Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. Выбор схемы нейтронной мишени 15
1.1. Литиевые мишени 15
1.2. Бериллиевая мишень 21
1.3. Твердотельная мишень на основе углерода или карбида бора 31
1.4. Сравнение эффективности различных типов мишеней 43
ГЛАВА 2. Испытания материалов конвертора мишени
2.1 Экспериментальная установка 53
2.2 Результаты испытаний 67 2
.3. Исследования углеродных образцов 83
ГЛАВА 3. Прототип нейтронной мишени 88
3.1. Конструкция прототипа 89
3.2. Испытания макета прототипа 98
3.3. Обеспечение экспериментов 108
3.4. Предварительные испытания прототипа без пучка 112
3.5. Испытания прототипа с мощным электронным пучком 115
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 129
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Введение к работе
Исследование фундаментальных свойств материи, как на уровне атомного ядра, так и на уровне элементарных частиц, требует постоянного увеличения интенсивности пучков заряженных частиц, задействованных в экспериментах. Поэтому в настоящее время в мире разрабатывается и реализуется ряд проектов по созданию мощных ускорительных комплексов и источников вторичных частиц на их основе, в том числе, с энергией первичного пучка в диапазоне 10-100 МэВ. Их отличительной особенностью является большая средняя мощность пучка - до сотен киловатт - при достаточно малых его размерах - около 1 см. Примерами таких комплексов являются установки по производству интенсивных Радиоактивных Ионных Пучков (РИП).
Вслед за лабораториями, которые первые начали разработки в данной области (CERN-ISOLDE и CRC-Louvain-la-Neuve), и другие лаборатории, занимающиеся ядерной физикой в области низких и промежуточных энергий, начали свои разработки установок РИП. Особое внимание при этом обращается на возможность получения пучков ионов с высоким содержанием нейтронов в ядрах. В настоящее время в экспериментах на РИП установках первого поколения получены важные научные результаты, и потребность в таких экспериментах будет расти. Однако, из-за низкой производительности источников ионов, возможности РИП установок первого поколения часто ограничены изучением взаимодействия вторичных ионных пучков низкой интенсивности с неподвижной мишенью. Прогресс в этой области связан с установками следующего поколения, производительность которых повышается в раз. Отметим лишь некоторые области, в которых применение РИП может внести существенный вклад в продвижение исследований. Ядерная физика
Исследование существующих стабильных и нестабильных ядер открывает только одну из форм строения ядер. Наличие же ядер с экстремальным протон-нейтронным соотношением позволяет изучать "сверхэкзотичные" ядерные структуры, приближающиеся к чистой нейтронной материи, исследовать границы существования ядер и синтезировать наиболее тяжелые из существующих ядер, внести ясность в поведение свободно ограниченных квантовых систем, получить новые типы ядерных структур, предсказанные ядерными моделями. Существующие модели базируются на экспериментальных знаниях о строении ядер, близких к стабильным и являются отражением частных аспектов более общих теорий. Построение новых обобщенных теорий ядерной структуры могут базироваться на экспериментальных данных, полученных на основе использования установок РИП второго поколения.
Ядерная астрофизика
Некоторые из наиболее важных явлений во Вселенной могут быть изучены с помощью РИЛ. Такие явления, как взрывы новых и сверхновых звезд, нейтронные звезды, рентгеновское и у-излучение связаны с процессами, протекающими в ядрах, зачастую не существующих на Земле. С помощью установок РИП второго поколения можно получить экспериментальные данные, дающие возможность построения теории происхождения элементов, составляющих вселенную.
Проверка Стандартной Модели и фундаментальных законов сохранения
Все современные физические теории основываются на фундаментальных законах сохранения. На сегодняшний день Стандартная Модель наилучшим образом описывает элементарные частицы и их поведение. Проверка стандартной модели может быть выполнена в экспериментах с применением РИЛ с чувствительностью, повышенной по сравнению с существующими возможностями. Такие эксперименты могут стать существенным дополнениям, например, к экспериментам на встречных пучках.
Другие области применения
Применение РИЛ открывает новые возможности для исследований и в других областях науки, таких как атомная физика и физика твердого тела, материаловедение и медицинские приложения. Каждое из этих приложений может получить уникальные возможности выбора изотопов с наиболее подходящими временем жизни, модой и энергией распада, химическими свойствами.
Похожие диссертации на Высокотемпературная мишень для производства интенсивного потока высокоэнергетичных нейтронов
