Спектральные, ориентационные и угловые характеристики гамма-излучения ультрарелятивистских электронов в условиях осевого каналирования в кристалле алмаза тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.16, кандидат физико-математических наук Забаев, Виктор Николаевич

• Забаев, Виктор Николаевич
• кандидат физико-математических наук
• 1984

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Забаев, Виктор Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. ЗКСПЕРИМЕБТМЬНАЯ АППАРАТУРА И МЕТОДИКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОРИЕНТАЦИОННЫХ И СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК -ИЗЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ В КРИС, ТАЛЛАХ

1.1. Электронный пучок синхротрона "Сириус"

1.2.^ -тракт. Мониторирование^ -излучения

1.3. Парный магнитный ^ -спектрометр

1.4. Настройка электронной логики

1.5. Измерение спектров -излучения

1.6. Энергетическое разрешение спектрометра

1.7. Ориентация монокристаллической мишени

Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОРИЕНТАЦИОННЫХ

И СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК^"- ИЗЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ В УСЛОВИЯХ ОСЕВОП) КАНАЛИРОВАНИЯ . 42 2.1. Ориентационные зависимости полной энергии ф -излучения электронов в кристалле алмаза

2.2. Ориентационные зависимости излучения электро-. . нами ^ -квантов определенной энергии

2.3. Спектральные характеристики^ -излучения электронов, проходящих через кристалл алмаза в условиях осевого каналирования

2.4. Переход от режима КТИ к излучению в условиях каналирования

Глава Ш. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ УГЛОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ^ - ИЗЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ В АЛМАЗЕ . . 77 ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Спектральные, ориентационные и угловые характеристики гамма-излучения ультрарелятивистских электронов в условиях осевого каналирования в кристалле алмаза»

Взаимодействие быстрых заряженных частиц с кристаллами сопровождается большим количеством интересных физических явлений, не встречающихся в аморфных телах. Это связано с тем, что периодичность кристаллической структуры обуславливает коррелированность взаимодействия налетающих частиц с атомами; Протекающие при этом разнообразные процессы (упругое рассе -яние, возбуждение и ионизация атомов, ядерные реакции и проч.) зависят от ориентации кристаллической решетки. Интерференционные эффекты особенно ярко проявляются в картине электромагнитного излучения заряженных частиц в кристаллах. Впервые их существование предсказал Вильяме в 1934 году [1] . Ферретти в 1950 году вывел формулу для интенсивности излучения и предсказал такие его особенности,как наличие максимумов и минимумов в спектре излучения [ 2] . Ландау Л.Д. и Померанчук И.Я. модифицировали сечение Бете-Гайтлера с учетом эффектов интерференции [з] . Тер-Микаэлян М.Л; первым рассмотрел 3-х-мерную кристаллическую структуру, используя метод эквивалентных фотонов, учел тепловые колебания решетки и электронное экранирование ядерных потенциалов [4] • Впоследствии Юбералл в рамках борновского приближения теории возмущений рассчитал полные и дифференциальные по углам сечения для линейной цепочки атомов, а также предсказал наличие существенной поляризации когерентного излучения [б,б] • Экспериментально особенности излуче -ния заряженных частиц в кристаллах были впервые обнаружены Фришем и Олсеном [7] . Дальнейший прогресс связан с подго -товкой когерентного тормозного -пучка и проведением экспериментов во Фраскати. Диамбрини и др. в рамках теории возму -щений получили абсолютные сечения когерентного тормозного излучения (КТИ), дали наглядную интерпретацию теоретических результатов, Проведенные ими измерения подтвердили существова -ние характерных пиков в спектрах КТИ электронов с энергией Ео « I ГэВ [8,9] .

Выводы, сделанные в перечисленных работах, можно резюмировать следующим образом. Прохождение электронов и позитронов через кристаллы сопровождается (как и в аморфной среде) тор -мозным излучением в поле отдельных ядер. При выполнении некоторых условий происходит интерференция отдельных актов испускания-^ -квантов, возникает КТИ. Эти условия сформулируем так: I. малый переданный ядру или кристаллу импульс ^ ;

2. строгая периодичность рассеивающих центров;

3. определенная ориентация кристалла относительно направления импульса падающей частицы •

Возможную область переданных импульсов можно ограничить, исходя из законов сохранения энергии и импульса и пренебрегая энергией переданной ядру [20] & бигЬ , (I) здесь 0е ( (Ь ) - продольная (поперечная) составляющая пере

Л тгс3х данного импульса ^ ; О = ^ ^ -у - минимальный импульс отдачи; X = а)/ Ео - относительная энергия ^ -кванта; т - масса электрона.

Поскольку 8 « х , выделенная кинематикой зона представляет собой в пространстве обратной решетки тонкий диск (называемый "диском Юбералла"), перпендикулярный импульсу падающей частицы. При КТИ переданный импульс принимает дискретные значения, совпадающие с векторами обратной решетки, по этому вклад в излучение дают только точки обратной решетки, которые попали в диск Юбералла. Их количество зависит от ориентации кристалла и, в свою очередь, определяет интенсивность и поляризацию излучения;

Характерный угол ориентации имеет величину 9~~тгс30-/£яЕоЪ [51] , где Ео - энергия падающих частиц, а - период кристаллической решетки.

