Разработка и создание устройств для ядернофизических исследований на ускорителях тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ

Для служебного пользования.

Экз. N

На иранах рукописи КОБЛИК ЮРИЙ НИКИФОРОВИЧ

УДК 539.172.17

Разработка и создание устройств для

ядернофизических исследований на ускорителях.

Спецшшышсть: 01.0-1.16 -"Физика ядра и

элементарных частиц"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

ТАШКЕНТ-ИЛ**

Работа выполнена в Секторе спектрометрии ядерных взаимодействий Института ядерной физики Академии Наук Республики У збекистан .

Официальные оппоненты:

акад. АН РУ, д.ф.- м.н., профессор Р.В. Бегжанон (ИЯФ АН РУ, г. Ташкент)

д.т.н., профессор А.Ф. Линеь

(НЦ ИЯИ, г. Киев)

акад. АН РУ, д.ф.- м.н., профессор Т.С. Юлдашбаев (НПО "Физика-Солнце" АН РУ, г. Ташкент)

Ведущая организация: Научно-исследовательский Институт

Физики СПбГУ (г.Ст.Петербург, Россия)

Защита диссертации состоится " С " л^лмл. 1998 года в час на заседании специализированного совета Д015.15.02 при Институте Ядерной Физики АН РУ по адресу: 702132, г.Ташкент, и.Улугбек, ИЯФ АН РУз, Большой зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИЯФ АН РУз.

Автореферат разослан " 3>! " 1998 г.

Ученый секретарь специализированного сокйта^/ д.ф.- м.н., нрофессор^/^,^

МИ. Исматов.

Общая характеристика работы

Актуальность исследований. Актуальность работы определяется важностью проблемы постоянного обновления исследовательской базы оригинальными технологиями и установками.

Экспериментальная ядерная физика является одной из динамично развивающихся областей науки и интерес, проявляемый к ней, вызван, с одной стороны, расширением наших знаний о структуре материи на все меньших расстояниях, поиском новых частиц и аномальных свойств ядерного вещества, а, с другой стороны, в связи с созданием новейших технологий, обусловленных разработкой ускорительной техники, детектирующей аппаратуры и систем обработки данных. Поэтому современный эксперимент, как показатель этой динамики, направлен на все более точное определение параметров при регистрации частиц, т.е. на улучшение пространственного, временного и энергетического разрешения аппаратуры, увеличение числа одновременно измеряемых величин, скорости и достоверности получения физической информации. Для быстрейшей реализации этих достижений значительная часть экспериментальных установок, включал детекторы, электронику и т.д., создается, как правило, непосредственно в исследовательских физических лабораториях.

Цель работы. Цель работы - создание новых методов и устройств, обеспечивающих проведение современных ядерно-физических исследований на ускорителях заряженных частиц, а также в практическом использовании этих методов и устройств для получения новой научной информации в области циклотронных энергий и в других физических приложениях.

Новизна работы. Новизна работы заключается в том, что:

1. для корреляционных исследований многонуклонных систем из процессов взаимодействия поляризованных протонов с ядрами в области энергий 200 - 500 МэВ создан светосильный двухплечевой спектрометр высокого разрешения.

2. создан магнитный спектрометрический комплекс , предназначенный для выполнения прецизионных физических измерений на выведенном пучке ионов циклотрона ИЯФ АН РУ;

3. для экспериментов на ускорителях частиц, космофизических и др. исследований созданы оригинальные полупроводниковые и газовые координатно-чувствительные детекторы ядерных излучений;

4. для исследования структуры зависимых от энергии сечений продуктов ядерных взаимодействий, инициируемых частицами от ускорителей, предложен и реализован новый метод измерений - метод суперпозиции спектров;

5. на циклотроне У-150 ИЯФ АН РУ на базе магнитного спектрографа "Апельсин", разработок координатных систем регистрации частиц и современных ЭВМ создана измерительная установка, реализующая проведение экспериментов по изучению энергетических зависимостей сечений в рА - взаимодействиях методом суперпозиции спектров;

6. впервые методом суперпозиции спектров выполнены измерения энергетических зависимостей сечений упругого рассеяния протонов в диапазоне энергий 15 - 19.5 МэВ на углероде с разрешением ~ 20 кэВ, недоступным ранее в работах на типовых циклотронах;

Научная и практическая ценность работы.

1. Разработанная и испытанная в пучковых измерениях на ускорителе "Триумф" уникальная спектрометрическая установка по своим физическим параметрам может быть использована для постановки новых поисковых экспериментов.

2. Впервые на линии ионного пучка полутораметрового циклотрона задействован измерительный комплекс на основе многоканального спектрографа высокого разрешения, исследованы его физико-технические

характеристики и выполнены эксперименты, подтверждающие прецизионные качества измерительного комплекса, его надежность, стабильность, простоту в эксплуатации и обслуживании.

3. В результате разработок в области координатного детектирования частиц и излучений созданы оригинальные полупроводниковые и газовые детекторы, что помогло решить проблему оснащения магнитного спектрографа ИЯФ АН РУ современными электронными системами регистрации заряженных частиц. Кроме этого разработки координатно-чувствительных детекторов нашли применение в системе регистрации магнитного спектрографа РИ им. В.Г. Хлопина и в других областях научных исследований (в космофизике, физике позитронов, компьютерной томографии и др.).

4. Предложенный и реализованный метод измерения сечений продуктов бинарных ядерных реакций - метод суперпозиции спектров - может применяться для высокоинформативных исследований с прецизионными по энергии измерениями энергетических зависимостей дифференциальных сечений рр и рА - взаимодействий на пучках заряженных частиц и тяжелых ионов в интервале от низких до высоких энергий независимо от немонохроматичности их пучков.

5. Результаты измерений функций возбуждения в рассеянии протонов с энергией в интервале 15 - 19.5 МэВ представляют собой новый экспериментальный материал.

На защиту выносятся следующие основные результаты:

1. Светосильный двухплечевой спектрометр высокого разрешения на линии пучка циклотрона "Триумф" (Ванкувер, Канада), предназначенный для поисковых физических экспериментов с поляризованными протонами в области энергий от 200 до 500 МэВ.

2. Измерительный комплекс на линии пучка циклотрона У - 150 - II ИЯФ АН РУ с преобразователем энергетического спектра протонов, магнитным спектрографом высокого разрешения, системой регистрации заряженных частиц-продуктов на базе низкофоновых координатных пропорциональных камер и электронной КАМАК-структуры, сопряженной с компьютером I ВМ РСАТ с программным обеспечением для сбора, обработки и представления экспериментальных данных.

3. Метод суперпозиции спектров как новый подход к измерению энергетических зависимостей сечений ядерных взаимодействий с разрешением по энергии, не зависящим от разброса энергии частиц облучающего пучка в экспериментах с неподвижной мишенью.

i. Разработки координатно-чувствительных детекторов излучений и систем регистрации на их основе для магнитных спектрографов и других установок для ядерно-физических исследований.

