Развитие ядерно-физических методик и их применение в экспериментальной и прикладной ядерной физике тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ
|
Шевченко, Валерий Андреевич
АВТОР
|
||||
|
доктора физико-математических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Киев
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
1994
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.16
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ КИЕВСКИЕ УШЕ^РСИТЕТ ш.ТАРАСА ШЕВЧЕНКО
^ 0 д На правах рукописи
5^'1ЛйГ УДК 539Л.539.121.7
Ш 1935
Шевченко Валерий Андреевич
РАЗВИТИЕ ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДИК И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ И ПРИКЛАДНОМ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКЕ
01.04.16 - ¡£кзика ядра и элементарных частиц
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических неук
ИШВ-1994
Диссертацией является рукопись.
Работа выполнена в Киевском университете ам.Тараса РсЕчекко.
Офшшдьше лшоненты: докгоу фясил-о-яатематпчесirz. еаук
Сшора Дгяпркй Ильич,
доктор фззшш-катематичегагтг: наук
Луга" Валерий Михайяов.гч,«
доктор физшсо-математ;-лес1Ж наук
Лагурш Бадэнтия Тимофзавич
Ведущая организация: йгеитут коськябскЕХ сссм&ло'ж^ ВзссзйскоЗ акадвалг наук, Моста.
Защита состоится " " ' JM^G^^ IS 55 г. в
часов на заседашш Специализированного совета Д 016.03.01 при
Институте ядерных исследований Ш1 Укралны по адресу:
252028, г.Кяев, проспект Нзукп, 47.
С диссертацией mosho ознакомиться в библиотеке КЯИ HAH Украины.
Автореферат разослан " ^ " J7 ^а I9S4 г.
Ученый секретарь • ^
Специализированного совета /? /'■—
кандидат физ.-мат. наук /V- В.Д.Чосиог;
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы обусловлена всэ более растущей потребностью международного сообщества в практическом применении результатов фундаментальных исследоваюй, в том числе и в области ядерной физики, для решения таких сложных проблем современности, как охрана окружающей среды, борьба о наиболее опасными заболеваниями и другие. В последние два десятилетия методы ядерной фгзики воплотились в бесчисленные приложетш в технике, энергетике, медицине, экологии 11 многих других областях человеческой деятельности Зреди них пожалуй наиболее впечатляющими являются вычислительная зканируицая рентгеновская томография, иошше технологии в микроэлектроника, радиоэкология, освоение космического пространства.
Цель работы заключается ь создании спектрометрических систем, устройств быстрой,цифровой и прецизионной ядерной электроники для исследований в области физики быстрых нейтронов, прикладной ядерной физики (экология.вычислительная сканирующая рентгеновская томографа, свойства поверхности твердых тел, исследования ■сорпускулярных потоков в космосе);
в создании необходимых устройств и методик определения энергети-¡еских потерь легких ионов в поверхностных слоях твердых тел методом спектрометрии резор{юрдовского обратного рассеяния (POP);
в измерении распределения атомов но глубине и состава тонких юверхностных слйев твердых тал;
в создании прецизионных преобразователей аналог-код для вычислительной рентгеновской томографии и других приложений;
в разработке измерительных систем для исследования свойств полу-фоводниковых детекторов (1ШД) заряженных частиц,изучения их функ-цш отклика при облучении легкими ионами низшх энергий.
Научная новизна. Создашшг уникальные спектрометри-[еские комплекса, устройства быстрой, прецизионной, цифровой члек-'роники позволили ученым лаборатории ядерной физики Киевского уш-трситета в течение более пятнадцати лет выполнять многочисленные «¡следования ядерных реакций, инициируемых DD и TD нейтрснами. В
частности, были выползни приоритетные исследования ^-излучения реакции (п,п 7) на"ядрах редкоземельных элементов, изучены угловые распределения нейтрэьов и 7-квантсв, возникакгачх в реакциях с нейтронами энергии 14 Изв.
Ода»! из наиболее впечатляющих достижений прикладной ядерной физиют является создание вычислительных сканирующих ронтг«иовских томографов sBCPD, в основе которых лежит механизм взаимодействия низкозноргетических 7-квантоы с веществом.Специально для ВОРТ была разработана серия трецлзионных преобразователей ток-код. Лучший из них имеет 2*10° зквивелонтных уровней квантования при времени преобразования 1.б*Ю-3 с. "ти преобразователи защищены тремя автор-скиг.ш свидетельствами.Они использовались в разработках отечествен-mix ВОРТ и в автоматической системе для измерения фазовых характеристик пучков ускорителей.
