close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Nedorezov

код для вставкиСкачать
Метод обратного комптоновского рассеяния:
статус и перспективы
.
Метод обратного комптоновского рассеяния
ЛАЗЕР (hw = 2.34 эВ)
Пучок фотонов
Е = 140 МэВ
Пучок электронов
Е = 2.5 ГэВ
Be ЗЕРКАЛО
интенсивность (фотон/сек):
Аргон (ультрафиолет)
СО2
(инфракрасный)
На свободных электронах
Рециркулятор
107
1010
1012
1015
Реализация метода обратного комптоновского рассеяния
1963 – П.Арутюнян и др. EРФИ
1964 – О.Куликов и др., ФИАН
1976 - Frascati (LADONE - ADONE)
1984 - Новосибирск (РОКК – 1,2 – VEPP 3,4)
1988 – Brookhaven (LEGS - NSLS)
1995 – Grenoble (GRAAL – ESRF )
1998 – Osaka (LEPS - Spring-8)
2000 – Duke (HIGS )
2004
- РНЦ КИ , Москва (ГАММА - КИСИ)
Направления исследований
Астрофизика.
Коллективные и динамические свойства ядер.
Гигантские резонансы.
Трансмутация.
Материаловедение.
Калибровки детекторов.
Измерение параметров пучка электронов в
накопителе.
Динамическая и спиновая структура нуклонов.
Нуклонные резонансы.
Методы получения гамма пучков и их параметры
Вид спектра
Тормозной
Монохроматизация
Поляризация
Мечение
Линейная или
циркулярная до
70%
Аннигиляционный
Когерентное
излучение
из кристаллов
Комптоновское
рассеяние
лазерных
фотонов на
Электронах
Линейная до
30%
Мечение,
Линейная или
циркулярная до
Коллимация
100 %
Основные характеристики процесса
обратного комптоновского рассеяния
n = q g, g = Ee/me, l = 2g w /Ee , K = 1 + n + l , x = {x1 , x2 , x3 ) x = 2pk/m2 , y = 2pk’/m2.
q , f – угол вылета гамма-кванта относительно импульса электрона;
к,k’и p,p’ - начальный и конечный импульс фотона и электрона
x = {x1 , x2 , x3 ) – параметры Стокса
E g 4g
w
2
1 n
2
l
2
2
K
1 n
4n
4 r 2 2 dn
K
(1 n ) 1 n
d
d 0
dE g
2
0
2
4
2
Eg
E e Eg
me me
me
Eg
Ee 2
2 2
2 w E 2 ( 4w E g ) E e E g w E e E e E g
Eg
E e E g re
2
4 re d dy
2
d d 0 x
2
1
x3 (
x
1
y
) (
2
1
x
1 )
y Спектр и поляризация комптоновского излучения
Жесткий спектр
Малая угловая
расходимость
Низкий уровень фона
Временная микроструктура
Поляризация
Схема установки РОКК -2 (Новосибирск)
GRAAL
Eg=600÷1500 МeV
Eg=16 МeV
Pg100%
NOT IN SCALE
ГАММА (КЦСИ)
Характеристики установок
с пучками комптоновских фотонов
Ladon
РОКК
Taladon
1
Фраскати
Adone
2
LEGS
GRAAL
LEPS
HIg S
Брукхэве
н
NSLS
Гренобль
ESRF
Осака
SP-ring 8
Duke
1М
Новосибирск
ВЭПП 4, 3, 4М
Ее, ГэВ
1.5
1.5
1.8-5.5
.35 - 2.0
1.45.3
2.5
6.04
8.0
Ie, A
0.1
0.1
0.2
0.1
0.2
0.2
0.1
0.2
W, эВ
2.45
2.45
2.34 2.41
2.41 –
2.53
1.17 –
3.51
3.53
3.53
3.5
Eg, МэВ
5-80
35-80
100-960
140 –
220
100 1200
180 -320
550 –
1470
150-2400
1-250
Ng /сек
105
5.105
2.105
2.106
2.106
4.105
2.106
107
2.1011
Яркие результаты:
Спиновая структура нуклона
Асимметрия в сечениях фоторождения мезонов
•
•
•
•
Новосибирск - ROKK
Гренобль - GRAAL
Япония - LEPS
Брукхэвен -LEGS
Эксперимент РОКК (Новосибирск)
Полное сечение фотопоглощения ядер актинидов
А.А.Казаков, Г.Я.Кезерашвили, Л.Е.Лазарева, В.Г.Недорезов, А.Н.Скринский,
А.С.Судов,Г.М.Тумайкин, Ю.М.Шатунов. Письма в ЖЭТФ, вып.10 (1984) 445.
gA = Z gP + N gN
СEBAF-2004
Поисковые эксперименты
• Ядерная материя.