Для выделения интерференционного эффекта необходимо также, чтобы средний импульс тепловых колебаний атомов решетки был меньше переданного импульса • Отсюда следует, что наиболее подходящими для получения КТИ являются кристаллы с высокой дебаевской температурой, т.е. прежде всего алмаз, бериллий, кремний.

Выводы теории КТИ, полученные в борцовском приближении, инвариантны относительно знака заряда и должны быть справедливы и для электронов и для позитронов.

Монохроматичность и наличие поляризации КТИ сделали его в шестидесятые и семидесятые годы важным инструментом для экспериментальных исследований фоторождения мезонов, природы 5Г - А/ резонансов, структуры ядра и т.д. Рабочие пучки КТИ были созданы и успешно применялись во многих лабораториях мира, в том числе Харькове [ю] , Ереване [II] , Томске [12]. Измерения характеристик излучения проводились преимущественно в той области, где оно использовалось для прикладных целей, т.е. для углов ориентации оси кристалла относительно направления пучка электронов 9» 6 с ( $с -критический угол каналирования [18] ) и в диапазоне энергий ^ -квантов Ы> 0,1 Ео • Здесь наблюдалось хорошее согласие результатов измерений с расчетами;

Однако применение теории возмущений справедливо пока эффективный параметр взаимодействия заряженной частицы 1е.г /Ас, с атомом мал (2 е. - заряд ядра) Ъ*? / Яс « 1# При движении под малым углом 9 к оси кристалла частица эффективно взаимодействует со всеми атомами попавшими в зону формирования излучения. Продольные размеры её определяются ве -личиной 8 . Если в зону попадает /V атомов, то эффективным параметром взаимодействия оказывается величина £*/ Яс ; При некоторых условиях (например, с/ 0) она стано -вится много больше единицы и первое борновское приближение становится неприменимым [13,27] .

Ограниченность теории когерентного тормозного излучения была обнаружена вскоре экспериментально. В 1969 году Уолкер с соавторами [14] провели измерения, результаты которых не получили объяснения в рамках существувдей теории; Экспери -мент заключался в том, что регистрировалась интенсивность прошедших через кристалл кремния электронов и позитронов, имеющих энергию Ео » 28 МэВ, а также их тормозное излучение в зависимости от угла ориентации кристалла относительно направления падающего цучка; Измерения показали, что, во-первых, ориентационные зависимости прохождения и излучения принципиально различны для электронов и позитронов; во-вторых, при нулевом угле ориентации происходит усиление излучения в мягкой части спектра для обоих сортов частиц.

Зависимость сечения тормозного излучения от знака заряда частиц с энергией Ео = I ГэВ в монокристаллах кремния, германия и ниобия обнаружила в 1972 году Харьковская группа. В работах, выполненных на линейном ускорителе ЛУЭ-2 ХФТИ АН УССР, были проведены также измерения ориентационных зависимостей и жесткой части спектров интенсивности "2" -излучения электронов и позитронов [15-17] . В результате было показано, что осевое каналирование существенно влияет на сечение тормозного излучения быстрых заряженных частиц.

Явление каналирования заряженных частиц было предсказано теоретически, затем подтверждено экспериментально для протонов и ионов в конце пятидесятых годов. Основные концепции этого явления сформулированы Линдхардом [18] • Вскоре было показано, что возможно каналирование также релятивистских позитронов и электронов [19] , причем в этом случае справедливо классическое описание, начиная с энергии в несколько мегаэлектроновольт. Сущность каналирования заключается в том, что падающие частицы при некоторых условиях захватываются в режим квазисвязанного движения в пределах потенциальной ямы, образованной атомными цепочками или плос -костями. Для позитронов отталкивающий характер потенциала взаимодействия с ядрами приводит к перегруппировке потока падающих на кристалл частиц. В результате вероятность близких столкновений с ядрами резко уменьшается, кроме того уменьшаются ионизационные потери, так как траектории частиц лежат в области низкой электронной плотности; Все это приводит к увеличению длины пробега позитронов в кристалле и подавлению процессов с малыми прицельными параметрами относительно узлов кристаллографической решетки.

Значительно сложнее оказалась интерпретация каналирования электронов; На рис. I цриведены результаты эксперимента по прохождению электронов с энергией Ео = 20 МэВ вдоль кристаллографической оси кристалла М^О (см; обзор [19] ); В ориентационных зависимостях интенсивности прошедших через кристалл электронов имеется широкий провал, объясняющийся усилением рассеяния при уменьшении угла ориентации 9 ; Это, в свою очередь, обусловлено притягивающим характером потенциала для электронов, В центре ямы находится острый узкий пик; Авторы объясняют его тем, что для захваченной в режим осевого каналирования некоторой доли электронов возрастает длина пробега. Двумерный эквивалентный потенциал, управляющий движением частиц в плоскости нормальной к оси канала, запишем следующим образом [l9] :

W=V(?) + L г/щ$г О) здесь ^ - расстояние до атомного ряда;

L - угловой момент частицы относительно ряда; V(ç) - непрерывный потенциал цепочки; ПП^ - релятивистская масса электрона. Поперечная энергия частицы оцределяется .так:

