Устройство для возбуждения атомов

(51) Н 05 Н 7 0 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ сочныи нный униВременака ис,793,я жизни . ЗБУЖДЕвыпол ескогокторектро е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГПФ,цилиндра, на входном торце которого закреплена металлическая сетка, в боковой стенке выполнено выходное окно, а на выходном торце располо.жен коллектор электронов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью исследования атомов элементов с низкой упругостью пара, в боковой стенке цилиндра выполнено два сквозных соосных отверстия так, что их ось перпендикулярна к продольной оси цилиндра и параллельна плоскости выходного окна2. Устройство по. п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что колле выполнен в вид ловушки для эл нов.Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике, изучающей возбуждение атомов электронным ударом, и может быть использовано при возбуждении атомов импульсами электронного тока наносекундной длительности для последующего измерения методом задержанных совпадений времен жизни возбужденных состояний атомов элементов, обладающих низкой упруго стью пара,.Известны устройства для возбуждения импульсами электронного тока наносекундной длительности атомов газов и только тех элементов, парами которых легко заполнить объем экспериментальной установки при невысоких температурах порядка 200-300 С 11.Эти устройства состоят из источника и приемника электронного пучка. 20 Приемник электронного пучка - коллектор электронов представляет собой металлический цилиндр с дном, на входном торце которого закреплена металлическая сетка. Источник и прием йик электронного пучка помещены в вакуумную камеру, которая заполняется исследуемыми газами или парами исследуемых элементов. Возбуждение атомов импульсами электронного тока З 0 осуществляется в пространстве между источником и приемником электронного пучка.Недостатками указанного устройства являются невозможность возбуждения атомов элементов, обладающих низкой упругостью пара, а также принципиальная невозможность получения крутого фронта и среза импульса электронного тока порядка 1 нс из-за значительного 40 расстояния между источником и приемником электронного пучка.Наиболее близким техническим решением является устройство для возбуж 45 дения атомов, содержащее корпус, вы" полненный в виде полого металлического цилиндра, на входном торце которого закреплена металлическая сетка, в боковой стенке выполнено выходное окно, а на выходном торце расположен коллектор электронов 21.В этом устройстве нельзя исследовать атомы элементов с низкой упругостью пара из-эа необходимости проведения экспериментов при высоких температурах 500-600 С. Целью изобретения является исследование атомов элементов с низкой упругостью пара.Для этого в боковой стенке цилиндра выполнено два сквозных соосных отверстия так, что их ось перпендикулярна к продольной оси цилиндра и параллельна плоскости выходного окна, причем коллектор может быть выпол,нен в виде ловушки для электронов.Такое конструктивное выполнение позволяет использовать это устройство для возбуждения импульсами электронного тока наносекундной длительности атомов элементов, обладающих низкой упругостью пара.На фиг. 1 - 3 изображено предлага-. емое устройСтво, обирай вид, в плане, вид сбоку соответственно, на фиг. 4 осциллограмма импульса возбуждающего электронного тока.Устройство содержит цилиндр 1 из нержавеющей стали, на входном торце которого контактной сваркой приварена вольфрамовая сетка .2, а в стенке выполнено окно 3 для вывода радиационного излучения,Соосно окну 3 в стенке цилиндра выполнено дополнительное окно 4 несколько большего размера, которое предотвращает попадание в окно 3 отраженного от внутренних стенок ци-.," линдра светового излучения горячего катода, а также существенно облегчает юстировку оптической системы экспериментальной установки. В стенках цилиндра 1 перпендикулярно к его оси и параллельно плоскости окна 3 выполнены сквозные соосные отверстия 5 и 6 для пропускания сквозь цилиндр 1 атомного пучка АП). На выходном торце цилиндра 1 выполнено коническое уширение 7, которое закрывается конической пробкой 8 из нержавеющей стали. Камера, образованная коническим уширением 7 и конической пробкой 8, является ловушкой для электронов, поскольку величина угла вершины конуса, такова,что электрон претерпевает не менее 4-5 соударений со стенками камеры, прежде чем попасть обратно в цилиндр 1. Соединение конической пробки 8 с уширениемцилиндра 1 выполнено контактной сваркой. Отросток 9 конической пробки 8 служит для крепления устрой-, ства возбуждения атомов. Устройство работает следующим образом,Горьков акт ехред М, Пароцай орректор Г.Ог Заказ 540/ Тираж 794 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыти 3035, Москва, Ж, Раушская набписное д. 4 ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,.4 3 613Электроны электронного пучка (ЭП), пересекающегося под прямым углом с атомнымпучком (АП) возбуждают атомы. Радиационное излучение через окно 3 попадает на конденсатор, фокусируется на входную щель монохрома- тора и детектируется фотоэлектронным умножнтелем, работающим в режиме счета отдельных фотоэлектронов. После соударения с атомами электроны 10 попадают в ловушку, которая исключает их отражение в объем воздуждения.Если размер окна 3 для вывода радиационного излучения в направлении оси цилиндра меньше пути, проходимого электронами эа время длительности заднего фронта импульса возбуждающего электронного тока, то устраняется эффект растяжения заднего Фронта светового импульса, что по зволяет значительно повысить точность измерения времен жизни короткоживу 681 4 1 их, вплоть до 2-4 нс, возбужденных состояний атомов. С помощью предложенного устройства для возбуждения атомов получают импульс возбуждающего электронного тока с временем среза не более 1 нс (см. фиг.4) и устраняется эффект растяжения заднего фронта светового импульса до пренебрежимо малого значения. Расширяется область применения метода задержанных совпадений для определения времен жизни возбужденных состояний атомов элементов, обладающих низ кой упругостью пара, Проведение эксперимента возможно при рабочих температурах 500-1500 С. Впервые методом задержанных совпадений определены времена жизни для 50 переходов .в атомах и ионах Яг, Ва, Ец,Т 1, 1 п, и Са, обладающих низкой упругостью пара.