Апробация работы и публикации. Основные результаты диссертационной работы докладывались на 23 (1973, г. Тбилисси), 29 (1979, г. Рига), 30 (1980, г. Ленинград), 31 (1981, г. Самарканд), 34 (1984, г. Алма-Ата), 36 (1986, г. Харьков), 43 (1993, г. Дубна) и 45 (1995, г. Санкт-Петербург) Международных совещаниях по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, на 10 Всесоюзной школе по ядерной физике ( Хумсан-83), на 5 (1988, г. Ташкент) и 6 (1990, г.Ужгород) Всесоюзных семинарах по автоматизации исследований в ядерной физике и смежных областях, на 15 (1995, г.Санкт-Петербург) Международной конференции по динамике ядер низких энергий, на конференции "Modem problème of nuclear physics" (1997, г. Самарканд), на международном семинаре "Structure of Particles and Nuclei and their Interactions" (1997, г.Ташкент). Основные материалы диссертации опубликованы в двух монографиях, в 10 научных журналах, а так же защищены пятью авторскими свидетельствами СССР и патентом РУ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения. Общий объем - 186 страниц, включая 71 рисунок и 11 таблиц. Список литературы содержит 153 библиографических наименования.

Содержание диссертации

Во введении охарактеризована общая ситуация, сформулированы задачи исследования, обоснована актуальность, практическая и научная значимость, перечислены результаты, выносимые на защиту, и кратко изложено содержание диссертации.

Первая глава посвящена исследованию физико-технических параметров магнитной анализирующей системы, созданной на базе многоканального спектрографа "Апельсин" (рис.1) для работ на ускорителе У-150-Н.

• Рис.1. Многоугловой магнитный спектрограф ИЯФ АН РУ.

В главе представлены результаты экспериментального исследования физических характеристик магнитного спектрографа "Апельсин".В этих исследованиях использовались оригинальные разработки методики и аппаратуры, включающей спектрометрические альфа-источники высокого разрешения, протонный пучок циклотрона У-150 , ядерные эмульсии и другие специально созданные системы (прямоугольные полупроводниковые координатно-чувствительные детекторы, ЯМР-магнитометры и т.д.) Представлены результаты по исследованию дисперсии, приборной линии, разрешения и светосилы каналов спектрографа. Предложена и расчитана схема спектрометрической устанвки, с помощью которой представляется принципиальная возможность многократного увеличения светосилы каналов спектрографа за счет использования дублета квадрупольных линз на их

входах. Анализ показывает перспективность такой системы. В результате исследований

• достигнуто высокое энергетическое разрешение, которое при одних и тех же размерах входных диафрагм С0 примерно одинаково для разных канале» и, при относительном изменении импульсов регистрируемых частиц (Pmax/Pmin) в 3 раза, ухудшается не более чем в 2 раза, величину разрешения по длине фокальной линии L при этом можно оценить с помощью эмпирического выражения Др/р = 1.71 С0/L\

• показано, что в традиционных экспериментах с протонным пучком результирующее энергетическое распределение на выходе анализирующей системы (У-150...тракт .. спектрограф) увеличивается и определяется, главным образом, энергетической нестабильностью пучка циклотрона, которая составляет величину ~ 1%;

• показано, что светосила каналов, измеренная в единицах телесного угла, слабо различается для каналов с одинаковой шириной межполюсного зазора;

• установлены распределения магнитных полей в зазорах для различных значений тока в обмотках электромагнита. Показано, что для большинства каналов с учетом гистерезисных явлений с большой степенью точности сохраняется постоянство отношений индукций в зазорах, что позволило провести энергетическую калибровку каналов спектрографа относительно одного из них, как опорного.

Далее в главе дано описание измерительной установки на ускорителе У — 150 (рис.2), созданной на базе магнитного спектрографа "Апельсин" с системой регистрации частиц пропорциональными координатными камерами, заменившими собой используемые ранее ядерные эмульсии. Установка размещена на линии пучка ускорителя У -150 и работает следующим образом.

Пучок частиц от циклотрона после взаимодействия с мишенью 5, попадает в цилиндр Фарадея 6 (ЦФ). Накопленный заряд снимается калиброванными порциями при синхронной генерации импульсов преобразователем "ток/частота" 7. Продукты реакций из мишени, попадая через диафрагму

• Рис.2. Схема установки для измерения ФВ на циклотроне У-150-Н.

-л

в анализирующие сектора спектрографа, разворачиваются магнитным нолем 8 в пространственно-импульсные спектры, затем, фокусируясь, регистрируются в фокальных плоскостях газовыми пропорциональными координатными камерами (ПКК) с быстрой электроникой, которая подключена к КАМАК-крейту, связанному через интерфейс с 1ВМ РС АТ . ПКК разработаны с учетом формы межполюсных зазоров и фокального контура спектрографа (рис.3). Их рабочая газовая смесь - 80 % Аг + 10 % Хе + 10 % СО2 под давлением атмосферы с прокачкой ~ 1 см3 /с. Газовый объем ПКК отделен от вакуумной части спектрографа 10-микронным алюминизированным майларом.

• Рис.3 ПКК, используемая в системе регистрации магнитного спектрографа "Апельсин" в измерениях на циклотроне ИЯФ (Ташкент).

Особенности конструкции камер состоят в том, что в едином газовом объеме совмещены два координатных счетчика с анодами из золоченых 20-микронных вольфрамовых нитей и двух катодных плоскостей, роль которых выполняют плоско-спиральные электромагнитные линии задержки (ЭмЛЗ), с нацеливающими экран-масками, позволяющими регистрировать сигнал лишь от ближайшей анодной нити. Размеры "окна" камеры составляют 267 мм - х 5 мм при длине чувствительной зоны ЭмЛЗ чуть более 280 мм при полном времени задержки ^ 350 не. Разработка и применение ПКК такой конструкции позволили реализовать в измерениях метод координатно-коррелированного отбора событий с целью существенного (~ 102 раз) улучшения отношения полезного сигнала к фону.

Вторая глава включает данные о выполненных разработках ПКК со съемом информации с резистивных анодов и спиральных электромагнитных линий задержек. Дано описание предложенных и реализованных конструкций, методов и электронных схем, обеспечивающих режекцию фона в физических измерениях на пучках ускоренных частиц.

Суммируя приведенный материал по разработкам координатных камер и исследованию их характеристик с использованием альфа-излучателей, и пучков ускоренных частиц, выделим следующее:

• Конструктивно камеры ориентированы на использование их в качестве детекторов частиц в спектрометрических устройствах различной физической направленности. При использовании в фокальных плоскостях магнитных анализирующих устройств ПКК позволяют дополнительно осуществлять режекцию фонового излучения в экспериментах с ионными пучками.

• В представленных разработках камер достигнуто высокое координатное разрешение, равное ~ 0.9 мм для искровой камеры и ~ (0.2 - 0.4) мм для пропорциональных камер в измерениях на стенде с помощью коллимированных источников. Это разрешение сохраняется и в измерениях на ускорителях - для протонов с энергией ~ 20 МэВ, альфа-частиц с энергией ~ 32 МэВ и быстрых электронов с энергией ~ 600 МэВ. При использовании камер в магнитных спектрографах координатное разрешение ухудшается приблизительно на величину, обратно пропорциональную косинусу угла падения частиц на детектор.

• Координатные детекторы обладают линейной формой преобразования положения в сигнал по длине детектора, имеют высокую (~ 0.9) эффективность регистрации заряженных частиц в чувствительной области, низкий уровень собственных шумов 0.04 имп / мин-мм для пропорциональных камер в пределах плато счетной характеристики) и работают при загрузках от сотен (искровая камера) до десятков тысяч (пропорциональные камеры) частиц в секунду.

