Исследование спектров фотонов в интервале 1-50 МэВ, излученных ультрарелятивистскими частицами в кристаллах

• Автор: Витько, Валерий Иванович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Харьков
• Количество страниц: 131 c. : ил

Глава I. Особенности взаимодействия ультрарелятивистских

частиц с кристаллами

1.1. Квантовая теория излучения

каналированных частиц

1.2. Классическая теория излучения при каналировании и надбарьерном

движении

1.3. Когерентное тормозное излучение

1.4. Эффективные потенциалы взаимодействия заряженных частиц с кристаллами

Глава 2. Методика измерений и обработка резулвтатов ... 4#.

2.1. Способ измерения спектров

гамма-квантов

2.2. Экспериментальное оборудование
2.3. Выбор оптимальных условий
проведения экспериментов
2.4. Получение спектров из амплитудных распределений
Глава 3. Экспериментальные результаты и их обсуждение
3.1. Спектры излучения электронов
с энергией 600 МэВ в кристалле кремния
3.2. Спектры излучения электронов
с энергией 1200 МэВ в кристалле Кремния
3.3. Спектры излучения позитронов с энергией
800 МэВ в кристалле кремния

ЗА. Спектры излучения электронов с энергией
600 МэВ в кристалле ниобия
3.5. Спектры излучения электронов с энергией
600 МэВ в монокристалле вольфрама
Заключение
Литература

Излучение, возникающее при движении ультрарелятивистских частиц вдоль кристаллографических цепочек или плоскостей монокристалла имеет ряд особенностей, отличающих его от излучения в аморфном веществе. Эти отличия вызваны, главным образом, влиянием атомных цепочек и плоскостей на движение заряженных частиц в мишени.
Движение частицы в периодическом потенциале монокристалла носит, в общем случае, квазипериодический характер, что и приводит к характеристическому излучению, которое отличается как от излучения в аморфной среде, так и от излучения в ондуляторах.
Для описания взаимодействия заряженных частиц с кристаллом используется потенциал, образованный дискретным расположением атомов, образующих кристаллографические цепочки и плоскости, причём при малых углах влёта относительно цепочки или плоскости и больших энергиях можно использовать непрерывное приближение [ I ] . В непрерывном приближении потенциал кристаллографической оси или плоскости имеет некоторое максимальное значение 11^ •
В зависимости от соотношения поперечной энергии частицы
и величины ит движение частицы можно разделить на несколько видов: гиперканалирование, Ех<< 11уп (частица движется внутри одного канала); каналирование, < 1)т ; надбарьерное движение, Бх > и*, * движение в сильно разориентировэнном кристалле, £ »
Каналированию посвящено много'работ, к настоящему времени опубликовано несколько обзоров и монографий [*1 - 14 Л
С точки зрения квантовой механики каналированная частица имеет дискретный набор поперечных энергий. Переходы между уровнями поперечного движения приводят к излучению электромагнитных

В ходе экспериментов использовался сцинтилляционньш спектрометр на базе кристалла МъЗ(Т£) > размерами 63x65 мм. Измеренное разрешение по энергии на радиоактивном источнике оказалось 8.5%. Сигнал с фотоумножителя спектрометра усиливался и подавался на блок амплитудного преобразователя, который управлялся синхроимпульсом ускорителя. Сигналы, отобранные в течение посылки ускорителя, подавались на амплитудный анализатор АИ-4096. Линейность всего тракта проверялась на радиоактивных источниках. На рис.10 показана связь энергии фотонов с каналами анализатора в интервале энергий фотонов от 0.5II МэВ до 1.82 МэВ. Линейность тракта преобразования хорошая, как это видно по рис.10. Дополнительная точка по энергии (конец спектра при энергии 4 МэВ, рис.20), не показанная на рисунке, также ложится на прямую линию рис.10. Калибровка по энергии проводилась перед каждым сеансом. Измеренная долговременная нестабильность усилительно-преобразовательного тракта равна I каналу анализатора в год.
В процессе измерений регистрировалась не более 20 фотонов в сек при числе посылок ускорителя 100 штук/сек. На каждые 5 посылок ускорителя приходилось не более одного фотона, зарегистрированного спектрометром. Максимальная загрузка 20 Гц выбиралась для тех ориентаций кристалла, при которых получалась самая большая интенсивность в ходе эксперимента. Это было при ориентировании кристаллографической оси монокристалла параллельно импульсу заряженных частиц. Установкой загрузки 20 Гц подбирался ток ускорителя. Далее в ходе эксперимента (при других углах ориентации монокристалла, измерении фона, eis ) ток не менялся. Это делалось с целью устранения возможного влияния величины тока на проводку пучка по ускорительному тракту. Проводка