Курсовая, контрольная работа. Примеры выполнения

Рис. 5.5. Зависимость энергии аннигиляционных фотонов от угла вылета при различных энергиях позитронов

    Поскольку, как видно из приведенных выше данных, вклад монохроматических аннигиляционных фотонов в полный выход гамма- излучения составляет не более нескольких процентов и его доля падает с увеличением энергии позитронов, характеристики любых фотоядерных реакции приходится определять методом вычитания. При этом, если раньше, как правило, проводилось вычитание двух выходов, измеренных соответственно на пучке позитронов и электронов одинаковой энергии, то теперь чаще пользуются вычитанием выходов, полученных на одном и том же позитронном пучке, но с разными аннигиляционными мишенями. Последний способ на практике более точен, так как не требует перестройки ускорителя в процессе эксперимента.
    В настоящее время эксперименты на пучках квазимонохроматических аннигиляционных фотонов практически прекращены. Это связано с тем, что с увеличением энергии фотонов фон от тормозного излучения становится слишком велик. Поэтому в области энергий выше 100 МэВ сейчас более распространен метод монохроматизации с помощью мечения фотонов.

Метод мечения фотонов по энергии

    В связи с запуском сильноточных электронных ускорителей с непрерывным во времени пучком в различных лабораториях мира стал успешно развиваться метод мечения фотонов. В этом методе энергия тормозного γ-кванта, вызвавшего ядерную реакцию, определяется по энергии рассеянного электрона, излучившего этот квант. Принципиальная схема установки по получению меченых фотонов довольно проста (рис.5.6), техническая реализация также не вызывает больших трудностей.

Рис. 5.6. Схема установки по получению тормозных меченых фотонов: 1,2 — тормозная и ядерная мишени, соответственно, 3- детектор вторичных частиц, 4 — анализирующий магнит.

     Как уже отмечалось, вместо тормозного может использоваться аннигиляционное излучение, индуцированное позитронами. В первом случае (на тормозном пучке) система мечения значительно проще, имеет выигрыш в интенсивности гамма-квантов и охватывает более широкий диапазон энергий, в котором измерения сечений можно проводить одновременно без перестройки энергии пучка ускорителя. Во втором существенно улучшается отношение полезной загрузки в заданном диапазоне энергий к низкоэнергетическому фону.
    Тормозные пучки меченых фотонов реализованы во многих лабораториях, включая Майнц (Германия) , Лабораторию Джеферсона (США) и др. Полная интенсивность пучка достигает значений порядка 10⁹ фотонов/c при токе электронов порядка 0.1 мкА. Разрешение по энергии, как правило, составляет несколько МэВ. В системах мечения рассеянные в радиаторе электроны обычно регистрируются пластиковыми счетчиками, расположенными в фокальной плоскости анализирующего магнита. Размер пластиков задается требуемым энергетическим разрешением. При этом, поскольку тормозной спектр резко спадает с увеличением энергии фотонов, ширина пластиковых счетчиков, расположенных ближе к оси пучка, уменьшается, чтобы число фотонов в каждом энергетическом интервале было примерно одинаковым. Системы мечения калибруются с помощью сцинтилляционных спектрометров полного поглощения Nal (T1), которые устанавливаются на оси гамма -пучка. На некоторых установках используется поляризация гамма-пучка от тонкой мишени, достигающая ~40 % при небольших углах рассеяния. В системах мечения удается использовать лишь часть интенсивности электронных пучков. Основное ограничение на интенсивность накладывается быстродействием системы регистрации частиц на совпадения. В настоящее время характерное разрешающее время схем совпадений составляет около 1 нс, что ограничивает полный поток меченых фотонов на уровне 10⁹ фотон/с. Поэтому все чаще используют комбинированные методы получения монохроматических фотонов для повышения качества пучка.

На главную сайта Dvoika.net