Ei'Ït^+W . (4) ' здесь ft - импульс поперечного движения. Величины Ei и L сохраняются и зависят от условий влета частицы в кристалл; Для позитрона Ех > 0 всегда, а для электрона V ( Ç ) ^ 0, поэтому поперечная энергия может быть и положительной и отрицательной величиной. Для малых ^ потенциал Лд/" может стать отталкивающим (положительным) ,так g как - зависимость величины V (J) слабее, чем ^ (3); Оказывается для осевого каналирования электронов потенциал W ( f ) имеет локальный минимум в некотором интервале угловых моментов L , для > . Электроны, влетающие в кристалл в пределах этого интервала, захватываются в потенциальную яму и совершают спиральное движение вдоль ряда;" Проекции траекторий частиц на поперечную плоскость представляют собой розетки. Во время такого движения электроны не при ближаются к ряду ближе, чем на расстояние $с , поэтому для них уменьшается рассеяние. Для малых и больших величин ^ потенциал (у ) становится положительным и квазисвязанные состояния не реализуются» Оценка максимального утла падения втах , при котором еще происходит захват в осевой канал, может быть сделана из условий Ех = 0; ^ = = для Линдхардовокого непрерывного потенциала, и дает величину критического угла осевого каналирования (угла Линд-харда) [18] :

0тох = вс - , (5) где - расстояние между атомами в цепочке; - заряд ядра;

Ео - энергия частицы.

Электроны, влетающие в кристалл под малыми углами к оси 0 < в с »с отрицательной поперечной энергией Ех < О, заселяют квазисвязанные подбарьерные состояния, образующие дискретный набор уровней. Из квантовой механики известно, что переходы между ними сопровождаются электромагнитным излучением. Частицы, имеющие положительную поперечную энергию

1:1 > 0г заселяют надбарьерные состояния, принадлежащие континууму. Возможные переходы из надбарьерных в квазисвязанные состояния также сопровождаются излучением. Несмотря на то, что величина усредненного потенциала составляет несколько десятков электронвольт, характерная частота излучения при каналировании частиц с энергией Ео ~ I ГэВ, благодаря эффекту ^Доплера сдвигается в область мегаэлектроновольт.

В системе координат сопутствующей частице глубина потенциальной ямы увеличивается 21' = V $ ( X - лоренц

-фактор) . Переходы между уровнями сопровождаются излучением с частотой и)' равной разности энергий поперечного движения в сопутствующей системе ^ = Ел - Ег)г • В лабораторной системе координат, согласно эффекту Доплера, зарегистрируем излучение с частотой ^ [35] : id* , (6) где - угол вылета фотона относительно оси канала;

Оценим частоту наиболее вероятных переходов между соседними уровнями iOi2 ; Среднее расстояние между ними ДЕ1 = = 2Joff/ Л/ , здесь N - число уровней в яме: Возьмем = 0 и, учитывая ft) ~ I, получим oAr- Uo\ff-22 Ш(fk -J * (7)

Максимальную частоту излучения при переходах с верхнего уровня на дно ямы id max можно найти, взяв A El = Uo^ и!та*~г1\о#' (8)

Впервые на возможность излучения при переходах между уровнями поперечного движения каналированных частиц (протонов) указал Томсон в обзоре [21 ] • Спектр излучения при этом лежит в инфракрасной области частот. Причем оценки показывают, что интенсивность его будет крайне незначительной. После обнаружения явления каяалирования легких заряженных частиц началось интенсивное теоретическое исследование возможности излучения электронов и позитронов, связанного с финитностыо поперечного движения. Квазихарактеристическое излучение, свя -занное с переходами между уровнями поперечного движения, впервые рассмотрено Калашниковым И;П; и соавторами для нерелятивистских электронов [24] • Воробьев А;А;, Каштан В;В. и Воробьев С,А. рассмотрели излучение электронов в оптической области [22] • Барышевский В;Г; и Дубовская И. Я. исследовали сложный и аномальный эффект Доплера в применении к излучению легких частиц, каналирующих в кристаллах, с учетом взаимодействия испущенных фотонов со средой [23] ; В работе Байера В.Н., Каткова В.М., Страховенко В.М. , посвященной он-дуляторному излучению, предложен квазиклассический операторный формализм расчета пригодный и для случая излучения при каналировании [25] • В ряде статей Ахиезер А.И., Болдышев В.Ф. и Щульга Н.Ф. при описании излучения ультрарелятивистских электронов на атомных цепочках использовали методы классической электродинамики вне области применимости теории возмущений [26,27] . Квантовая теория излучения каналированны-ми частицами, когда дипольное приближение неприменимо, разрабатывалась Базылевым В. А. и Жеваго Н.К. [28] ; Наиболее последовательные результаты были получены Кумаховым М.А. [29-31] • В этих работах предложена наглядная интерпретация явления, проведены расчеты спектральных и угловых характерис -тик излучения при каналировании и предсказан ряд его важных особенностей:

1. Высокая интенсивность (превышающая на порядки интенсивность тормозного излучения) .

2. Узконацравленность (меньшая угловая расходимость по сравнению с тормозным излучением) . ^

3. Положение пика в спектре интенсивности в области десятков мегаэлектроновольт (осевое каналирование электронов с энергией Ео^ I ГэВ).