• Реализован метод координатно-коррелированного отбора регистрируемых частиц, позволяющий эффективно осуществлять режекцию сопутствующих фоновых излучений или проводить отбор регистрируемых частиц по выделенному в пространстве направлению. Метод основывается на измерении траектории частицы с помощью двух

координатно-чувствительных счетчиков и отборе в совпадении только тех событий, которые коррелировали по времени и координате в обоих детекторах. Метод опробован в создании низкофоновых систем регистрации для магнитных спектрографов и позволяет почти на два порядка улучшить отношение сигнала к фону. В практической реализации метода использованы специально созданные пропорциональные камеры, конструктивно содержащие по два координатных счетчика со съемом информации либо с резистивных анодных нитей, либо электромагнитных линий задержки. Конструкция ПКК с электромагнитными линиями задержки, применяемая в системе регистрации частиц в фокальной плоскости магнитного спектрографа "Апельсин", показана на рис.3.

• Для координатной регистрации тяжелых заряженных частиц и электронов релятивистских энергий созданы пропорциональные камеры с катодами, являющимися одновременно и электромагнитными линиями задержки.

В третьей главе содержится описание тех физических установок и технологий, в которых используются авторские наработки в области координатного детектирования излучений.

1. В первом параграфе представлен спектрометр на основе полупроводниковых координатно-чувствительных детекторов (ПКЧД). Основной внимание здесь было обращено на получение ПКЧД и сопутствующую электронику для выделения координатной информации. Полупроводниковые счетчики изготавливались по технологии поверхностно-барьерных и дрейфовых детекторов. Резистивные электроды ПКЧД приготавливались с помощью метода термического испарения материалов в вакууме. При отработке этой технологии усилия были направлены непосредственно на поиск подходящих материалов и оптимизацию условий получения качественных резистивных пленок в соответствии с требованиями к параметрам ПКЧД. Исследованы свойства резистивных пленок из золота, палладия, хрома, никель-хромового сплава и впервые использованных керметных смесей.

Для снятия координатной информации с ПКЧД создан спектрометрический тракт, реализующий метод деления зарядов с помощью аналоговой схемы отношений. Он устойчиво работает при загрузках до 5 • 103 имп/с. Точность деления при этом остается не хуже ±1% во всей динамической области изменения сигналов: 1 : 6 для UE при UX/UE = const и 1 : 40 для Ux/Ue при Ue = const.

Разработки прямоугольных поверхностно-барьерных ПКЧД длиной до 30 мм с координатным разрешением до 0.5 мм использовались при исследовании характеристик магнитного спектрографа с помощью а - источников. В физических измерениях и системах контроля за ходом эксперимента на протонном пучке циклотрона применялись разработки литий-дрейфовых ПКЧД, с шириной чувствительной обедненной зоны ~ 2мм, геометрическими размерами 16 х (50 — 70)л<.м2, значениями энергетического и координатного разрешения (3 — 3.5)%, и (0.9 - 1.3) мм, соответственно.

2. Далее приводится описание газового координатного детектора искровой камеры и координатно-чувствительной системы регистрации частиц для магнитного спектрографа.

Материалы о спектрометре на основе искровой камеры с акустическим съемом информации включают данные о конструкции детектора и экспериментальных характеристиках спектрометра - линейности, координатном разрешении и др., а также примеры его применения в пучковых измерениях функций возбуждения (с!,р)-реакции на ядрах 29 й1», 48Т«, 52Сг, 56^е при от 2 до 2.4 МэВ.

3. Изучение пространственной и временной структуры потоков электронов и позитронов в радиационном поясе связаны с длительными и непрерывными измерениями в околоземном космическом пространстве, с помощью высокоапогейных искусственных спутников Земли (ИСЗ). Для ИСЗ типа "Метеор" был создан бортовой магнитный спектрометр, оснащенный пропорциональными координатными камерами специальных разработок. Центральной частью спектрометра является постоянный магнит, анализ траектории частицы в магнитном поле которого позволяет определить знак заряда и импульс частицы. Траектория частицы в магнитном поле восстанавливается при помощи четырех ПКК, две из которых располагаются над магнитом, две другие - под ним. Характеристики камер и спектрометра, полученные на пучке электронов (позитронов) синхротрона С25Р ОФВЭ ФИАН, обеспечивают координатное разрешение 0.25 - 0.8 мм в диапазоне энергий частиц 20 - 600 МэВ (0.2 - 0.3 мм для гамма-квантов от источника 55^е с Е-, = 5.9кэВ) и ресурс нерпрерывной работы не менее года. При достигнутом координатном разрешении ПКК и произведении средней величины магнитного поля в зазоре на длину зазора ВЬ = 36кГс • см надежно установливается отклонение в магнитном поле электронов (позитронов) с энергией ~ 200МэВ.

4. Метод угловой (в диапазоне ±10~2ра<?) корреляции 7- квантов, возникающих в результате аннигиляции е+е~ - пар, находит применение

при решении задач определения и контроля физико-химических и структурных свойств различных материалов. Однако, используемые при этом громоздкие и низкосветосильные установки являются главным препятствием в расширении практического применения этого способа диагностики свойств материалов. Ограничения во многом снимаются созданной технологией экспрессного определения параметров кривой углового распределения аннигилядионных фотонов (УРАФ). Отличительной особенностью ее является то, что в качестве детектирующих систем используют координатно-чувстнительные детекторы и при регистрации каждого из совпадений измеряют расстояние г между точкой взаимодействия аннигиляционного кванта с детектором и точкой, симметричной относительно образца точке взаимодействия второго аннигиляционного кванта со вторым детектором. Обрабатывая зависимость числа совпадений от г, определяют искомые параметры УРАФ.

5. В настоящее время позитронный эмиссионный томограф стал неотъемлемой частью большинства крупных ядерно-физических и медицинских научных центров,объединяющих в технологическом цикле ускоритель, радиохимическую лабораторию и детекторно-отображаюицую систему, состоящую из детекторного кольца, регистрирующей и анализирующей аппаратуры, а также алгоритмов реконструкции изображения на основе зарегистрированных событий. Система обработки получаемой с детекторов информации, как правило, основана на реконструкции изображений методами преобразований Радона и Фурье. При обработке данных с большого числа детекторов при этом требуются большие мощности вычислительной техники, а сам процесс реконструкции изображения осуществляется после завершения цикла измерений.

Разра£ютана оригинальная методика, позволяющая проводить формирование изображения исследуемого объекта непосредственно в процессе набора статистической информации. Для этого необходимо проводить предварительную обработку каждого события, а при суммировании результатов обработки нарастающей совокупности событий изображение становится все более контрастным, обеспечивая оперативный контроль процесса формирования изображения. Методика дает возможность существенно упростить обработку информации с большого числа детекторов, что особенно важно при построении объемного томографического изображения. Кроме того, за счет своевременного прекращения введения радиоактивного препарата снижается дозная нагрузка на организм пациента при обследовании.

В четвертой главе приводятся спектральные соотношения для метода суперпозиции спектров (МСС), сутью которого является формирование равномерной спектральной зависимости N{E) пучка первичных частиц путем его пропускания через замедлитель переменной калиброванной толщины на ядерную мишень, измерение иод разными углами количества и энергии частиц, прошедших через замедлитель и мишень, и вычисление величин дифференциальных сечений процессов из бинарных ядерных реакций.

