Способ измерения потерь энергии в бинарных ядерных реакциях

Изобретение относится к методике измерения потерь энергии в бинарных ядерных реакциях и может быть использовано для измерения энергии уров ней возбуждения ядер, образующихся в этих реакциях.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей магнитного анализа импульсов заряжен- О ных частиц путем обеспечения возможности измерения потерь энергии в ядерных реакциях по продуктам реакций, вылетающим из тонкой мишени по направлению пучка бомбардирующих 15 частиц.На чертеже изображено устройство, реализующее предлагаемый способ, аксонометрия.Устройство содержит первый диполь ный магнитный анализатор 1, за которым расположен второй дипольный магнитный анализатор 2, между ними помещена тонкая мишень 3, второй магнитный анализатор снабжен пово-25 ротным устройством 4, при этом за вторым анализатором 2 расположен детектор 5 продуктов ядерных реакций. На чертеже представлен случай измерения потерь энергии в ядерной реакции по вторичным продуктам, вылетающим по направлению пучка бомбардирующих мишень частиц ( 6 = О). Медианные плоскости магнитных анализаторов 1 и 2 расположены вертикально. Пучок бомбардирующих ионов, ускоренных, например, на циклотроне с разбросом энергии , 2-37, преобразуется дипольным магнитным, анализатором 4 О 1 по типу "параллели в точку" в радиальном и аксиальном сечениях и диспергируется по импульсам в направлении ув плоскости мишени З.указанное преобразование пучка обеспе чивается, например, дипольным магнитным анализатором с однородным полем и параметрами Ф = 90;23,7 . Продукты ядерных реакций, вылетающие из мишени по нап равлению первичного пучка в пределах некоторого углового раствора (+0,1 рад в двух сечениях), аксептируются вторым магнитным анализатором 2, обеспечивающим преобразова" ния пучка по типу "точка в точку" в, радиальном и аксиальном сечениях, и также диспергируются по импульсам, но в направлении у 1 в плоскос у+фогу (ус Ы +(2) где (, р начальные значения углов наклона траектории частицы к оптической оси первого анализатора соответственнов радиальном и аксиальном сечениях;,р ,Р Е , Х коэффициенты линейных преобразований координат частицы в зависимости от начальных коордидчг нат У,4 до(,ДттгДр р ы а. - е40, . "г У 5 и так далее (дополнительные индексы "1" и "2" при указанных символах указывают порядковые номера анализаторов в спектрометре потерь энергии);радиус кривизны оптической оси анализатора; угол между медианными плоскостями второго и первого анализатора; ти детектора 5, Укаэанное преобразованне пучка производит, например,дипольный магнитный анализатор с однородным полем и параметрами ф = 90;Я, = Я = 26,6 . Медианная плоскостьвторого магнитного анализатора 2(направления у и у ) с помощьюустройства 4 повернута на угол упо отношению к медианной плоскостипервого анализатора 1 (направленияу иу),Зависимость значений координатчастицы у и 7.в плоскости детектора 5 от начальных значений координат определяется следующими формулами:5 159462о = ЛР 1/Р - относительная дис-.персность бомбардирующихчастиц по импульсам;д = ДРз/Р- подлежащая измерениюотносительная дисперсность продуктов ядерныхреакций по импульсам,обусловленная поглощением в реакции энергии 10Ц и возбуждением Е продуктов бинарной ядернойреакции А + А = А +3+ А , где А - массовыечисла компонентов бинарной реакции;й Я Я 1Е),ф - относительная дис4персность продуктовядерных реакций,обусловленная дисперсностью о бомбардирующихчастиц, которая вычисляется исходя из кинематики ядерной реакции изаконов сохранения импульсов и энергии численьно Рможет быть определена экспериментальноили по формуле Р дР Р в ./ - где Р 1 ДР Р ф 3 3Р - импульсы первичныхи вторичных частиц(это соотношение,используя законы сохранения энергии иимпульса, можно выразить через А 1,АА,А, ЯиЕ),В формулах (1) и (3) учтено,чтодля рассматриваемых преобразованийпучка частиц 40= О.45 2 - У - ЕИз формулы (1) следует, что при выполнении условия сов= -У,у Р К /У У,К (3) зависимость координаты у продукта 50 ядерной реакции на детекторе 5 от разброса импульсов У, первичных частиц исчезает и диспергирование продуктов реакции обусловлено только их дисперсностью Ф, зависящей от величин Я и Е. Радиальная ширина фокуса пучка продуктов реак-. ции на детекторе 5 определяется при этом формулой 661 у 4/ О4 1(ВО /В ф) соз4 ф д с, 1 О 1 фй3 1 ф 1(1 о 1/ о) 81 п 7 (4)характерной для итогового преобразования пучка по типу параллели в точку". Аксиальная ширина фокуса пучка продуктов реакции, как следует из формулы (2), равнаЕ /К 2 - К ЯУ, г 3,1 + Ур дХ ) х (Б,/К )зз.п уЕР 1 РР Во )соз 9. (5)Из формул (4) и (5) следует,чтовторым анализатором частично неисключенное проявление первичной дисперсности продуктов реакцииЕ У р дФ,зп у ведет лишь к уширенню фокуса пучка в аксиальном направлении Е и не ухудшает разрешающей способности. Разрешающая способность спектрометра при применениипредлагаемого способа равняется "й =Урй /у,и не зависит от разброса энергиибомбардирующих частиц,Таким образом, предлагаемый способ измерения потерь энергии в бинарных ядернык реакциях за счет дополнительного поворота второго магнитного анализатора вокруг входногопрямолинейного участка его оптической оси позволяет расширить область применения магнитного спектрометра при изучении бинарных ядерных реакций за счет обеспечения возможности измерения потерь энергии по продуктам реакций, вылетающим по направлению пучка бомбардирующих частиц. Этим расширяются область исследований бинарных ядерных реакций на малые углы эмиссии продуктов и класс возможных для прецизионного излучения бинарных реакций.Формула изобретенияСпособ измерения потерь энергии в бинарных ядерных реакциях, включающий диспергирование первичных частиц магнитным анализатором, бомбардировку мишени первичными частицами, измерение спектра импульсов вторичных продуктов ядерных реакций вторым1594626 магнитным анализатором, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей засчет обеспечения возможности анализавторичных продуктов, вылетающих понаправлению пучка бомбардирующихчастиц, осуществляют поворот второгомагнитного анализатора вокруг входного прямолинейного участка его оптической оси на угол г , выбираемыйиз соотношения вым и вторым анализаторами;радиусы кривизныоптических осей г 7Ог . о 7 анализаторов,м; У, - коэггициент увеличения изображения вторым анализатором; СОЗ у -УР Р Ко 2 у г 1 1 01 ф о 2 У 2 гОгфдРг Ргр: /ЗР Р где У, У,р - коэЬЪициенты диспергирования заряженных частиц пергде Р , Р - импульсы первичных ивторичных частиц,Составитель В,КащеевТехред Л.Олийнык Редактор И.Горная Корректор М,Максимишинец Заказ 2835 Тираж 396 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина,101