• Кварк-глюонная плазма –
нейтронные звезды.
• Пента-кварки – нуклонные резонансы.
• Темная материя.
Эксперимент РОКК (Новосибирск)
Процессы малого порядка по Za
d
dEg
Za
4
4
r A
2
A
2
Дельбрюковское рассеяние , Расщепление фотона в поле ядра
[Akhmadaliev, G.Y. Kezerashvili, S.G. Klimenko e.a. Phys.Rev.Lett. 89:061802, 2002.
Photoreactions in nuclear astrophysics
P.Mohr e.a. EMI2001, p.207-215
process
S
R
g
kT
8 – 30 keV
< 2 MeV
2 - 3 MeV
n/cm3
108
1020
The reaction rate of B(g,x)A
EXPERIMENT (GRAAL)
Results : c/c < 3.10-12
Генераторы интенсивных гамма-пучков на основе длинноволновых
лазеров, лазеров на свободных электронах и накопителях –
рециркуляторах.
а) схема установки HIgS (пучок
обратных комптоновских
фотонов с использованием лазера
на свободных электронах
[ V.Litvinenko e.a. NIM A 375
(1996) 74. ].
b) - зависимость интенсивности пучка
обратных комптоновских
фотонов от энергии (HIgS сплошная кривая) в сравнении с
интенсивностью пучка,
получаемого с обычным
лазером.
Прикладные направления
:
• Радиационное материаловедение;
• Химия трансурановых элементов и
продуктов деления;
• Структурные исследования облученного
топлива;
• Контроль процесса старения и деградации
ядерного арсенала;
• Радиационная биология и медицина.
Проект ОЗ-6.2-02-СИ.
РАЗРАБОТКА И СОЗДАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ГАММА-КВАНТОВ С ЭНЕРГИЕЙ 1 – 20 МЭВ НА
НАКОПИТЕЛЕ "СИБИРЬ-2" И ПРОВЕДЕНИЕ КАЧЕСТВЕННО НОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО
РАДИАЦИОННОМУ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЮ И ЯДЕРНОЙ ФИЗИКЕ
(ИТЭФ, КИСИ РНЦ КИ, ИЯИ РАН, МИФИ)
Направление работ – Атомная наука. 03-6.2. Экспериментально- исследовательская база.
Сроки выполнения работы: 2001-2004 гг.
Стоимость работы: 4.5 млн. руб.
2. Цели и задачи:
•
Изучение механизмов воздействия гамма-излучения на радиационные дефекты и на изменение
структуры многокомпонентных систем.
•
Разработка резонансных (селективных) методов поглощения фотонов на различных изотопах с
целью управляемой переработки материалов.
•
Получение данных по фотонейтронным реакциям как основному способу трансмутации.
4. Материалы (объекты) для СИ-исследований:
•
Изотопы или компаунды в виде фольг или таблеток с характерным объемом от 0.1 до 10 см3
используются как мишени для облучения на пучке гамма-квантов. В зависимости от конкретной
задачи в интересах МИНАТОМа мишени могут быть изготовлены в виде модельных, штатных,
экспериментальных и других образцов. На первом этапе (проверки метода и отработки методик на
пучке) будут использованы образцы в виде фольг среднетяжелых и тяжелых элементов толщиной
порядка 0.1 мм.
9. Экономическая (научная) эффективность результатов:
•
Экономический эффект ожидается за счет использования качественно нового по своим параметрам
пучка гамма-квантов, получаемого методом обратного комптоновского рассеяния. До настоящего
времени радиационное материаловедение ограничивалось, в основном, исследованием влияния
нейтронных полей на свойства материалов. Изучение влияния радиационных полей позволит на
качественно новом уровне подойти к конструированию новых материалов. Поскольку поглощение
гамма-квантов атомными ядрами носит резонансный характер, то за счет направленной
трансмутации изотопов возможен управляемый отжиг дефектов, например в графитовых кладках
или корпусных сталях. За счет этого предполагается увеличить срок службы этих материалов
примерно в 1,5 раза. Учитывая большую важность проблемы, возможно встанет проблема создания
специализированного накопительного кольца под данную задачу.