Приняв в качестве формы спектральной линии пучка со средней энергией Е0 и током /0(/) гауссиану, для интенсивности J0{Ea, <) на замедлителе имеем

гггл Ш I (Е~Е°У\ т

где а0 -значение стандартного отклонения энергии частиц от Е0. Для пучка, прошедшего сквозь замедлитель с толщинами (¡=0,1...п; Н0=0) за время экспозиции Т{, формируется новое распределение в виде

» ВД) г (Е - £,)2

л/ i j? т \ _J_f N№) l (E-EiYx

(2)

Ti

ВД)= / Ic(t)di-, Ki = alae. (3)

Ti-i

Показано, что для обеспечения трапецеидальной формы в

энергетическом диапазоне АЕ{ необходимо, чтобы

AEi = Е0- Eh = Hi(dE/dH)EcttiZ = \/3(a02 + А?) = л/з<п, (4)

здесь А,-страглинг ионизационных потерь в слое Я,-, z-заряд частицы, Z-атомный номер вещества замедлителя. При этом коэффициент увеличения времени экспозиции для ¿-того сдвига спектральной линии пучка по энергии определяется из соотношения

е-2Я- - 1 А,-

Ti = Hkfe~™> - е-УГ 206 (5)

Частицы из пучка, заданного распределением ( 2) до взаимодействия с конкретным ядром, могут потерять долю энергии на ионизацию в мишени, смещая, тем самым, энергетическое распределение в область меньших значений энергии.

Показало также, что измеренная энергетическая зависимость с'ечения (ФВ) S(E) описывается выражением вида

иг, \ 1 ME,) [ ЦЕ^-д-АБь-Ь-Е,)2!^

= J J^ ---(6)

где спектр частиц-снарядов J*{En) = J{En)* ^ ^ + ^ 1

^Jjf") ~ измеряемая ФВ процесса и также а = -щ - I/, д = б^ / б^, L = 4(<?+ 1)2 + Р+ 1 , -Б/ - энергия продукта реакции, б^ - дисперсия, вносимая детектором при регистрации продукта с энергией Ej и б^ - дисперсия от разброса потерь энергии продуктов на ионизацию при их вылете из мишени.

Для продуктов из какой либо бинарной реакции А их полный спектр 1л(Ер) (без учета ионизационного торможения) имеет вид "чистой" энергетической зависимости дифференциального сечения "на контуре" -J(En) спектра пучка с кратным его текущему значению "статистическим обеспечением" .

Учет ионизационного торможения в мишени продуктов ядерного взаимодействия покалывает, что этот фактор искажает результат ядерного процесса ухудшением резкости истинной структуры функции возбуждения

Если детектор "воспринимает" энергию продуктов реакции Ej как Ei = const * Ej = t)Ej и его аппаратурный контур R(E,Ej) - есть нормальное распределение с б = 6D, то зарегистрированный спектр несет искажающий отпечаток и аппаратного контура детектора R(E,Ej).

Таким образом, энергетический спектр частиц-снарядов J{En) выполняет роль статистической базы, проявляющей зависимость от энергии дифференциального сечения процесса А - искажаемую :

• разбросом ионизационных потерь на пути продуктов из реакции Л;

• конечным энергетическим разрешением детектора .

Снижая толщину мишени, вклад первого фактора можно свести к минимуму, тогда для "качественного детектора" функция возбуждения каждого наблюдаемого процесса из бинарной реакции проявляется в спектре продуктов на спектральном контуре пучка в пределах "ширины" его немонохроматичности. Следовательно, немонохроматичность пучка можно рассматривать как позитивный фактор до тех пор, пока в спектре продуктов реакций группа статистики исследуемого процесса не начинает сливаться

с ближайшей соседней (другого процесса) и, используя детектор с высоким энергетическим разрешением, можно регистрировать традиционный спектр продуктов реакций, где упругому рассеянию, а также и другим выделенным ядерным реакциям, соответствуют пики с формой и шириной, близкой J(En), на каждом из которых - тонкая структура соот-

ветствующего процесса, сглажена . тем меньше, чем выше энергетическое разрешение детектора.

В окрестности максимума каждого пика эта структура статистически "обеспечена" лучше, чем на краях, и при достаточной экспозиции из центральной части можно вычислить среднее дифференциальное сечение процесса, но лишь для этой области энергии. "Периферийная" же статистика либо невостребована, либо используется для более грубых измерений.

Воспользоваться ею можно более продуктивно, если дополнить на краях, т.е. - получить набор статистики для данного процесса (пика) в более широком интервале энергии частиц-снарядов, при этом тонкие структуры сохраняются благодаря высокому разрешению детектора.

Этот подход реализуется в МСС (схема - рис.4), где в зоне поля {а} - спектральные линии пучка циклотрона, "сдвигаемого" по оси энергии 1 раз так, чтобы формируемый при этом спектр налетающего пучка приобретал контуры трапеции (в идеале, - поле {6} ) . После каждого 1-того сдвига ( для средней энергии бомбардирующих частиц Е; ) измеряется и накапливается 1-тый отдельный спектр продуктов бинарных реакций где, например, могут проявиться процессы А, В, С, Н - поле {в} . Теперь, отделив от фона пики необходимого процесса, можно их просуммировать и получить функцию возбуждения с энергетическим разрешением, которое для ядерной мишени определяется только качеством детектора продуктов реакций. В поле {г} показаны функций возбуждения всех статистически проявившихся процессов.

Далее описан алгоритм и процедуры обработки данных измерений, результатом которой является получение спектров трех видов: • спектр суммарной статистики Б[рс(1)] процесса на оси импульсов

> с о быт.

%ф)] = С-5(») [——-]. , (7)

М эВ/с ■ ср

где С - коэффициент, связывающий отсчеты ПКК с градуировочпой зависимостью канала спектрографа;

• Рис.4. Мнемосхема МЕТОДА СУПЕРПОЗИЦИИ СПЕКТРОВ.

Поло б - компиляция развернутого спектра пучка, б - пакет спектров продуктов реакций, г - скомпилированные прообразы Ф-ций возбуждения.

• спектр статистики событий £(£,-) процесса на оси энергии частиц-снарядов -

• энергетическая зависимость дифференциального сечения данного процесса, измеренная в интервале Еп -ь Е0 согласно

вб(£;) мб А

Щ^ьав МэВ ■ср Л /V

(8)

[1.богг ю-"к 991

где А - атомный вес вещества мишени, к - толщина мишени в [мг/см'2), - число Авогадро, 5,„( - полная сумма числа импульсов с выхода интегратора тока пучка.

Процедура обработки по МСС проанализирована с помощью искусственных функций возбуждения (ИФВ) на устойчивость алгоритма МСС к

• недостатку предварительной информации об измеренных спектрах,

• различным характерным для установки аппаратурным эффектам,

а затем - в исследовании характера их проявления в погрешностях результатов обработки данных - извлеченных функциях возбуждения. Показало, что при отсутствии достоверной предварительной информации о поведении фона в спектрах продуктов, при изменении магнитного поля спектрографа, либо энергии первичных частиц алгоритм программы извлечения ФВ работает надежно - средняя по спектру возможная ошибка в полученной ФВ не превышает ± 2% , локальная ± 15% , причем степень подверженности структур возможным искажениям пропорциональна ширине структур. Ошибки воспроизведения абсолютных значений отсчетов спектра ИФВ - в пределах ± 15% при вычислении положения центроид измеренных пиков (если они не известны) и - не более ± 5 % когда центроиды известны заранее. Идеальный вариант - когда известны и центроиды - и точная форма спектра, облучающего пучка (после каждого из замедлителей).

В пятой главе описаны условия эксперимента по МСС, приведены результаты измерений и их обсуждение.