За последние полтора десятилетия существенно обострялись эколо-гическе проблемы. Для систем использующих ядсрно-физичеокие методы анализа загрязнений атмосфера были создсны патентно чистые специализированные устройства для обработки в реальном времени спектрометрической информации.
Еще одно направление исследований связанно с бурно развизающш-ся применением яд,рно-фиэичесних методов для изучения физических явлений в поверхностных слоях: твердых тел. В рамках этого направления создали спектрометрические системы для анализа розерфордов-ского обратного рассеяния (Р0.п) конов, для изучения свойств и функции отклика ППД; разработана прецизионнаг, управляемая от ЭВМ, система стабилизадай магнитного поля анализирующего магнита для низковольтного ускорителя ионов.
Методом спектрометрии POP изучены энергетические потери низкоэнергетических протонов в области максимума на Fe, Od, Si, Au и вгсокогемпературном сверхпроводнике, ^Ва^иаО*; параметры тонких пленок золота на креюти и алюминия на титане.
В прямых потоках легких ионов низких энергий изучены свойства новых типов ППД. Получен обширный материал по амплитудному дефекту и статистическим свойствам функции отклика для различных энергий л масс ионов. Для выполнения этих измерений были резработаны методы ускорения одиночных ионов с А = I - 15 с энергией 20 - 500 кзВ на гдичицу заряда в каскадном ускорителе иолов.
Апробация работы и публикации
Результата рябоги опубликованн ч научной печати, докладывались на всесоюзных и ыеждународшпс Совещаниях но_ядерной спектроскопии а структура атомного ядра, на всесоюзных нейтронных кои'мреициях, международных конференциях (ФРГ, 1993; ОША, ТЭЭ-4), оовещшшях прикладного характера; экспонировалась на шсхапкак, представ пени в г.тчетак по НИР.
3 итого, результаты ашюлнонких работ отражали в 76 публикациях: 22 стагш, 36 докладов (meav.cu .публииованы), II отчетов о ЛШ> по зоздогонорицм и госбюджетным • тешм, 4 авторысих свидетельства на изобретения и одш! патент Укрз;. ¡.
Личное участие автора в получении результатов д и о о о р т а т а ц и и.
При личном участии автора выполнены все зташ исследований, которые вклвчвни в диссертации. Автор принимал активное участие в постановке задач, в разработка нсоадашш аппаратурных кс.дтлвксов, проведении измерений, разработке необходимого программного обеспечения, обработке розультатов измерений и подготовка текстов публикаций. Внступал с докладами на семинарах а конференциях.'
Практическая ценность, работ состоит в еозмс:ккос'ги использования разработанных методик и полученных результатов в различных областях приложений (аколопш, вычислит&ль-нал рентгеновская томография, свойства поверхности твердых тел, космические исследования). Созданные ексцеримонталыше установки и методики использовались для решения некоторых научных и прикладных задач, предусмотренных протоколами о научном сотрудничестве и хоздоговорами, заключенными Киевским универостетом о различными организациями стран СНГ, а такав в рамках международных космических программ "Интерсал","1.1арс-9'Г',"Нирс-9а","Ролнк'г","Лродупроаденио".
Созданные устройства и полученные результата использовались в экспериментальных исследованиях сладувдш.а? организациями:
1.В1ШШ1, Киев, (Измерительные системы для экологических исследований и контроля окрумащей среди).
2.Институт тока, Москва, (полупроводниковые дотекторы,томография).
3.КШЫШ, Лаборатория томографии, Москва,(полупроводниковые детек-
торы (ПГЩ), томография).
4.Ш! РАИ, Москва, (полупроводниковые детекторы, спектрометры заря-кеннпх частиц для космических апператов, исследования корпускулярных потоков в космосе). Б.ИОХВ.Прага, (разработка ГОД).
6. Институт космических исследований, Греция, (калибровка ПЦЦ).
7. СКТБ "ФИЗИКА-СОЛНЦЕ", Ташкент,(разработка ППД).
8. Лаборатория радиационной физики,КНУ.Киеь, (воздействие радиации на сплавы металлов),
Некоторые результаты диссертации включены в курен лекций для студентов квфэдри ядерной физики, используются на практических занятия? и спецпракти.;умах в Кичвском университете имени Т.Шевченко, Пятнадцать студентов кафедра ядерной физики выполняли у автора длпломныэ работы.