4. Высокая степень поляризации (плоскостное каналирование) •

Кумаховым М.А. было отмечено важное практическое значение излучения при каналировании и предложен ряд возможностей практического применения этого явления.

Появление указанных выше теоретических работ и наличие экспериментальных данных, указывающих на важный вклад эффектов каналирования в общую картину излучения частиц в крис -таллах, стимулировали проведение новых измерений. В 1978 году на Томском синхротроне были проведены измерения спектра интенсивности ^ -излучения электронов, имеющих энергию

Ео = 900 МэВ, пересекающих в условиях осевого каналирования монокристалл алмаза толщиной 2 ММ [32] . Энергетический измеряемый интервал составил и/ ~ 40 * 900 МэВ; В результате эксперимента был обнаружен подъём в мягкой части спектра, не объясняющийся классической теорией КТИ. Однако большая толщина используемого кристалла и ограничение по энергии снизу и5тп = 40 МэВ не позволили сделать окончательный вывод о характере излучения;

В 1978 году на синхротроне Ереванского физического института были обнаружены аномально высокие энергетические потери электронов, имеющих энергию Во =4,7 ГэВ, в диапазоне

4 £ =15 + 70 МэВ при осевой ориентации монокристалла алмаза [33] ;

Также в 1978 году на линейном ускорителе ЛУЭ-2 в Харькове были проведены измерения спектров излучения позитронов с энергией Ео = I ГэВ при осевом каналировании [34] ; Излучение регистрировалось А/а^ ( ТС ) - спектрометром, установ -ленным в комптоновской кинематике. Результаты измерений демонстрируют усиление интенсивности излучения в области энергий фотонов о/ < I МэВ по сравнению с разориентированным кристаллом.

Подчеркнем основные моменты ситуации сложившейся к началу проведения работ, легших в основу данной диссертации:

I; Теория КТИ, в силу неприменимости в некоторых случаях первого борновского приближения, не объясняет целый круг экспериментальных данных, относящихся к излучению легких частиц в моно!фисталлах при малых углах влёта;

2. В ряде теоретических работ предсказывается новое физическое явление - излучение электронов и позитронов при ка-налировании (Ж). Необходима тщательная экспериментальная проверка сделанных предсказаний, поскольку авторы предполагают различные физические механизмы для интерпретации ИК.

3. Ожидаемые характеристики ИК принципиально отличаются от характеристик КТИ, например: интенсивность ИК значительно выше, пик в спектре ИК лежит в более мягкой области энергий, а его положение не зависит от угла ориентации кристалличес -кой оси 0 относительно направления пучка электронов (положение пика в спектре КТИ зависит от & почти линейно), интенсивность ИК зависит от энергии ускоренных электронов как Ео , а для КТИ как ~ £ о и т.д. Все это определяет потенциально большую практическую важность ИК, как источника излучения для фотоядерных измерений, как метода исследования свойств кристалла и т.д;

Исходя из вышеизложенного и имеющихся возможностей, были поставлены следующие основные цели при проведении настоящей работы;

I; Исследовать экспериментально спектральные, угловые и ориентационные характеристики ^ -излучения электронов с энергией Ео^ 900 МэВ в монокристаллах в условиях осевого каналщювания; Энергетический диапазон измерений должен охватывать район положения пика в спектре интенсивности ИК;

2, Исследовать переход от КТЙ к ИК; Уточнить границу применимости формул, полученных в теории КТЙ; Известно, что с одной стороны, теория КТИ широко используется для расчетов спектров квазимонохроматического излучения при цроведении физических экспериментов, с другой стороны отмечено, что область применимости формул теории КТИ шире области, где справедливо борновское приближение. Поэтому цредставляет практический интерес экспериментально уточнить диапазон углов и энергий, в котором применим традиционный формализм для расчетов спектров излучения.

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и приложения.

Заключение диссертации по теме «Физика атомного ядра и элементарных частиц», Забаев, Виктор Николаевич

2. Выводы

Результаты,настоящей работы, выносимые на защиту, заключаются в следующем:

1. Впервые исследованы спектральные характеристики ф. --излучения ультрарелятивистских электронов в кристалле в условиях осевого каналирования. Подтверждено теоретическое предсказание о возникновении в этих условиях интенсивного, квазимонохроматического Ъ -излучения. Показано, что полученные результаты не могут быть объяснены в рамках теории когерентного тормозного излучения, основанной на борновском приближении.

2. Впервые измерены полные спектры интенсивности- . -излучения при осевом каналировании и когерентного тормозного излучения 900 МэВ электронов в абсолютных единицах.

3. Впервые экспериментально црослежена эволюция спектральных характеристик ^ -излучения электронов при переходе от режима КТИ к режиму излучения в условиях осевого каналирования. Показано, что формулы теории КТИ удовлетворительно описывают эксперимент в области углов ориентации О

Ос , Результаты измерений для углов & 4- 3 подтверждают значительный вклад надбарьерных частиц в общую картину излучения.

4. Проведены абсолютные измерения интегральной интенсивности -излучения электронов различных энергий 0 (9 ). В результате анализа полученных зависимостей и сравнения с теорией установлено, что форма 03 0. ( & ) не объясняется в рамках теории КТИ, даже если ввести ориентационную зависимость угла многократного рассеяния. Получены косвенные указания на уз-конаправленность излучения при каналировании.