Условия измерений были следующими. Протонный пучок, облучавший мишень, модулировался по энергии ступенчато алюминиевыми замедлителями калиброванной толщины, которые формировали спектральный контур пучка в интервале более 3 МэВ. Верный выбор ряда толщин, снижающих энергию на каждой ступени от E¡ до £,+ь так, что — Е,+\ — Д£1+1 = <7, \/?> и соответствующих экспозиций мишени под протонами с энергией Е,+\, обеспечивает форму спектра пучка, близкую к трапецеидальной (Рис.46).

ю

Экспериментальная установка для работ на выведенном пучке циклотрона У — 150 включала магнитный спектрограф "Апельсин", модулятор энергии протонов, ядерную мишень, цилиндр Фарадея (ЦФ), систему координатно-угловой регистрации заряженных продуктов реакций на пропорциональных координатных камерах (ПКК) и модульной КАМАК-электроники в сопряжении с компьютером IBM PC AT для накопления и обработки данных.

Используемые в IIКК два счетчика позволяли выделить в быстрых совпадениях частицы из мишени с характерным для спектрографа углом влета (скольжения) к окну камеры ~ 36°. Затем медленными совпадениями выделялись из фона сигналы от протонов. При координатном разрешении ПКК ~ 0.3 мм в работе использовалось 512 каналов преобразователя время-код (ПВК), а накопление спектров велось в совпадении с протонными банчами. Измерения проводились так,что вначале на мишень падал пряной пучок (с энергией Е0) через "окно" в модуляторе и снимался спектр процессов рЛ-взаимодействий до необходимого экспозиционного заряда Q0 протонов, прошедших в ЦФ через мишень. Затем в пучок вводился первый сектор замедлителя и снова накапливался спектр до экспозиционного заряда Q\ = Q0 * Кi, и так далее, до последнего спектра, на котором заканчивался один полный цикл, заносимый IBM PC.

Зависящие от энергии сечения упругого рассеяния протонов на углероде были получены методом суперпозиции спектров в эксперименте с использованием самоподдерживающейся мишени в виде фольги толщиной 1.3 мг)см2 и общей площадью около 1 см2. Измерения были выполнены для двух значений щели на входе в анализирующий канал спектрографа так, что было обеспечено общее разрешение системы регистрации < 50 и < 20 кэВ.

Сопоставление энергетической зависимости сечения упругого рассеяния протонов на углероде, полученной с разрешением < 50 кэВ,с аналогичными измерениями, выполненными в этой энергетической области ранее, демонстрируют хорошее согласие результатов, полученных разными методами, что фактически является тестом на применимость МСС в подобных экспериментах. В измерениях с более высоким разрешением получена функция возбуждения, насыщенная относительно узкими структурами.

В энергетическом диапазоне от 15 до 19.5 МэВ проанализированы наблюдающиеся нерегулярности в энергетической зависимости реакции |2С(р,р). Показано, что ряд интенсивных резопансов находится в хорошем соответствии с порогами реакций и уровнями возбуждения реально у част-

вующих во взаимодействиях ядер и частиц - как исходных, так и продуктов (рис.5а). Для объяснения аномалий, присутствие которых не обуславливается интерференцией уровней промежуточного ядра или других ядер, участвующих в реакции, поскольку их плотность в обсуждаемой области энергий составляет существенно меньшую величину (~ 4/МэВ), предполагается, что их природа может быть связала с формированием и проявлением дополнительных (промежуточных) структур.

При обсуждении спектра ФВ рассматривались возможности проявления аномалий, как следствие

• отклика пороговых явлений, обусловленных формированием промежуточных систем и их состояний с последующей релаксацией к разрешенным каналам реакций;

• и (либо) образования ядерных молекулярных состояний.

В этом случае взаимодействие 12С + р представлялось, как взаимодействие в области которого эффективная потенциальная яма, обусловленная самосогласованным средним полем системы 12С + р, изменяется относительно потенциальной ямы ядра 12С, что в конечном итоге и приводит к появлению дополнительных состояний в системе. Проведенные модельные расчеты при этом показывают, что

• изменение параметров (глубины и ширины) эффективной ямы в процессе взаимодействия ведет к проявлению дополнительных уровней взаимодействующей системы;

• проявление дополнительных состояний более чувствительно к изменению области взаимодействия, чем к изменению глубины эффективной ямы. Это свидетельствует в пользу того, что в процессе взаимодействия могут играть определенную роль связи типа ядерно - молекулярных, являющиеся более дальнодействующими, чем чисто ядерные.

Рассмотрен вариант образования промежуточных структур, связанных с возможным существованием механизмов, обеспечивающих возбуждение резонансов системы р +12 С, например, с заселением изобар ядра-мишени, составного и ядер-продуктов с последующей релаксацией их структуры до ближайших по энергии состояний. На этой основе найдены положения аномалий от уровней всех участвующих ядер и их изобар (рис.56), которые хорошо совмещаются с резонансами, измеренной ФВ.

ошибка ' 5.8% ЫэВ

16.0

16.5

17.0

18.5

19.0

18.5

• Рис 5 Функция возбуждения со схемами уровней

a) ядер-конечных продуктов и мишени ,

b) ядер в составе промежуточных систем [18]

ю р«5оты Phyj.Riv.-1J3.-¿В.- 1964. -р89Л-В9.<7.

В шестой главе дано описание измерительной установки, созданной для проведения экспериментов на ускорителе "Триумф" (Ванкувер, Канада). С целью поиска аномальных проявлений в массовых распределениях рр и рА - взаимодействий, выполняемых под руководством члена-корреспондента АН РУ, профессора Юлдашева Б.С. (ИЯФ АН РУ, Ташкент, Узбекистан) и профессора Никитина В.А. (ОИЯИ, Дубна, Россия), проводятся исследования распределений эффективных масс динуклонных систем и анализирующей способности реакции А(р,2р) на поляризованном пучке протонов ускорителя ядерного центра ТРИУМФ (Канада). Для этого и аналогичных экспериментов создан светосильный двухплечевой спектрометр, схематически показанный на рис.6 и обладающий рядом весомых достоинств таких, как

• высокое разрешение по массам а(тпрр) ~ 3-4 МэВ;

• одновременный охват широкой области важных физических параметров: углов наблюдения, атомного номера мишеней (до четырех в одной экспозиции), энергии первичного пучка и др.

• Рис.0. Схема двухплечевого спектрометра, установленного на ускорителе ядерного центра "Триумф" (Канада).

Детекторная часть установки включает три неподвижных АЕ - Е-телоскопа и два подвижных плоча спектрометра с 3-мя шюгонитяньши пропорциональными камерами(МПК) и 8 ДЕ-//аУ(Т/)-телескопами в каждом

плече. Использование трех МПК в каждом плече позволяет надежно определить трек частицы и ее принадлежность к одной из четырех одновременно облучаемых мишеней.

МПК XlL и Хщ (рис.7) имеют размеры окон 70 х 200 мм2. Анодные и катодные плоскости намотаны проволокой из золоченого вольфрама диаметром 20 мкм с шагом 3 и 1.2 мм, соответственно. Расстояние между плоскостями 6 мм. Материал окон - ыайлар толщиной 50 мкм. МПК X2l%r и Xil,r размерами 500 х 386 мм1 изготовлены по технологии ОИЯИ с шагом намотки нитей в анодных плоскостях 2 мм.