Под научным руководством автора прошли обучение два аспиранта, один из них защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук (тема:"Ядерное обратное рассеяние низкоэнергетических протонов, и ионов гелия на поверхностных структурах твердых тел", Киев, 1991 г.).
Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы из 411 названий.. Полюй текст диссертации в объеме 335 машинописных страниц включает й себя 18 таблиц, НБ рисунков на 68 страницах.
СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
Во Введении сформулированы актуальность темы и цель работы, новизна, научных результатов, их научная и практическая ценность. Рассмотрэнч основные задача по каждой из глав и научные положении, выносимые не защиту.
В первой главе описаны методические разработка и соданнне на их осяове Елпвсатурныв' комплексы, устройства быстрой, прецизионной и цифровой электроники для изучения взаимодействия быстрых нейтронов с атомными ядрами, которое является мощным средством кзпле-ования как структуры конкретных ядер, так и механизмов
протекания ядерных реакций. Одним из наиболее плодотворных поправлений нейтронных наследований является изучение у-лучвй, возникающих при неупругом рассеянии нейтронов отомщай ядрами в реакциях (п,п',7>. Основная проблема при исследовании реакций с гэитронами заключается в том, что нейтроны создают очень еысокий уровень фона. Для выделения полезной информации мы использовали метод электронного коллимировавия нейтронов, генерируемых в P(d,n)°He реакции, что позволило выполнить серию экспериментов по изучению 7-квантоь реакции (п,п',7) на чистых изотопах редких земель с весом образцов 3-6 грамм.
Одним иэ первых был создан комплекс аппаратуры для исследования реакции (п,п'7) на основе однокристального спектрометра полного поглощения о колодцем (рисД). Для фиксации направления у, момента валета нейтрона из реакции D(d,n)9tíe служит поверхностно-барьершй Si-детектор, на который сопутствующие "Нег чгстицч попадает через систему диафрагм и тонкую пленку Al для защиты от рассеяниях дейтронов и света мишени генератора нейтронов. Сигналы 51-детектора усиливаются быстрыми предуси^ителем тока, усилителем и поступают на быстрый дифференциальный дискриминатор для отделения и»шульсов "Не* от импульсов протонов и 'На из конкурирующей реакции Щ<1,р)Т. Конвертор Г-А (собственное разрешение 80»Ю~"оек) и медленной дифференциальный дискриминатор отбирают события, соответствующие реакции (п,п'т> на образце. Мониторирование числа нейтронов, прошедших через образец производится подсчетом импульсов от вНег и регистрируются амплитудным анализатором. Светосила описанной установки возросла в 10 раз по сравнению с предыдущими. На этом комплексе ошш изучены спектры 7-лучей из реакции (л.п'т) на ядрах Fe, B,V, ,lBIn и "De. Для изучения углового распределения 7-лучей (п,п'7)-реакции на изотопах весом в несколько граммов разработан комплекс для многомерного анализа. Он содержит "Не-каьал для выделения "рабочих" нейтронов по метод*' электронной коллимации, шесть 7-каналов, по которым поступает спектроскопическая и временная информация о 7-квантах, вышедших из Образца под шестью углами. В угловом интервале 90° они обеспечиваю;' получение дифференциальных спектров с энергетическим разрешением- d.S - 9,1% по 1Э7Сз. На этой установке измерены энергетические и угловые, распределения 7-лучей из (п,п'7)-реакции на "'Рг и 1ввНо. Методы, развитые в эти'
SIC
KaJ(Tí)
m
m
Лйнагые
®У выход
49 Екстркй
ЕЯЛ-ВД
¡'По
' DD p.^n^Ss,
SI
X
ТсноаазЕьотсый
п и
Ггвнэ
гатор тотаба
ешятудн
»V4
ЛИНИЯ
задерзкз
л Ii
É КзгвгзальянЗ
» даскряаганатср
J Линеанкз
Г]
áí-титуднка анализатор
Ккапзп К3
Счэт'гнк гмпулъсав
щ
I?
Ленин задергкя
И
¡Шстрый ящф. днскрт.анатор
Быстшй клшел ¡ч
счетчхн гаядагьсоп
Кснзевтос 1 ■*' к "
Счетчях ишульсов
Схема сразноняя
ВС-22
Цитышо йЭУ
L
ДнЗфэр. дискришнатор
Рис. I. Блок-схема установки шгл регистрации т-лучзй psiEtça (п,п'т>.
разработках использовались при создают аппаратуры с германиевым детектором для прзцизиошюго изучения реакции (п,п'7> на разделанных изотопах редких земэль и комплекса для изучения (п,р) реакции.
