Ви є тут

Електромагнітне випромінювання, що генерується пучками електронів та позитронів високих енергій в монокристалах та аморфному середовищі

Автор: 
Шраменко Борис Іванович
Тип роботи: 
Дис. докт. наук
Рік: 
2003
Артикул:
0503U000213
129 грн
Додати в кошик

Вміст

Раздел 2
СОЗДАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ БАЗЫ НА ПРЯМОМ ВЫХОДЕ ЛИНЕЙНОГО УСКОРИТЕЛЯ ЛУ-2 ГЭВ
2.1.Фотонные каналы для исследования параметров g-излучения
электронов и позитронов с энергией 1 ГэВ.
2.1.1. Фотонный канал "прямого" пучка на выходе ускорителя.
Первый вариант "прямого" фотонного канала ускорителя ЛУ-2 ГэВ создавался для
исследований электромагнитных взаимодействий заряженных частиц и г-квантов
после ввода в строй ускорителя ЛУ-2 ГэВ. В этом виде он описан в работе [234] и
диссертации [229].
Рис .2.1.Схема размещения формирующих элементов фотонного канала прямого пучка
на выходе ускорителя ЛУ-2 ГэВ
Большим достоинством этого канала является высокая степень очистки пучка
g-квантов от различного рода фонового излучения путем применеия специальных
мер, как это подробно описано в работах [229, 321].
Однако, по мере усложнения исследовательских задач этот канал модифицировался в
соответствии с требованиями эксперимента и был усовершенствован путём оснащения
его дополнительными элементами формирования и контроля как пучков заряженных
частиц, так и пучков г-квантов. В частности, он был оборудован: двумя
дистанционно управляемыми щелевыми коллиматорами выведенных пучков заряженных
частиц и пучков г-излучения, цилиндром Фарадея для абсолютных измерений тока
ускоренных частиц, передвижной системой поглощения выведенного прямого пучка
г-излучения, дистанционно управляемой системой изменения поперечных размеров
первичных пучков заряженных частиц, падающих на аморфную или
монокристаллическую мишень (путем установки фиксированных диафрагм и
толстостенных медных коллиматоров различного диаметра - 0,5; 1; 3, 5 мм).
Для формирования пучка электронов с предельно малыми размерами - 0,3х0,3
использовалась система измерения эмиттанса пучка электронов и позитронов,
имевшаяся на ускорителя ЛУ-2 ГэВ. Канал был оборудован также системой
дистанционного управления положением малопротяженной твердотельной (кремниевой)
ионизационной камерой с поперечными размерами ? 0,5 мм, с помощью которой
осуществлялось сканирование профиля рассеянных электронов и г-квантов, системой
смены образцов, устанавливаемых на пути выведенных пучков заряженных частиц и
пучков
г-излучения, например, стеклянных детекторов и нейтронопроизводящих мишеней;
телевизионной системой контроля положения пучка на мишени и другими
устройствами и приспособлениями, обеспечивающими проведение исследований на
пучках заряженных частиц и пучках г-квантов на прямом выходе линейного
ускорителя электронов с энергией 2 ГэВ. На рис.2.1.показана схема фотонного
канала на "прямом" выходе ЛУ-2 ГэВ.
2.1.2 Фотонный канал для исследований аннигиляционного излучения позитронов ( и
= 2 . 10-2 рад).
В связи с тем, что на ЛУ-2 ГэВ был получен пучок позитронов [57, 235],
представляло интерес провести исследования по созданию пучков
квазимонохроматических г-квантов для физики высоких энергий путем аннигиляции
позитронов в аморфных [59] и монокристаллических мишенях. Однако в направлении
движения позитронного пучка помимо аннигиляционного излучения имеет место более
интенсивное тормозное излучение. Благоприятным обстоятельством является
различие угловых распределений аннигиляционного и тормозного излучения
позитронов. Более резкая зависимость тормозного излучения от угла наблюдения по
сравнению с аннигиляционным позволяет выделить последнее на фоне тормозного
г-излучения. Для этого необходимо было создать фотонный канал, расположенный
под некоторым углом и по отношению к направлению движения позитронного пучка.
Так.как с увеличением угла и уменьшается не только интенсивность
аннигиляционного излучения, но и энергия квазимонохроматического пика
излучения, в качестве оптимального нами был выбран угол и = 2 .10-2 рад.
Дальнейшие исследования показали правильность выбора такого значения величины
угла и.
Необходимо отметить, что создание фотонного канала под углом и = 2.10-2 рад
было сопряжено с решением сложной технической задачи (Авторское свидетельство
[284]). Сущность задачи сводилась к обеспечению высокой пространственной
точности при бурении отверстия малого диаметра в бетонной защите большой
толщины в условиях наличия большого количест-
ва действующего оборудования без трудоёмкой и дорогостоящей разборки
биологической защиты на выходе ускорителя ЛУ-2 ГэВ.
Схема фотонного канала под углом и = 2.10-2 рад ,специально созданного для
получения пучка квазимонохроматического аннигиляционного излучения [120] и для
исследований по влиянию каналирования на спектр аннигиляционного
излучения,показана на рис. 4.4. Благодаря созданию этого канала был получен
пучок квазимонохроматических г-квантов на ЛУ-2 ГэВ [120] и проведены
исследования процесса аннигиляции позитронов, каналированных в монокристаллах
кремния [122, 278, 299 ].
Рис.2.2.Карта юстировки каналов с указанием размеров юстируемых элементов и их
положения на "прямом" канале.
Следует отметить, что подготовка к исследованиям на описаных выше каналах
предусматривала тщательную процедуру периодической юстировки формирующих
элементов каналов по отвесам на специальных реперных устройствах. Представление
об этой операции дает Рис 2.3, на котором изображена карта юстировки, согласно
которой все элементы "прямого" канала выставлялись на ось ускорителя с помощью
нивелира и геодезических устройств с точностью ±0,2мм и периодически
контролировались в строго определённой последовательности.
2.1.3. Фотонные каналы под углом и = 30о, 45о и 5о к направлению
движения выведенных из ускорителя пучков заряженных частиц и
рождаемых ими г-квантов.