8 Исследование электромагнитных взаимодействий ядер

8 Исследование электромагнитных взаимодействий ядер
1.
Проведено измерение полных сечений фотопоглощения и парциальных
сечений фоторождения
и
С. (совместно
12
с коллаборацией GRAAL (Гренобль, Франция)). Эксперимент выполнен на пучке меченых
фотонов, полученных методом обратного комптоновского рассеяния лазерных фотонов на
электронах накопителя ESRF.
Показано, что различия между полными сечениями и
сечениями фоторождения мезонов на свободных и связанных нуклонах превышают 20% и не
могут быть объяснены только Ферми движением нуклонов в ядрах.
Рисукнок 1 - Полные сечения фотопоглощения для протона (треугольники), дейтрона
(кружки) и углерода (точки) по данным эксперимента GRAAL
2. Проведены измерения спиновых асимметрий
и
3
в комптоновском рассеянии
поляризованных фотонов на поляризованной протонной мишени в области Δ-резонанса.
Показано, что энергетические и угловые зависимости асимметрий чувствительны к
значениям
спиновых
поляризуемостей,
-
неизвестных
до
настоящего
времени
фундаментальных структурных констант протона, которые описывают отклик спина протона
на изменяющееся электромагнитное поле (см.Рис.2).
150
Рисунок 2 - Предварительные результаты измерения спиновой асимметрии Σ2x в сечении
Комптон- эффекта на протоне (циркулярно поляризованные фотоны, поперечно
поляризованная мишень): точки с ошибками – эксперимент, кривые – расчет по
дисперсионной модели для разных значений спиновой поляризуемости протона.
Экспериментальные данные соответствуют значению спиновой поляризуемости γE1E1 ~ (4±1.5)·10-4 fm4 (первый в мире результат)
3. Измерены спиновые асимметрии сечения фоторождения π0 и 2π0 на протоне и
получены первые данные о поляризационных наблюдаемых T и F, которые позволяют
определить вклад в сечения различных резонансов и осуществить проверку теоретических
моделей .
4. Выполнены первые измерения сечений фоторождения η’-мезонов на протоне при
энергиях до 1600 МэВ с новой системой мечения фотонов по энергии, обладающей высоким
(2 МэВ) энергетическим разрешением.
5. Проведено исследование характеристик различных материалов на основе
полистирола для «активной» поляризованной мишени. Достигнута поляризация протонов
мишени
70%.
Разработана
конструкция
нового
загрузочного
модуля
(вставки),
обеспечивающего возможность вывода света от материала мишени при сверхнизкой
температуре.
6. В рамках частично-дырочной дисперсионной оптической модели предложено
описание сечения фотопоглощения, а также парциальных дифференциальных сечений
фотонейтронных и обратных реакций и их характеристик (анизотропии, асимметрии) для
энергий γ–квантов, отвечающих возбуждению изовекторных гигантских дипольного и
151
квадрупольного резонансов. Ингредиентами модели являются феноменологическое среднее
поле,
согласованная
с
ним
изовекторная
часть
взаимодействия
Ландау–Мигдала,
сепарабельные скоростные силы, а также мнимая часть эффективного оптического
потенциала. Параметры модели определяются на основании независимых данных, а также из
описания экспериментальных данных о сечениях фотопоглощения. По указанной схеме
рассчитаны вышеупомянутые характеристики для ряда среднетяжелых ядер. В качестве
примера на рисунке приведены результаты расчетов парциальных дифференциальных
сечений (n, γ)-реакции на ядре
208
Pb с заселением выделенных одночастичных состояний в
сравнении с соответствующими экспериментальными данными.
Рисунок 3 - Дифференциальные сечения (n, γ)-реакции на ядре
208
Pb. Кривые –
результат расчёта, точки – экспериментальные данные
7. Сделан аналитический обзор по проблеме: «Изучение мультипольных гигантских
резонансов в пион-обменных реакциях.
8. Совместно с МЛЦ МГУ им. М.В.Ломоносова исследованы параметры излучения из
свинцовой мишени толщиной 1 мм, образующегося под действием фемтосекундных
лазерных
импульсов
большой
импульсной
мощности.
Для
этого
использованы следующие детектирующие системы: 1) сцинтилляционный
разработаны
и
-E спектрометр
из пластика толщиной 2 мм и NaI(Tl) толщиной 6 см., 2) ядерная фотоэмульсия с
пространственным разрешением около 1 мкм, 3) координатно чувствительная ПЗС-камера с
экраном 20х20 см и разрешением 200 мкм. Для точной оценки параметров излучения
проведено моделирование эксперимента по программе GEANT 3. Показано, что излучение
состоит из электронов и фотонов, имеет экспоненциальный вид с максимальной энергией
около 5 МэВ. Максимальная энергия зависит от мощности лазера и степени фокусировки
пучка на мишени.
152
9. На микротроне 55 МэВ ФИАН/НИИЯФ проведены измерения выхода изотопа 18F в
реакции
23
Na(,n) и реакции
19
F(γ,n) с вольфрамовым радиатором толщиной 0,7 X0
(см.рис.3). . Проведено сопоставление результатов с опубликованными в литературе
данными при энергии ~ 28 МэВ. Показана возможность наработки
18
F- активности ~0.1 Ки
для электронов с энергией ~55 МэВ и со средним током их пучка ~40 мкА за время
облучения ~5,5 час при использовании в качестве мишени
сэндвича из W- радиатора
толщиной 2.2 мм и Na- мишень толщиной ~5 гсм2.
Рисунок 4 - Спектры - излучения от облучённого образца 23Na (верхний и нижний спектры
– скорости счёта, средние по интервалам времени после окончания облучения (110)103 с и
(610)105 с, соответственно
10. Обоснована возможность использования ускорителя ЛУЭ-8 ЛФЯР в качестве
источника тепловых нейтронов для применения в задачах нейтронно-активационного
анализа. Ожидаемая максимальная плотность потока тепловых нейтронов в центре
замедлителя составит ~ 2·108–109 н/см2∙с, что сравнимо с аналогичной величиной,
получаемой на установках на основе микротрона на 30 МэВ и нейтронных генераторов Т400 и НГ-150.
11. Разработана методика и создана установка для обнаружения и идентификации
взрывчатых веществ и наркотиков с использованием фотоядерных методов. На эти
разработки получены 2 патента РФ.
12. Начата проработка возможности получения пучка медленных позитронов на
ускорителе ЛУЭ-8 для проведения фундаментальных и прикладных исследований и развития
методов позитронной спектроскопии.
153
13. Проведен расчет фокусирующих свойств тракта проводки электронного пучка от
ускорителя ЛУЭ-8 до выхода из сканирующего устройства. Установлен контроль за
положением пучка в медианной плоскости развертки с помощью термопар, размещенных на
вертикальных стенках развертки.
14. На основе исследовательского медицинского денситометра ДЕНИС, созданного и
прошедшего клинические испытания в ЦИТО МЗ РФ за последние 10 лет, разработана
модификация прибора для массового обследования остеопороза. Прибор состоит из
рентгеновского излучателя, денситометрического клина, люминесцентного гадолиниевого
экрана размером 240 х 210 мм, короткофокусного объектива и цифровой видеокамеры
фирмы «Андор». Информация с видеокамеры считывается в компьютер и обрабатывается
специальным программным обеспечением, позволяющим одновременно получать в
автоматическом режиме изображение кости и значение плотности костной ткани изучаемого
объекта. Эта информация заносится в базу данных и передается ведущим специалистам
ЦИТО МЗ РФ для выдачи заключения и (в случае необходимости) назначения лекарств.
154