Три неподвижных ДБ - Е пластических сцинтилляционных телескопа установлены под углами вперед 0 = 12.9°, 0 = 24.5° и 0 = 30°. Каждый телескоп состоит из трех пластических сцинтилляторов толщиной 0,5; 2,5 и (76, 50,36) см. АЕ — //а 7(Т/)-телескопы в подвижных плечах спектрометра включают сборку из 8 АЕ пластических и 8 NaJ(Т 1)-крпстглпоъ в каждом плече. Диаметр и толщина каждого //о7(Т/)-кристалла - 150 мм. Толщина АЕ счетчиков - 10 мм. Расстояние от мишени до УУа7(Т/)-кристаллов - 820 мл. Угловой раствор между центрами соседних телескопов в сборке -14°. Каждое плечо спектрометра позволяет измерять частицы в диапазоне углов в = 49° -4- 130° , так, что протонные пары могут регистрироваться при - 03 = 98" 4-180". Если оба протона регистрируются в одном плече, то их относительный угол G) — 62 = 5° -f- 40". Полный телесный угол каждого плеча - 0.18 ср.

Электроника обеспечивает измерение амплитуд сигналов со всех счетчиков, получение триггерного сигнала, а также измерение времени прихода сигналов с пластических сцинтилляторов. Разрешение по времени составляет 0,6 не.

Пучок протонов циклотрона банчирован. Ширина банча составляет 3 не, а интервал между банчами - 43 не. Время совпадения двух телескопов выбрано 70 не. Этот интервал включает 2 банча. За пределами этого интервала события надежно разделяются по времени, что позволяет оценить количество случайных совпадений. Оно в среднем не превышает 5 %.

Информация, считываемая с контроллера пропорциональных камер, дает ширину и центр тяжести кластера сработавших нитей. Центр тяжести кластера определяет х,у - координаты частицы. Распределение ширин кластеров позволяет контролировать режим работы камер.

Для контроля усиления спектрометрических трактов в корпуса счетчиков Nal вмонтированы светодиоды, свет от которых попадает на фо-

токатоды ФЭУ. Светодиоды снабжены стабилизированным импульсным питанием. Контрольные световые импульсы пяти уровней по амплитуде создают сигналы в динамическом диапазоне, перекрывающем шкалу АЦП. Импульсы вырабатываются каждые 5 секунд и позволяют эффективно корректировать медленные и быстрые изменения усиления ФЭУ, возникающие от дрейфа интенсивности пучка и фонового магнитного поля в экспериментальном зале.

Для идентификации частиц используется соотношение ионизационных потерь в тонком и толстом счетчиках телескопа - Д Е - Е - метод. На двумерном распределении частицы, остановившиеся в Е-счетчике, располагаются на гиперболе ДЕ ~ т • z2/E, где m и z - масса и заряд частицы. Для улучшения качества идентификации в передних телескопах дополнительно использована разность времени t¡ — ту — тЛЕ между импульсами толстого переднего счетчика и Д Е - счетчика Nal телескопа.

Электроника, выполненная в стандарте NIM и КАМАК, размещена на расстоянии 3-4 метра от установки. Информация считывается VAX - станцией по магистрали длиной 100 м. Данные записываются на EXABYTE-8200. В каждом событии информация записывается со всех счетчиков (амплитуда, время), МПК и поляриметра без отбора и сжатия в фиксированном формате. Длина события составляет 400 4- 500 байт. Скорость регистрации ~ 300 соб/с и определяется, в основном, быстродействием магистрали КАМАК. Фотография спектрометра, размещенного на выведенном пучке циклотрона ТРИУМФ Национальной мезонной лаборатории Канады, показана на рис.7.

Созданная установка задействована в экспериментах по измерению корреляционных спектров двух частиц и соответствующей им анализирующей способности протон- ядерных реакций типа А(р,2р)Х на поляризованных 500 МэВ протонах. В измерениях анализирующей способности квазиупругого выбивания дейтерия в протон-ядерной реакции С(р,2р)Х и в измерениях анализирующей способности эмиссии протонов под большими углами получены данные, позволяющие провести кинематическую границу между двумя механизмами эмиссии быстрых протонов под большими углами: однократным pN взаимодействием и рассеянием на двухнуклон-ном кластере. Результаты экспериментов подтверждают высокие физические параметры спектрометра - разрешение по массам (амрр ~ 4 МэВ) при светосиле 0.2 ср).

Заключение

Основные результаты диссертационной работы можно свести к следующим выводам:

1. Для проведения поисковых исследований в экспериментах с использованием протонного пучка ускорителя "Триумф" (Ванкувер, Канада) создан двухплечевой светосильный (~ 0.2ср) спектрометр высокого разрешения, имеющий 19 конусов одновременной регистрации продуктов взаимодействий в режиме on-line с ЭВМ типа VAX. Для выделения траектории регистрируемых частиц, вылетающих из четырех одновременно облучаемых мишеней, в каждом плоче имеется система из трех многонитяных пропорциональных камер. В качестве АЕ детекторов используются пластические сцинтилляторы, а Е - детекторами являются NaJ(Tl) - кристаллы. Энергетическое разрешение спектрометра для 200 МэВ протонов ~ 1.5%. Спектрометр испытан в эксперименте #627 по поиску узких резонансных структур в массовых спектрах реакции -А(р, 2р)Х.

2. Выполнено комплексное исследование магнитной анализирующей системы - многоуглового магнитного спектрографа "Апельсин", включающие измерение и анализ основных физических характеристик прибора, а именно: аберраций, дисперсии, разрешения, приборной линии и светосилы. Предложена и реализована новая измерительная система для регистрации частиц в спектрографе на основе оригинальных разработок пропорциональных координатных камер и быстрой модульной электроники в стандарте КАМАК, функционирующей в линии с ЭВМ IBM PC. В итоге создан не имеющий аналогов в СНГ спектрометрический измерительный комплекс, с помощью которого осуществлена прецизионная методика исследования энергетических зависимостей сечений ядерных взаимодействий на ускорителе У - 150 - II ИЯФ АН РУ.

3. Создан высоко информативный экспериментальный подход к исследованию зависимых от энергии сечений бинарных ядерных взаимодействий, проводимых с использованием пучков ускоренных частиц -

метод суперпозиции спектров (МСС), позволяющий выполнять прецизионные измерения сечений изучаемых процессов в широкой энергетической области с разрешением, независящим от немонохроматичности пучка частиц от ускорителя.

4. Впервые МСС на типовом циклотроне с энергетическим разбросом частиц в пучке ~ 1 % получен экспериментальный материал, представляющий собой энергетическую зависимость сечений взаимодействия протонов с ядрами углерода в диапазоне энергии Ет = 15 - 19.ЬМзВ и с разрешением ~ 0.1 %, не доступном ранее в работах на подобных ускорителях.

5. Разработаны и изготовлены газовые пропорциональные координатные камеры и на их основе координатно-чувствительные системы регистрации частиц для магнитных спектрографов. Достигнуто высокое координатное разрешение, равное ~ (0.2 - 04) мм в измерениях на стенде и ускорителях для протонов с энергией ~ 20 МэВ , альфа-частиц с энергией ~ 32 МэВ и быстрых электронов с энергией ~ 600 МэВ. Детекторы обладают линейной формой преобразования координаты регистрируемой частицы в сигнал, имеют близкую к 100 % эффективность регистрации заряженных частиц, низкий уровень собственных шумов (~ 0.04 имп / мин-мм в пределах плато счетной характеристики) и работают при загрузках до десятков тысяч частиц в секунду.

