Введение к работе
Актуальность проблемы. Ниже и вблизи порога нуклонной эмиссии (<10 МэВ) существует такой эффективный метод изучения ядерной структуры как Ядерная Резонансная Флуоресценция (ЯРФ). В этом (у,у')-процессе поглощаемой и затем испускаемой ядром частицей является фотон и взаимодействие во входном и выходном каналах носит чисто электромагнитный характер. Поэтому полностью модельнонезависимая информация может быть извлечена из такого рода экспериментов. Важным преимуществом метода ЯРФ является наивысшее энергетическое разрешение, определяемое высоким качеством германиевых детекторов и достигающее 2-7 кэВ, что позволяет наблюдать отдельные изолированные уровни. Энергетическое разрешение в (е,е'^экспериментах составляет 30-50 кэВ. В реакциях рассеяния адронов оно, как правило, еще ниже. Кроме того, в Я?Ф при возбуждении ядра реальными фотонами получают информацию о формфакторах состояний в так называемой "фотонной" точке, т.е. для значений квадрата четырехимпульса, переданного ядру qj2=0 (i=0,1,2,3). В (е,е')-эксперименте, при возбуждении ядра виртуальными фотонами, извлекаются величины формфакторов для qi2<0. Знание формфактора именно в фотонной точке часто оказывается критичным к выбору правильной теории. Кроме того, в ЯРФ можно наблюдать заселение возбужденных конечных состояний и получать информацию о неупругих парциальных каналах распада исследуемого ядра.
Все перечисленные преимущества свидетельствуют, что метод ядерной резонансной флуоресценции является мощнейшим современным методом для исследования ядерных характеристик.
Введение в строй ускорителей электронов нового поколения -ускорителей непрерывного действия - позволяет проводить ЯРФ-эксперименты на качественно более высоком уровне и создает условия для значительного продвижения в изучении низколежащих ядерных состояний. В таких ускорителях электронный пучок генерируется либо непрерывно, либо сгустками со столь высокой частотой, что эта временная микроструктура пучка уже не различается детекторами частиц и он воспринимается детекторами как непрерывный. Для ускорителей непрерывного действия так называемый фактор заполнения рабочего цикла (duty cycle) равен 100%.
В НИИЯФ МГУ создан и успешно работает инжектор разрезного микротрона непрерывного действия. Данный ускоритель по совокупности характеристик является одним из лучших в мире для исследования низколежащих ядерных состояний. В течение 1992-95 гг. на данном ускорителе были проведены первые эксперименты по изучению атомных ядер методом ЯРФ.
Целью настоящей работы являлась подготовка и осуществление экспериментов по ЯРФ на первом в нашей стране ускорителе электронов непрерывного действия - инжекторе разрезного микротрона НИИЯФ МГУ, получение данных по ряду ядер из этих экспериментов, их обработка и интерпретация.
Новизна работы.
1) Впервые в нашей стране были осуществлены эксперименты
по ЯРФ < на ускорителе электронов непрерывного действия -
инжекторе разрезного микротрона НИИЯФ МГУ.
2) Впервые проведен эксперимент по самопоглощению
резонансной линии для уровня 3.449 МэВ ядра 56Fe, с высокой
точностью определено время полураспада t1/2 для данного уровня.
3) Определены параметры деформации для ряда ядер fp-
оболочки.
Научная н практическая ценность работы. В ходе проведенных экспериментов были созданы экспериментальные установки для проведения ЯРФ-экспериментов с использованием непрерывного электронного пучка на базе Ое(НР)-спектрометров, обеспечивших высокое энергетическое разрешение эксперимента, проведены методические исследования для калибровки аппаратуры и проведения дальнейшего анализа полученных результатов. Полученные результаты показали правильность тех методических решений, которые были приняты при подготовке и проведении эксперимента. Разработанная методика во многом является уникальной, и в дальнейшем может быть применена при проведении фундаментальных исследований в данной энергетической области. Кроме того, полученные результаты, особенно результаты экспериментов по самопоглощению резонансной линии на ядре 56Fe, устраняют неопределенность в основных ядерных характеристиках. Эксперименты по ЯРФ могут иметь и важное прикладное значение. В частности, показано, что на основе метода ЯРФ может быть разработана методика
элементного анализа материалов. При проведении экспериментов оценены возможности данного метода, который позволяет определять наличие посторонних примесей в исследуемых материалах с точностью не ниже 0.01%.
На защиту выносятся:
экспериментапьные установки, созданные для проведения ЯРФ-экспериментов с использованием непрерывного электронного пучка
у-спектры ядер fp-оболочки, полученные в результате ЯРФ-экспериментов, методы их обработки и интерпретация.
- результаты эксперимента по самопоглощению резонансной
линии для уровня 3.449 МэВ ядра 56Fe
Апробация работы. Результаты диссертации докладывались на: -Международном Совещании по применению микротронов в ядерной физике в Пловдиве, 1992 г.,
-43-ем,44-ом,45-ом и 46-ом Совещаниях по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра (Дубна, 1993 г., С.Петербург 1994 и 1995 г., Москва 1996 г.)
-IV Международной Конференции по избранным вопросам структуры атомного ядра в Дубне, 1994 г.,
-научных конференциях "Ломоносовские чтения" в МГУ, 1995, 1996 гг.,
-представлены в материалах Международной Конференции по ядерной физике в Пекине, 1995 г.
-представлены в материалах 9-го Международного Симпозиума по спектроскопии у-лучей захвата и связанным вопросам в Будапеште. 1996 г.
Результаты диссертации опубликованы в семнадцати научных работах.
Объем и структура Диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы. Объем диссертации составляет 119 страниц и включает в себя 43 рисунка, 15 таблиц и список литературы из 62 наименований.