5. Проведены измерения 03 выхода ^ -квантов для нескольких значений энергии ьЗ . В результате сравнения с расчетами по теории КТИ установлено, что в области энергий иЗ < 120 МэВ за форму 03 отвечает механизм излучения при каналировании, а в диапазоне 6сГ = 120 - 370 МэВ механизм КТИ.

6. При измерении спектральных и ориентационных характе -ристик ^ -излучения обнаружено подавление выхода фотонов предельных энергий ¿я/о .'Обнаруженный эффект не объясняется теорией КТИ.

7. Разработана оригинальная методика и создана экспериментальная установка для измерения углового распределения фотонов определенной энергии в ^ -пучке.

8. Впервые проведены измерения угловых распределений ^ --излучения 900 МэВ электронов при различных ориентация^ кристалла алмаза. Результаты сравниваются с расчетом для аморфной мишени. Полученные данные подтверждают теоретические предсказания о том, что ИК имеет более узконаправленный характер нежели обычное тормозное излучение.

9. В результате проведенных исследований создан эксплуатационный -пучок с уникальным набором физических параметров: в десятки раз более высокая, чем у ТИ интенсивность, квазимонохроматичность, узконаправленность, регулируемое (изменением Ео ) положение пика в области 10-20 МэВ. Перспективность использования нового типа излучения в фотоядерной физике ус -пешно апробирована в измерениях выходов фотонейтронов из различных мишеней.

В заключение считаю своим приятным долгом выразить благодарность А.П.Потылицыну за научное руководство и помощь , в ра -боте, С.А.Воробьеву за постоянную поддержку работы, Б.Н.Калинину за полезные обсуждения, Ю.Н.Адищеву, П.С.Ананьину, И.Е.Внукову, А.А.Куркову, Е.В.Репенко, В.К.Томчакову за практическую помощь и плодотворное сотрудничество на многих этапах работы, а также персоналу синхротрона за обеспечение требуемых режимов работы ускорителя.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

I. Пример практического использования^ -излучения каналированных электронов

Одной из задач данной работы являлось получение на основе явления излучения электронов в условиях осевого каналиро -вания эксплуатационного ^ -пучка. Такой пучок, учитывая высокую интенсивность, квазимонохроматичность, узконаправлен -ность, положение пика в области ^ — 10+20 МэВ,может стать новым эффективным инструментом для исследований в фотоядер -ной физике. В работе Кумахова М.А. и Еремеева и.П. [87] было предложено использовать ИК электронов для генерации импульсных потоков нейтронов высокой пространственно-временной -и спектральной плотности. Такой источник ("нейтронный фокус"), по мнению авторов, должен наряду с высокой интенсивностью также отличаться простотой и удобством в эксплуатации.

В этой связи на Томском синхротроне были проведены измерения выходов фотонейтронов от различных мишеней ( Си t бL * ße» ., ) с использованием ^ -излучения электронов, проходящих через кристалл алмаза сорентированный осью <П0> вдоль -пучка [82] . Энергия электронов = 750 , 850 МэВ. Указанные условия являются оптимальными, поскольку максимум спектральной интенсивности ^ -излучения совпадает в этом случае с положением гигантского резонанса в сечении фотонейтронных реакций ( ^ 5-25 МэВ). Методика измерений аналогична описанной в работе [88] . Аморфная ми-, шень цилиндрической формы располагалась вдоль оси ff -пучка. Нейтроны регистрировались счетчиком медленных нейтронов СНМ-«-II в парафиновом замедлителе. Измерения нормировались на единицу ускоренного тока. Ориентавдонные зависимости выхода нейтронов для всех мишеней обнаруживают максимум при & = О, ширина которого на полувысоте согласуется с шириной 03 выхода полной энергии 0- (#). Максимальный выход нейтронов в пересчете на один атом мишени зарегистрирован для Наибольшее превышение к выходу от шиффовского $ -пучка -- для ( 9). По результатам измерений были оценены абсолютные выходы фотонейтронов. Предложено использовать дейтериевую мишень для получения квазимонохроматических потоков нейтронов, используя свойство двухчастичности реакции фотодезинтеграции дейтерия. Ожидаемое положение максимума в спектре таких нейтронов ¿х/о^- 5 МэВ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Забаев, Виктор Николаевич, 1984 год

1. Williams E,J, Nature of the high energy particles of penetrating radiation and status of ionization and radiation formulae, Phys. Eev,, 195, v 5 p.729-750. 2 PerretttB.Sulla hremsstrahlung nei cristalli. Nuovo Cimento, 1950, v.7, N 2, p.1-17.

2. Ландау Л.Д,, Померанчук И.Я. Пределы применимости теории тормозного излучения электронов и образования пар при больших энергиях. ДАН СССР, 1953, т.92, 4, с.535-536. 4. Тер-Шкаэлян М.Л. Рассеяние сверхбыстрых электронов в кристалле. Интерференционное излучение сверхбыстрых электронов. ЖЭТФ, 1953, Т.25, с.296-306; с.289-302.

3. Uberall Н. High-energy interference effect of bremsstrahlung and pair production in crystalls. Phys.Rev., 1956, V.103, N 4, p.1055-1067.