6. Реализован метод координатно-коррелированного отбора регистрируемых частиц, позволяющий эффективно осуществлять режекцию сопутствующих фоновых излучений или проводить отбор регистрируемых частиц по выделенному в пространстве направлению. Метод основывается на измерении траектории частицы с помощью двух координатно-чувствительных детекторов и отборе в совпадении только тех событий, которые в обеих детекторах коррелировали по времени и координате. Метод опробован в создании низкофоновых систем регистрации для магнитных спектрографов и позволяет почти на два порядка улучшить отношение сигнала к фону.

7. Для координатной регистрации заряженных частиц (протонов, дейтронов, альфа-частиц циклотронных энергий и электронов релятивистских энергий) предложены и реализованы пропорциональные ка-

меры с катодами, являющимися одновременно и элементами (электромагнитными линиями задержки) съема координатной информации.

8. При решении ряда физических задач разработаны установоки и методы различной направленности, а именно:

• на основе полупроводниковых координатно-чувствительных детекторов создан спектрометр, используемый в качестве монитора при облучении ядерных эмульсий в спектрографе.

• для анализа продуктов (d,p) - реакций с помощью магнитного спектрографа РИ им. В.Г. Хлопина создан спектрометр с искровой камерой, обеспечивающий координатное разрешение ~ 0.9 мм при загрузках до сотен импульсов в секунду.

• для исследования распределений потоков высокоэнергичных электронов и позитронов в радиационном поясе Земли создан магнитный спектрометр для размещения на борту исскуственного спутника.

• разработаны новые методы для исследования угловых распределений аннигиляционных фотонов и формирования изображений объектов в позитронной томографии;

Результаты диссертационной работы опубликованы в виде: I. Монографий, научных статей в журналах и сборниках

1. Артемов С.В., Гунер М.А., Ильясов А.З., Коблик Ю.Н., Мазитов Б.С., Сидоров В.В. // Полупроводниковые детекторы, чувствительные к месту попадания частицы. // ПТЭ, N3, 1972, с.59-62.

2. Запаров Э.А., Коблик Ю.Н., Мазитов Б.С., Радюк Г.А.// Прямые реакции и изомерные переходы.// АН УзССР. ИЯФ. Изд. "ФАН". Ташкент. 1973. с.1-146.

3. Ирматов Р.И., КобЛик Ю.Н. ¡¡К вопросу о повышении светосилы магнитного спектрографа. // В сб. "Упругое и неупругое рассеяние", Изд."ФАН", Ташкент, 1975, с.58-71.

4. Клейменов В.Ф., Коблик Ю.Н., Кузьмин В.И., Мазитов Б.С.ЦКоор-динатно-чувствителыше детекторы. // АН УзССР. ИЯФ. Изд. "ФАН". Ташкент. 1979. с.1-144.

5. Володягин Ю.С., Гунер М.А., Клейменов В.Ф., Коблик Ю.Н., Мазитов Б.С. // Аналоговая схема деления для полупроводниковых пози-тонных детекторов. // ПТЭ, N3, 1976, с.107-109.

6. Артемов С.В.,Заларов Э.А., Коблик Ю.Н.,Мазитов B.C., Пак Э.А., Сидоров В.В. //Об измерении функций возбуждения ядерных реакция с высоким разрешением на циклотроне.// ДАН УзССР,3,1976,с.28-30.

7. Артемов С.В.,Запаров Э.А., Коблик Ю.Н., Мазитов B.C., Пак Э.А. //Функция возбуждения упругого рассеяния протонов на 2iMg при 15 МэВ.Ц Изв. АН СССР.сер.физ., т.42, 11, 1978. с.2409-2412.

8. Артемов С.В.,Заларов Э.А., Иголкин В.Н., Коблик Ю.Н., Мазитов B.C., Пак Э.А., Расулов Э.Н. //Флуктуация в энергетической зависимости сечений реакции 2< Mg(p,p0)2i Mg при Ev = 11 — 18.7 МэВ.// Изв. АН СССР,сер.физ.,т.46,12,1982.с.2461-2464.

9. Коблик Ю.Н. // Анализ динамических характеристик магнитного спектрографа.// В сб. "Свойства деформированных ядер", Изд."ФАН", Ташкент, 1985, 307-325.

10. Гафаров А.А.,Кадмшнов А.К., Коблик Ю.Н., Мазитов B.C.,Пирогов В.А.//Установка для измерения дифференциальных сечений ядерных реакций методом суперпозиции спектров.// nT3.N4.1989.c.47-53.

11. Веретенников А.Н., Гузенко М.В., Кадишнов А.К., Коблик Ю.Н., Моисеев A.A., Пирогов В.А., Соболева М.Н. // Пропортональная камера с электромагнитной линией задержки для регистрации релятивистских заряженных частиц. // ПТЭ, N6, 1990, с.58-60.

12. Аитов Р.Х., Гафаров A.A., Коблик Ю.Н., Миркаримов Д.А., Пирогов В.А., Уркинбаев А.Р., Юлдашев B.C.// Метод суперпозиции спектров при измерении функти возбуждения реакции С12(р, р0) с разрешением ~ 30 кэВ. // Известия РАН. т.58, 5. 1994. с.115-126.

13. Авезов А.Д.,Гафаров A.A., Коблик Ю.Н. и др. // Тонкая структура функти возбуждения реакции 12С(р,р0) для протонов Ер = 16 - \9.bMэВ.// В сб."Ядерная спектроскопия и структура атомного ядра", Ст.Петербург, 1995, с.225-226.

14. Avezov A.D., Gafarov A.A., Koblik Yu.N., Mirkarimov D.A., Morozov

A.V., Yuldashcv B.S. ¡/Resonances in Excitation Function of Reaction [2C{p,p0)../1 Low energy nuclear dynamics, World Scientific, Singapore, 1995, p.469 - 472..

15. Исматов Э.И.Джураев Ш.Х., Коблик Ю.Н.,Хугаев A.B. // Связь упругой и неупругой эксклюзивной дифракции на нуклонах и ядрах. // Укр.физ.журн., т.41, N1 2, 1990, с.138-143.

II. Изобретений

16. Гафаров A.A., Кадишнов А.К., Коблик Ю.Н., Мазитов B.C., Пирогов В.А. // Способ определения дифференциальных сечений ядерных реакций. // Авторе, свидетельство СССР, №■ 1466986. 1987.

17. Гафаров A.A., Запаров Э.А., Кадишнов А.К., Коблик Ю.Н., Сулейы-анов П.Н. // Устройство для считывания графической информации. // Авторе, свидетельство СССР, NL 1462376, 1988.

18. Кадишнов А.К., Коблик Ю.Н., Поляк Ю.В., Чернов В.А. //Способ получения изображения в познтронной томографии.// Авторе, свидетельство СССР, №■ 1644639, 1990.

19. Гафаров A.A., Запаров Э.А., Кадишнов А.К., Коблик Ю.Н., Пирогов

B.А., Сулейманов П.Н. // Устройство для считывания графической информации. /I Авторе, свидетельство СССР, Nz 1636850, 1990.

20. Арифов П.У., Кадишнов А.К., Коблик Ю.Н., Поляк Ю.В. // Способ определения параметров углового распределения аннигиляцион-ных фотонов. 11 Авторе, свидетельство СССР, №■ 1809672, 1992.

21. Зулькарнеев Р.Я., Коблик Ю.Н., Кутуев Р.Х., Миркаримов Д.А., Никитин В.А., Поляк Ю.В., Юлдашев B.C. // Детекторная система ядерного спектрометра.// Патент РУ, №■ IH DP 9700279, 1997.

III. Препринтов и др. изданий

22. Артемов С.В., Гунер М.А., Коблик Ю.Н. // Полупроводниковые позиционные детекторы. /! В сб. "Прикладная ядерная физика", ФАН, Ташкент, 1974, с.0-11.

23. Гафаров А.А. Кадишнов А.К., Коблик Ю.Н., Мазитов Б.С., Пирогов В.А. // Усилитель-формирователь со следящим порогом для координатных камер с аналоговым съемом информации.// Препринт ИЯФ АН УзССР, Р-2,6-258, 1986, с.1-10.

24. Артемов С.В., Ким Г.Д., Коблик Ю.Н., Мазитов Б.С., Пак Э.А. //Преобразование спектров бинарных ядерных реакций на пучке с широким энергетическим спектром в функции возбуждения по программе SPEXFUN.// Препринт ИЯФ АН УзССР,Р-2-218, 1986, с.1-11.

25. Гафаров А.А. Кадишнов А.К., Коблик Ю.Н., Мазитов Б.С., Пирогов В.А. //Система координатной регистрации частиц для ядерно-физическнх измерений на циклотроне.// Препринт ИЯФ АН УзССР, Р-2-311, 1987, с.1-15.

26. Гафаров А.А., Кадишнов А.К., Коблик Ю.Н., Пирогов В.А. // Пропорциональная камера для координатноугловой регистрации частиц // Препринт ИЯФ АН РУз, Р-2-319, Ташкент, 1987, с.1-13.

27. Гафаров А.А., Коблик Ю.Н., Аджимамбетова П.И. // Метод суперпозиции спектров для исследования на пучке циклотрона продуктов ядерных реакция при высоком энергетическом разрешении. // Препринт ИЯФ. АН УзССР, Р-2-425, 1989, с.1-24.

28. Avdeichikov V.V., Gafarov A., Koblik Yu., Nikitin V.A., Nomokonov

A.V., ...,Yuldashev B.S. // A search for narrow resonant-like structures in pp and pA interactions using the polarized proton beam at Triumi.// Annual report scientif. activit.,Triumi 4004,Wesbrook mall Vancouver,

B.C. Canada V6T.2A3, 1990, p.224.

29. Avezov A.D., Gafarov A.A., Zulkarnaev R.Ya, Koblik Yu.N., Kutuev R.H., Mirkarimov D.A., Morozov A.V., Nikitin V.A., Rad'uk G.A., Yuldashev B.S. //Search of anomaJies in Mpp Spectra of A(p,2p)X reaction at 500 MeV.// In proceedings of conf. "Modern problems of nuclear physics", Samarkand, 1997, p.9.

30. Avezov A.D., Gafarov A.A., Koblik Yu.N., Pirogov V.A., Polyak Yu.V., Ulanov V.G., Yuldasbev B.S. //Multiwire proportional chamber for coordiate-azimuthaJ detection of nuclear radiation.// In proceedings of conf. "Modern problems of nuclear physics", Samarkand, 1997, p.73.

"Тезлатгичларда ядровий-физикавий тадцикотлар утказиш учун янги ^урилмалар".

Коблик Ю.Н. Аннотация

Авторефератда ^уйи ва урта энергиялар физикаси сщасида ядровий-физикавий тажрибаларни утказиш учун методлар ва ^урилмалар ишлаб чидишга мулжалланган илмий тад^идот материаллари баён ^илинган.

А(р, 2р) реакш1яда ){осил буладиган зарраларнииг инвариант масса-лар спектрида тор резонанс структураларни дидириб топиш учун ёруглик кучи ~ 0.2 ср га тенг булган ажрата билиш ^обилияти ~ 1.5 % ли ик-ки елкали сдинтилляцион спектрометр яратилди. Турли изотоп составга эга булган турттагача нишон ядрони бирдаиига нурлатиришда зарралар-ни ^аид этувчи 19та конусга эга булган спектрометр ТРИУМФ (Ванкувер, Канада)даги тезлатгичнинг протон дастасидага тажрибаларда ^улланди.

Зарралар энергияси 20 МэВ/N булган со^ада янги экспериментал улчов усули (спектрлар суперпозиция усули) ва ^урилма таклиф этил-ди. Бу комплекс зурилма У-150-II тезлатгичда (Тошкент) протонлар-нинг ядроларда сочилишидан ^осил булган зарралар кесимининг энергетик богланишидаги структуравий аномалияларни тад^и^ этишда ^улланилди. Дастанинг номонохроматиклик даражаси 1 % булганда ^урилманинг ажра-та билиш ^обилияти 0.1 % дан яхширо^ эканлигини ^айд этиб утиш керак.

Бу методыинг ва "Апельсин" магнит спектрографи, пропорционал координат камералари ва on line режимидаги IBM AT ни уз ичига олувчи аппаратуранинг имкониятлари протонларнинг углерод ядросида 15-М9.5 МэВ диапазонда эластик сочилишининг энергетик богланишини <20 кэВ ажрата билиш §обилияти бидан улчаш ишларида намойиш этилди.

Зарраларни ва нурланишларни координата буйича ани^лаш материаллари ^атти^ жисмли ва газли детекторларнинг, >{амда турли физик йуналишдаги системаларнинг оригинал ихтиролари натижаларидан ибо-ратдир. Космик станциялар бортида ва тезлатгичларда цуллаш учун ярим утказгичли координата детекторидаги, уч^унли ва пронорционал камера-лардаги спектрометрлар таклиф этилди. Бундан таш^ари, аннигиляцион фотонларнинг бурчак тацсимотини ва позитрон томографларда объектлар-нинг аксиии тад^и^ этиш учун янги методлар яратилди.

"The research and development of apparatus for nuclear physics investigations at accelerators".

Koblik Y.N Abstract

In the abstract are presented the materials of work, which are devoted to the research development of the methods and apparatus to carry out the experiments in the field of nuclear physics at the low and intermediate energy region.

For the searching of the narrow resonance structures in the spectra of invariant masses of the A(p,2p)X reaction products the two - arm scintillation spectrometer with luminosity 0.2 sr and resolution 1.5 % was created. This spectrometer has 19 cones for registration of particles up to 4 targets with various isotope composition simultaneously irradiated by proton beam in experiments at accelerator TRIUMF (Vancouver, Canada).

In the energy region of beam particles up to 20 MeV/N the complex development of experimented method of measurements (method of spectra superposition) and apparatus are presented, which are realized at the accelerator Y - 150 - II (Tashkent) in investigations of the structure anomalies in cross-sections of products from scattering of protons by nuclei with resolution about 0.1 % unmonohromatisity of beam being up to 1 % . The abilities of the method and apparatus (including magnetic spectrograph "Apel'sin", proportional coordinate chamber and IBM AT on-line) were demonstrated in the measurement of energy dependence of elastic protons scattering by carbon nuclei in the energy range 15 - 19.5 MeV with energy resolution < 20 KeV.

The materials of particles and radiation coordinate detection are the result of original development of solid and gas detectors and systems of various physical directions. In the abstract the spectrometers on the base of semiconductor coordinate detectors, spark and proportional chambers are descried for the work at the accelerators and at the space stations and ships. Also are presented the new methods of investigation of annihilation photons and the formation of object image in positron emission tomograph.