14,4 КэВ(источник Со ) и вьдерживать высокиедавления, а также обладать как можноменьшими активными потерями, чтобыне вносить существенных потерь вСВЧ-тракт, которые ведут к затуханию СВЧ-колебаний, Таким материаломявляется сапфир, для которого показатель активных потерь 8 о м 10В предлагаемем устройстве наблюдается весь мессбауэровский спектр в1332206 Составитель С.РыковРедактор И.Шулла Техред М.Ходанич Корректор Е.Рошко Заказ 3825/39 Тираж 776 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4 присутствии ЭПР-перехода, что дает возможность следить, в частности, эа шириной и положением линий, которые могут изменяться вследствие изменений параметров сверхтонких взаимо 5 действий, вызванных ЭПР-накачкой. Использование внешнего давления расширяет диапазон исследуемых параметров,Формула изобретения 10 Спектрометр двойного ЭПР-гамма- резонанса, содержащий источник постоянного магнитного поля, мессбауэровский источник ф -квантов с при 15 водом, соединенным с задающим генератором, счетное устройство, СВЧ- резонатор, подсоединенный посредством СВЧ-тракта в виде мостовой схемы к СВЧ-генератору и СВЧ-детектору, выход которого подключен к регистрирующему устройству,.о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностейспектрометра за счет осуществлениявоэможности исследований при высоких давлениях и низких температурах,оси потоков СВЧ и гамма-излучениясовпадают, в плече СВЧ-тракта, подключенном к СВЧ-резонатору, поперекнего дополнительно установлены двепараллельные друг другу прозрачныедля СВЧ- и гамма-излучения стенки,ограничивающие в СВЧ-тракте замкнутый объем, заполненный газом, а выход СВЧ-детектора дополнительно подключен к счетному устройсту.