4. Uberall H. Polarization of hremsstrahlung from monocrystaline targets. Phys.Rev., 1957i v.107, N 1, p.225-227.

5. Prish O.E, and Olsen D.N, Detection of coherent hremsstrah1 I I t lung from crystals. -Phys.Eev.Lett., 1959,v5, N 5, p.141-142. I I

6. Barhiellini G., Bologna G,, Diambrini G.et al. Production of quasi-monochromatie* -ray beam. Phys.Eev. Lett,, 1962, V.8, N 5, p.112-114.

7. Barbiellini G,, Bologna G,, Diambtini G. et al. Experimental evidence for a quasimono chromatic bremsstrahlung intensity from Prascati 1 GeV electron synchrotron. Phys. Eev. Lett., 1962, v.8, N 11, p.5-457.

8. Жебровский Ю.В., Колесников Л.Я., Мирошниченко И.И. и др. Квазимонохроматические поляризованные фотоны линейного ус9. Авакян PiO., Армаганян А.А., Тароян С П и др. Исследование когерентного тормозного излучения на кристалле алмаза; Изв.АН Арм.ССР, Физика, I97I, 6, сЛ38-141.

10. Епанешников В,Д., Забаев В.Н;, Кузнецов В.М. и др. Измерение асимметрии фотообразования 5Г -мезонов при больших углах в области первого резонанса. ЯФ, I97I, т;13, вып;5, СЛ052-1053;

11. Калашников НП. Динамическое подавление максшумов интерференционного тормозного излучения сверхбыстрых электронов в монокристалле; ЖЭТФ, 1973, т.64, 4, с.1425-1428. 14« Walker E.L., Beiman В.Ь., Der E.G. et al. Channeling and coherent hremsstrahlimg effects for relativistic positrons and electrons. Phys; Rev. Lett., 1970, v.25, N 1, p;5-8. 15; Мороховский В;Д., Коваленко Г.Д., Гришаев И;А. и др; Каналирование позитронов с энергией I ГэВ; Письма в ЖЭТФ, 1972, T.I6, вып.З, с;162-164. 12. Бочек Г. Л., Гришаев И.А., Калашников Н;П. и др. Когерентное тормозное излучение электронов и позитронов на кристаллах кремния и ниобия; ЖЭТФ, 1974, т.67, вып;2, с.808-815.

13. Гришаев И.А;, Коваленко Г.Д., Шраменко Б.И. Спектры тормозного излучения электронов и позитронов с энергией I ГэВ в кристаллах кремния, германия и ниобия; ЖЭТФ, 1977, т;72, вып; 2, с.437-443. 18; Линдхард Й. Влияние кристаллической решетки на движение быстрых заряженных частиц. УФН, 1969, т.99, Ш 2, с.249-296.

14. Gemmell S.S. Channeling and related effects in the motion of charged particles through crystals. Rev. Mod. Phys.,

15. Tiiffltt и. Coherent bremsstrabltmg of electrons in cryst a l s Hamburg, 1969, 80 c. (Preprint/DESY-69/14). 21; Томпсон M, Каналирование частиц в кристаллах; УШ, 1969, т.99, ВШ1;2, с.297-317, I I

16. Vorobiev А.А., Kaplin В.В., Vorobiev S.A. Eadlation on the Electrons (Transmitted through the Crystals. Uucl. Instinm. Meth., 1975, v.127, p.265-268.

17. Барышевский В.Г., Дубовская И;Я. Сложный и аномальный эффекты Доплера для каналированного позитрона (электрона); ДАН СССР, 1976, T.23I, с;1335-1338.

18. Калашников Н.П., Коптелов Э.А;, Рязанов М.И. О происхождении ориентационных максшдумов в спектре тормозного излучения нерелятивистских электронов в монокристалле. ФТТ, 1972, т. 14, C.I2II-I2I4;

19. Байер В;Н., Катков В.И;, Страховенко В;М. Излучение релятивистских частиц в периодических структурах; ЖЭТФ, 1972, т;63, вып;6, ci2I2I-2I3I. 26; Ахиезер А.И;, Болдышев В.Ф., Шульга Н.Ф. Тормозное излучение быстрых электронов на цепочке атомов кристалла. ДАН СССР, 1976, Т.236, с.295-297.

20. Ахиезер А.И;, Болдышев В.Ф., Шульга Н.Ф. Когерентное излучение быстрых электронов и позитронов на цепочке атомов. УФЖ, 1976, т;21, с.353-359.

21. Базылев В.А;, Жевьго Н.К; Электромагнитное излучение каналированными частицами. ЖЭТФ, 1977, т.73, с.1697-1709. 29; Кумахов М.А. О возможности существования эффекта спонтан ного излучения -Oj -квантов релятивистскими каналированными частицами; ДАН СССР, 1976, т.230, с.1077-1080;

22. Kumakhov M.A. On the theory of electromagnetic radiation of charged particlesin a crystal. Phys. Lett., 1976, V.57A, p.17-18.

23. Кумахов M.A. Теория излучения заряженных частиц в кристалле при каналировании; ЖЭТФ, 1977, т.72, с.1489-1503;

24. Воробьев CiA., Калинин Б.Н., Каплин В.В., Потылицын А;П. Наблюдение аномального выхода низкоэнергетичных Л -квантов при прохождении 800 МэВ электронов в монокристалле алмаза. Влияние эффекта каналирования. Письма в ЖГФ, т;4, вып;22, "978 СЛ340-1343.