Трансмутация
LIEEB-2003
LOW AND INTERMEDIATE ENERGY ELECTRON BEAMS (JINR, Dubna)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Session III. APPLICATION OF ELECTRON BEAMS
A. Andrianov (GEOKhI, Moscow, Russia)
Microtron application for analysis platinum group elements and gold in silicates by gamma-rays.
V.I. Firsov (GIREDMET, Moscow, Russia)
Searh of noble elements in the geological samples by neutron activation analysis in microtron.
B.A. Chapizhnikov (IPP, Moscow, Russia)
Determination of carbon and nitrogen in meteorites by gamma-activation analysis.
M.C. Cantone (MU, Milan, Italy).
Activation analysis of biological samples using microtron.
Sh. Gerbish, B. Dalkhsuren, O. Otgonsuren (MSU, Ulaanbaatar, Mongolia)
Estimation possibility of gold determination in ores using epithermal neutron of microtron.
S.G. Yavshits (RI, St.-Peterburg, Russia)
Application of RI microtron for transmutation of actinides.
D.V. Kamanin (FLNR, Dubna, Russia).
Transmutation of minor actinides on gamma-ray beams of microtron.
•
Программа «Университеты России».
• При Ng = 1013 g/s.MeV время трансмутации = 6 мес.
Калибровки детекторов
Энергетическое и координатное разрешение
• СЕRN
• GSI
• ОИЯИ
•
•
NUSTAR International Nuclear Structure and Astrophysics Community
•
•
•
•
Introduction
Super-FRS – FRagment Separator
Super-FRS:
Ring Branch
LEB ELISe EXL ILIMA Exo pBar AIC
•
•
•
ELISE – Electron Ion Scattering
EXL- Exotic nuclei studied in Light ion induced reactions at NESR
Exo+pBar – Antiproton radioactive atoms
•
•
•
•
Super-FRS: Low Energy Branch
HISPEC/DESPEC LASPECMATS NCAP
Super-FRS: High Energy Branch
R3B – Reactions with Relativistic Radioactive Beams
The ELISe Project – part of FAIR at GSI
Magnetic spectrometer
Измерения параметров пучков электронов в
накопителях
1968 - Предложение метода измерения динамической
поляризации электронов в накопителе - В.Н.Байер,
В.А.Хозе, Атомная энергия 25, (1968) 440.
1979 - эксперимент SPEAR D.B.Gustavson et al., NIM 165 (1979) 177.
1982 - эксперимент ВЭПП-4 П.В.Воробьев и др., Труды VIII Всесоюзного
совещания по ускорителям заряженных частиц, Дубна (1982) т2, стр.272.
1992 – Предложение метода измерений сечений электронных
пучков в субмикронном диапазоне. T.Shintake et al., Proc. 15-th International
Conf.on High Energy Physics, Hamburg (1992) v.1, p.215.
1999 – Диагностика накопления ионов в накопителе по тормозному
излучению. Е.В.Кремянская и др. Труды 2-0й Байкальской школы по фундаментальной
физике, ред. Ю.Н.Денисюка, Изд.Ируктского гос.университета (1999).
Заключение
Новые методы и перспективы
Генераторы интенсивных гамма-пучков на основе длинноволновых
лазеров, лазеров на свободных электронах и накопителях –
рециркуляторах.
Кулоновская диссоциация релятивистских ионов.
Встречные пучки электронов и тяжелых ионов.
Реализация метода обратного комптоновского рассеяния
1963 – П.Арутюнян и др. EРФИ
1964 – О.Куликов и др., ФИАН
1976 - Frascati (LADONE - ADONE)
1984 - Новосибирск (РОКК – 1,2 – VEPP 3,4)
1988 – Brookhaven (LEGS - NSLS)
1995 – Grenoble (GRAAL – ESRF )
1998 – Osaka (LEPS - Spring-8)
2000 – Duke (HIgS - )
2004
- РНЦ КИ , Москва
(ГАММА - КИСИ)
Документ
Категория
Презентации по социологии
Просмотров
3
Размер файла
13 982 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа