Введение к работе
;,тд»Л
ссртщ*'.'. j
Актуальность темы.
Исследование взаимодействия заряженных частиц и 7-излучения с веществом прядставляет собой обширную область физической науки. Многие важные особенности этих явлений все еще полностью не установлены, вследствие чего неослабевающий интерес вызывает рассмотрение вопросов, связанных с изучением физики указанных процессов. После открытия явления каяалирования заряженных частиц в монокристаллах внимание к этой области возросло. Дополнительный толчок к развитию этого направления дал открытый М.А. Кумаховым эффект излучения заряженных частиц при каналировании в кристаллах . Эффект вызвал большой интерес в ядерных центрах мира. Интерес этот был вызван уникальными свойствами спонтанного излучения, которые выгодно выделяют его среди других видов излучения ( СИ, Ондуляторное излучение, и др.) , такие как,^ например, высокая спектральная плотность, высокая направленность излучения, большая степень поляризации, непрерывная перестраиваемость по энергии. В коротковолновом и 7-диапазоне излучение имеет наибольшую яркость среди всех известных типов.излучения.
Благодаря вышеуказанным свойствам, излучение может быть применено при создании источников интенсивного 7-излучения. Особенности излучения позволяют использовать его для определения анизотропии колебаний атомов в решетке, определения концентраций дефектов в кристалле и в других прикладных исследованиях.
Большое внимание уделяется рассмотрению вопросов, связанных с изучением динамики каналпрованных частиц. Знание поведения частиц при каналировании в плоскостном и осевом случаях позволяют более
детально исследовать особенности излучения заряжс-чных части движущихся в этом режиме.
Также большое внимание уделяется расчетам спектров излученк в этой области энергий электронов. Б области малых энерги электронов, 1-60 МэВ, главной особенностью излучения электроне является наличие изолированных максимумов интенсивности в спектр излучения, соответствующих разрешенным переходам между связанный состояниями электронов, захваченных в канал монокристалла.
Ранее в і теоретических и экспериментальных "исследования изучались полные радиационные потери и поляризация, излучени связанных электронов* Излучение несвязанных в каналах электронов данном случав имеет вид "подложки" почта равномерной интенсивност во всей области частот излучения связанных электронов. В последне "время стало широко исследоваться угловое распределени радиационных потерь и излучение несвязанных электронов
С ростом энергии электронов - число связанных состояний канале увеличивается, изолированные максимумы интенсивност излучения сближаются и сливаются в непрерывный спектр, так, чт различие в измеренных спектрах излучения вклада связанных : несвязанных электронов становится затруднительным. '
После ряда экспериментальных работ на энергиях I, 150 ГэВ і перспективы увеличения энергий ускоренных электронов интерес ] теоретическим исследованиям каналирования и излучения прі каналировании еще более возрос.'
Вышесказанное предъявляет весьма жесткие требования і точности расчетов сосотояний и характеристик излучения для. каадо! из фракций электронов. При использовании достаточно полных теорй возникают значительные трудности вычислительного характера
следствие чего пока і еще не проведено систематического ісследования в данной области.
Цель работы ,
:. Анализ изменения-углового момента каналированных электронов. !. Расчет углового момента каналированной частицы при нарушении ' аксиальной симметрии потенциала.
і. Изучение вклада потенциального и многократного рассеяния
квазиканалированных электронов и позитронов. Численные
расчеты распределения квазиканалированных лептонов прошедших
через монокристаллы.
[. Количественная оценка характеристик излучения
гиперрелятивистских электронов (150-1500 ГэВ). Научная новизна
Путем систематического использования численных методов )ешения уравнений движения частиц' в произвольных внешних полях фоведено исследование движения электронов и позитронов в режиме іаналирования в монокристаллах с .различным зарядом ядер, ібразующих кристаллическую решетку.
Произведена оценка относительного вклада потенциального и «ногократного рассеяния в формирование. распределения саналированных частиц, по углам вылета.
Впервые сформулированы на основе классической электродинамики
сравнения движения заряженных частиц, содержащие отдачу
электромагнитного излучения- С использованием универсальных
численных методов проведено систематическое исследование влияния
отдачи фотонов яв траекторию гиперрелятжвистских частиц. Проведано
количественное сопоставление характа рис тин излучения
гтшвррелятивистоких электронов .при. использовании монокристаллов
тяжелых и легких элементов.
Положения, выносимые на защиту
1. Получено количественное обоснование приближения
аксиально-симметричного канала в теоретических расчетах.
Качественно и количественно исследовано влияние нарушения
аксиальной симметрии каналов из-за Бозмущащего влияния соседних
цепочек на основные характеристики каналированных и
квазиканалированных частиц.
-
Доказана определяющая роль потенциального рассеяния в формировании углового распредоления квазиканалированных электронов и позитронов после прохождения через тонкий монокристалл.
-
На основе классической теории впервые сформулированы уравнения движения частиц, включающие в явном виде отдачу излучаемых электромагнитных волн.
4. Впервые проведено систематическое количественное
исследование траекторий гиперрелятивистских частиц и характеристик
их излучения с учетом обратного влияния излучения на траекторию.
Практическая ценность
I. Показано, что возмущающие факторы, действующие на каналированные частицы, не приводят, к недопустимо большим изменениям динамики частиц и их излучения.'
* 2. Детально исследовании особенности формирования углового распределения квазиканалированных частиц в тонких кристаллах.
3. С позиция классической электродинамики количественнс проанализировано влияние отдачи излучения на динамивд гиперрелятивистских частиц.
Результаты исследований могут быть использованы в различнш организациях, специализирующихся на Иьследованиях взаимодействш
6 :.
аряженных частиц и у-излучения с твердым телом. Апробация результатов
Основные результата докладывались на научных семинарах зборатории электромагнитных взаимодействий ИАЭ им.И.В.Курчатова, а У - Всесоюзной школе по взаимодействию заряженных частиц с зердым телом (Звенигород 1939г.), на ІУ -Всесоюзной конференции э взаимодействию излучения с твердым телом (Эльбрус, КБГУ Э90г.), на II - конференции молодых ученых и специалистов Самарканд, 1990г). Публикации
По теме диссертации опубликовано пять работ. Объем и содержание. Диссертация состоит из введения, четырех ізв, заключения и списка литературы из 84 наименований. Объем [ссертации составляет 101 страницу, 'включая 23 рисунка и I іблицу.