25. Аганьянц А.О., Акопов Н.З., Вартанов Ю.А., Вартапетян Г.А; Потери энергии ультрарелятивистских электронов в кристалле алмаза. Ереван. 1978, 10 с; (Препринт/ЕФИ-312 (37)-78).

26. Шраменко Б;И., Витько В.И., Гришаев И;А; Об увеличении интенсивности излучения ультрарелятивистских каналирущих позитронов в низкоэнергетической области спектра; Письма в ЖТФ, 1978, Ti4, вып.23, с.1423-1426.

27. Калашников Н.П; Когерентные взаимодействия заряженных частиц в монокристаллах; М;: Атомиздат, I98I, 223 с.

28. Кожевников А.В;, Никитин М.М., Медведев А;Ф; Измерение поперечных размеров электронного пучка по синхротронноцу излучению методом вращающегося диска; Изв; ВУЗов, Физика, I97I, т;10, о;115; 37; Коломенский А.А;, Лебедев А;Н; Теория циклических ускорителей. М.: Физматгиз, 1962.

29. Воробьев А;А;, Чучалин И.П., Власов А.Г. и др; Синхротрон ТПИ на 1,5 ГэВ; Mi: Атомиздат, 1968, 160 с. 39; Габрусенко И.А. Измерение циркулирующего тока и индикация положения пучка в камере синхротрона на 1,5 ГэВ; Элект30. Афанасьев Н;Г. Рассеяние электронов высоких энергий на легких и тяжелых ядрах. Дисс. докт. физ.-мат- наук. Харьков, 1967, 302.

31. Афанасьев Н;Г., Высоцкая А.В., Гольдштейн В.А. и др| Магнитный спектрометр для электронов с энергией до 100 МэВ; ПТЭ, 1964, 5. 48. 44i Геннинг А;Ф;, Калинин Б.Н., Кузьмин B;Hi и др; Трассировка парного гамма-спектрометра и измерение тормозного спектра синхротрона Т Ш на 1,5 ГэВ. Труды УП Межвузовской конференции; Томск, 1968. М;: Атомиздат, 1970, вып;4, с.27-30.

32. Diambrini G., Piguera A.S., Bispoli B. et al. Bremsstrahlung Spectrum of the 1000 MeV Electronsynchrotron at Prascati-r 4 i Nuovo CJuaento, 1961, v.19. p.250-264. 46.

33. Ходячих А.Ф. Таблицы для расчета спектров тормозного излучения электронов на алюминии, платине и меди. Харьков,

34. Shiro Suzuki and Tsuneaki Tsuru, Collimation of the in4 S 4 temal electron Ъаат in a synchrotron* Ш с 1 Instr* and Meth», 1975, V.111, p.59-7. 49. J#Overho, Pair production by protons Screening Corrections for Intenaediaie and High Eneggies. Arkiv for Det Eysiske Seminar i Trondheim, 1977» VilO, p. 1-24.

35. Giantin E;, Grilli U», Nigro M. et al. Positi-ve pion photoproduction with coherent bremsstrahlung» Prascati, 1966, 21 p. (Preprint/b!IF-66/68). 51* Diambrini G* High-eneiy bremsstrahlung and electron pair production in thin crystals; Ee"v, Mod» Phys.» 1968, v»40, рб11-б51. 52, Байер В;Н,, Катков В.М., Страховенко В Ш К излучению электронов при плоскостном каналировании, Новосибирск, 1979, II с. (Препринт/ШФ79-7).

36. Адищев Ю.Н», Ананьин П.С;, Воробьев С;А., Забаев В;Н; и др. Обнаружение поворота пучка электронов в изогнутой кристаллической мишени; Письма в ЖТФ, 1979, т.5, с;1485-1488;

37. Воробьев А., Диденко А.Н., Забаев B.Hi и др. Сравнение спектров когерентного тормозного излучения и излучения при осевом каналировании электронов в монокристалле алмаза; Письма в ЖЭТФ, 1980, Т.32, с;262-265.

38. Denisov ?.Р., Ilin S.I*, Zabaev T.N» et al. Orientation effect of sound exitation Ъу channeled electrons in diamond. Phys. bett., 1980, v77A, p.266.

39. Adischev TU.IT;, Ananyin P.S;, Zahaev Y*N. et al* DeflecШ 4 t 4 4 Ф tion of j-radiation beam produced Ъу 900 МеТ channeled electrons in a hent crystals. Phys. Lett., 1980, V.77A4-, p.265.

40. Didenko A.IT., Zahaev V.K., Kalinin B.N. et al. Effect of channeling on j-radiation spectra of 870 ИеУ electrons in diamond crystal. Phys. bett., 1981, V.82A, N 1, p.556. 63. Ади1цев Ю;Н., Воробьев C;A., Забаев В.Н. и др. Экспериментальные исследования 0( -излучения электронов при каналировании в кристалле алмаза. Ядерная физика, 1982, J_35, с.108-116.

41. Adischev Yu.N., Didenko A.N., Zabaev V.N. et al. Experimental investigation of spectral characteristics of coherent hrasstrahlung and channeling radiation for high energy electi 4 9 4 t rons. Ead. Effects, 1982, v.60, N 1-4, p.61-66.

