Введение к работе
Актуальность исследований. Актуальность работы определяется важностью проблемы постоянного обновления исследовательской базы оригинальными технологиями и установками.
Экспериментальная ядерная физика является одной из динамично развивающихся областей науки и интерес, проявляемый к ней, вызван, с одной стороны, расширением наших знаний о структуре материи на все меньших расстояниях, поиском новых частиц и аномальных свойств ядерного вещества, а, с другой стороны, в связи с созданием новейших технологий, обусловленных разработкой ускорительной техники, детектирующей аппаратуры и систем обработки данных. Поэтому современный эксперимент, как показатель этой динамики, направлен на все более точное определение параметров при регистрации частиц, т.е. на улучшение пространственного, временного и энергетического разрешения аппаратуры, увеличение числа одновременно измеряемых величин, скорости и достоверности получения физической информации. Для быстрейшей реализации этих достижений значительная часть экспериментальных установок, включая детекторы, электронику и т.д., создается, как правило, непосредственно в исследовательских физических лабораториях.
Цель работы. Цель работы - создание новых методов и устройств, обеспечивающих проведение современных ядерно-физических исследований на ускорителях заряженных частиц, а также в практическом использовании этих методов и устройств для получения новой научной информации в области циклотронных энергий и в других физических приложениях.
Новизна работы. Новизна работы заключается в том, что:
-
для корреляционных исследований многонуклонных систем из процессов взаимодействия поляризованных протонов с ядрами в области энергий 200 - 500 МэВ создан светосильный двухплечевой спектрометр высокого разрешения.
-
создан магнитный спектрометрический комплекс , предназначенный для выполнения прецизионных физических измерений на выведенном пучке ионов циклотрона ИЯФ АН РУ;
-
для экспериментов на ускорителях частиц, космофизических и др. исследований созданы оригинальные полупроводниковые и газовые координатно-чувствительные детекторы ядерных излучений;
-
для исследования структуры зависимых от энергии сечений продуктов ядерных взаимодействий, инициируемых частицами от ускорителей, предложен и реализован новый метод измерений - метод суперпозиции спектров;
-
на циклотроне У-150 ИЯФ АН РУ на базе магнитного спектрографа "Апельсин", разработок координатных систем регистрации частиц и современных ЭВМ создана измерительная установка, реализующая проведение экспериментов по изучению энергетических зависимостей сечений в рА - взаимодействиях методом суперпозиции спектров;
-
впервые методом суперпозиции спектров выполнены измерения энергетических зависимостей сечений упругого рассеяния протонов в диапазоне энергий 15 - 19.5 МэВ на углероде с разрешением ~ 20 кэВ, недоступным ранее в работах на типовых циклотронах;
Научная и практическая ценность работы.
-
Разработанная и испытанная в пучковых измерениях на ускорителе "Триумф" уникальная спектрометрическая установка по своим физическим параметрам может быть использована для постановки новых поисковых экспериментов.
-
Впервые на линии ионного пучка полутораметрового циклотрона задействован измерительный комплекс на основе многоканального спектрографа высокого разрешения, исследованы его физико-технические
характеристики и выполнены эксперименты, подтверждающие прецизионные качества измерительного комплекса, его надежность, стабильность, простоту в эксплуатации и обслуживании.
-
В результате разработок в области координатного детектирования частиц и излучений созданы оригинальные полупроводниковые и газовые детекторы, что помогло решить проблему оснащения магнитного спектрографа ИЯФ АН РУ современными электронными системами регистрации заряженных частиц. Кроме этого разработки координатно-чувствительных детекторов нашли применение в системе регистрации магнитного спектрографа РИ им. В.Г. Хлопина и в других областях научных исследований (в космофизике, физике позитронов, компьютерной томографии и др.).
-
Предложенный и реализованный метод измерения сечений продуктов бинарных ядерных реакций - метод суперпозиции спектров - может применяться для высокоинформативных исследований с прецизионными по энергии измерениями энергетических зависимостей дифференциальных сечений рр и рА - взаимодействий на пучках заряженных частиц и тяжелых ионов в интервале от низких до высоких энергий независимо от немонохроматичности их пучков.
-
Результаты измерений функций возбуждения в рассеянии протонов с энергией в интервале 15 - 19.5 МэВ представляют собой новый экспериментальный материал.
На защиту выносятся следующие основные результаты:
-
Светосильный двухплечевой спектрометр высокого разрешения на линии пучка циклотрона "Триумф" (Ванкувер, Канада), предназначенный для поисковых физических экспериментов с поляризованными протонами в области энергий от 200 до 500 МэВ.
-
Измерительный комплекс на линии пучка циклотрона У - 150 - // ИЯФ АН РУ с преобразователем энергетического спектра протонов, магнитным спектрографом высокого разрешения, системой регистрации заряженных частиц-продуктов на базе низкофоновых координатных пропорциональных камер и электронной КАМАК-структуры, сопряженной с компьютером IBM PC AT с программным обеспечением для сбора, обработки и представления экспериментальных данных.
3. Метод суперпозиции спектров как новый подход к измерению энергетических зависимостей сечений ядерных взаимодействий с разрешением по энергии, не зависящим от разброса энергии частиц облучающего пучка в экспериментах с неподвижной мишенью.
4. Разработки координатно-чувствительных детекторов излучений и систем регистрации на их основе для магнитных спектрографов и других установок для ядерно-физических исследований.
Апробация работы и публикации. Основные результаты диссертационной работы докладывались на 23 (1973, г. Тбилисси), 29 (1979, г. Рига), 30 (1980, г. Ленинград), 31 (1981, г. Самарканд), 34 (1984, г. Алма-Ата), 36 (1986, г. Харьков), 43 (1993, г. Дубна) и 45 (1995, г. Санкт-Петербург) Международных совещаниях по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, на 10 Всесоюзной школе по ядерной физике ( Хумсан-83), на 5 (1988, г. Ташкент) и 6 (1990, г.Ужгород) Всесоюзных семинарах по автоматизации исследований в ядерной физике и смежных областях, на 15 (1995, г.Санкт-Петербург) Международной конференции по динамике ядер низких энергий, на конференции "Modern problems of nuclear physics" (1997, г. Самарканд), на международном семинаре "Structure of Particles and Nuclei and their Interactions" (1997, г.Ташкент). Основные материалы диссертации опубликованы в двух монографиях, в 10 научных журналах, а так же защищены пятью авторскими свидетельствами СССР и патентом РУ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения. Общий объем - 186 страниц, включая 71 рисунок и 11 таблиц. Список литературы содержит 153 библиографических наименования.