42. Вазылев В.A., Жеваго Н;К. Генерация интенсивного электромагнитного излучения релятивистскими частицами; УФН, 1982,

43. Авакян P.O., Армаганян A;A., Арутюнян Л.Т. и др Исследование особенностей интегральной интенсивности тормозного излучения релятивистских электронов в кристалле алмаза; Ере ван, 1982, 16 с. (Препринт/ЕФИ-504 (47)8I)i 67. Тер-4Дикаэлян М;1; Рассеяние сверхбыстрых электронов в кристалле; ЖЭТФ, 1953, т;25, с.289-295.

44. Калашников Н.П;, Коптелов Э;А;, Рязанов М;й; Упругое рассеяние быстрых заряженных частиц в шэнокристалле; ЖЭТФ, 1972, Т.63, В 3. c;II07-.III4.

45. Авакян Р.О;, Армаганян А.А., Арутюнян Л;Т; и др; Исследования 03 выхода тормозных фотонов предельной энергии в кристаллах. Письма в ЖЭТФ, 1975, т.21, с.451-453;

46. Забаев В;Н., Калинин Б;Н., Курков А;А;, Потылищш А;П; Расчет эффективности регистрации гамма-квантов и энергетического разрешения парного магнитного спектрометра* методом Монте-Карло; Депонировано 3873, 82 деп.

47. Шульга Н.Ф;, Трутень В.И;, Фомин С П Излучение релятивистских частиц при каналировании иiBотсутствии каналирования; Харьков, 1980, 39 с; (Препринт/ХФТИ 80-82);

48. Белошицкий В.В;, Кумахов М;А. Различив и связь между излучением каналированных частиц и когерентным тормозным излучением. ДАН СССР, 1980, т;235, с;331-335;

49. Кумахов М.А., Трикалинос Х;Г. Высшие гармоники спонтанного излучения ультрарелятивистских каналированных частиц. ЖЭТФ, 1980, Т.78, C.I623-I635.

50. Байер В.Н., Катков В.М., Страховенко В.М. Излучение релятивистских частиц при плоскостном каналировании. ЯФ, I98I, т.ЗЗ, C.I284.

51. Swent R.L., Pantell E.H;, Alguard HwJ. et al. Ohservation of structure in the channeling radiation spectrum from relativistic electrons. Phys. Rev. Lett., 1979» "v.J, N 25, p.1723-1725.

52. Аганьянц A.O., Вартанов Ю.А;, Вартапетян Г.А. и др; Излучение каналироваяных электронов с энергией fo 4,7 ГэВ в алмазе. Письма в ЖЭТФ, 1979, т.29. Ш 9, с;554-556. 78i Ганенко В;Б., Генденштейн Л;Э;, Мирошниченко И.И; и др; Структура в юриентационных зависимостях и спектры излучения при прохождении ультрарелятивистских электронов через моно -кристаллы алмаза и кремния; Письма в ЖЭТФ, т;32, с.397-401,1980г

53. Дцищев Ю.Н., Воробьев А., Забаев В.Н; и др; Гамма-излучение электронов при осевом каналировании в алмазе. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Общая и ядерная физика. Вып. К П Харьков, ХФТИ Ж УССР, 1980, с.50-52.

54. Воробьев А;, Вдовин В;П., Забаев В.Н; и др. Спектр гамма-излучения при осевом каналировании электронов в алмазе. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Общая и ядерная физика. Вып.1 (П), Харьков, ХФТИ АН УССР, 1980, с.55-56.

55. Воробьев С;А;, Забаев В.Н., Калинин Б;Н; и др; Источник -<V -излучения на основе каналирования в монокристалле алмаза; Сб.статей "Прикладная ядерная спектроскопия", I98I, вып.10, М;, Атомиздат, с;93-98; 82; Воробьев А;, Головков В.М;, Диденко А;Н,, Забаев В.Н. и др. Излучение ультрарелятивистских электронов в монокристалле и зависимости выхода фотонейтронов от ориентации моно56. Дарбинян СМ., Испирян К.А, О каналировании частиц высоких энергий. Ереван, 1979, 28 с. (Препринт/ШИ-364 (22) 79).

57. Адищев Ю,Н., Воробьев А., Епонешников В.Н. и др. Энергетическая зависимость спектральных характеристик гаммаизлучения электронов в условиях каналирования. Письма в ЖТФ, 1979, Т.5, O.I300-I304.

58. Ананьин П.С. Исследование и практическое применение искровых камер в фотомезонных процессах. Дисс. канд. физ.-мат.наук. Томск, I981, с.149.

59. Ахиезер А.И., Шульга Н.Ф. Излучение релятивистских частиц в монокристаллах. УФН, 1982, т.137, с.561-604.

60. Eremeev J.Р., Kymakhov M.A. Neutronfocus in the radiati_ on yieid of relativistic channeled particles. Phys. Lett., 1979, V.72A, N 4,5, p.559-560. 88.V,M.Golovkov, V.K.Zahaev, B.N.Kalinin et al. Generation of photoneutrons Ъу means of channeled electron Ъеат. Unclear Instrum andMeth., 1985, v.212, p. 167-172.