Для экспериментов с нейтронами нами разработаны яоостие и высоконадежные преобразователи время-амшштуда на интегральных (Т'ГЛ) логических элементах. Электрическое решающее врамя 2Дх = 80 пс. Центр тяжести смещается на 40 пс, и кривая совпадеш-й уширяется до 120 пс при увеличении загрузки до 10® импульсов/с. Интегральная и дифференциальная нелинейности не превышают 0=62. Для работы в шшшеекундном диапазоне был разработан преобразователь время-цифровой код, работающий по принципу "чтение на ходу" в старт-стопном режиме. Создана система 'стабилизации наклона характеристики преобразования и положения нупя шкалы амплитудного анализатора импульсов. Стабильность энергетической шкалы возросла до 0.03%, дополнительное утирание пиков при работе стабилизации не превышало 20Ж.
Для более рационального использования анализатора АИ-а09в был разработан блок приоритетов, позволяющий обслуживать сразу до 8-ми экспериментальных групп (анализ типа номер датчика-амплитуда) с независгалнк управлением ресурсами.
Слабое взаимодействие быстрых нейтронов с веществом, невозможность точного учета вклада нейтронов, рассянных от стен помещения, отсутствие точной калибровки нейтронных счетчиков приводит к тому, что при непосредственном измерении интенсивности нейтронного потока удается определить только порядок его величины. Однако', используя в качестве щеточника нейтронеч ускоритель и одну из экаоэнер-гетических реакций с.вылетом нейтрона эту трудность можно обойти, регистрируя не нейтроны, а сопутствующие им заряженные частицы. Этот метод был развит в данной работа при нониторированш нейтронов из TD- и Ю-роакций.
Связь числа зарегистрированных в-единицу времени сопутствующих ' частиц N с интенсивностью нейтронного потока J в предположеюш, что угловое распределение "Не и *Не в- соответствующих реакциях сферически симметрично и интенсивность дейтронного пучка равномерно распределена по пятну на мишени, для двух вариантов расположения мишени (рис.2) имеет вид:
v -^[^Нт- 1 11>
1 /1-a'uVio'tZo*) '
т = -5Ш- Г 1 „ о" + &« Г* »?>
V I — —в?«— ) • <2)
где ¡з„- рвгсгогашэ йэаду центрами мишени й диефраша, а, в Ь -полуоси эллипсоидального пятна от пучка на мшеш, ■в -угол иевду плоскостью мишени и направлением на диафрагму ((^совЗ), К -коэффициент айизотрошш, К=0,78 для ВС-реакции и I для ЮТ. Йа достаточно болызш удалении детектора от кииени е0 » й формулы упрощаются
1 « / Ь) » (3)
где ы - телесный угод, под которым диафрагма "видаа" нзшизня.
Коэффициент шшзстрошш К определяется из формулы
К « а [ и ( сю/ап 1 (4)
где о -сечение соответствующей реакции Г №/сЮЦ якффоргивдаль-коэ сечение реакцш под углом валета нейтронов. Точность (¿снлтори-рования не хуже 355. Следует отметить * что прп монитораровамла БВ-иейтроноз толщина фольги додана Сыть мачой <"220 ), к
току не оьч веоьмс критична. Это сзязанз с кизкоэйэргеютаюстыо сопутствующих *Не ЧйстиЦ (~400 Нэп).
Кодалексн аппаратуры и 0.та;щ электроники описаьяка йевэ позволили выполнить 1.ш01!9с1ео ВКСПерЩЭПТОВ по изучшпш состояний атомных ядер, возбуждаемых в реаичих с Скотрнш нейтронами.
Например, Сшщ исследозаны энергетические спектры 7-дучай из реакции (п,п'7) (£^=2,7 МэВ) -на изотопах 6Ве, "У, '"Ре, и "в1п с использованием комплекса аппаратура на основа однокристального спектрометра полного поглощения о колодцем.
Измерены даффэренцпалыше оечешш г. угловые распредопения гемыа лучей реакщга (п,п'*у) на Рг141 и Но1816. Их внализ дэл инфорнацж) о спинах возбуадэшшх состояний ядер. Нейтрона с энергией 2,7 Ыза получались из, реакции 1)(а,п)Неп, осуществляемой На низковольтной ускоривле. Образцы цилиндрической формы, Спрессованные из окислов ""Рг и "-Но (вас-4-9 Г), располагались но оси "конуса" воллшп-рованных нейтронов. Анализ угловых распределений 17-лучой проведен на основе статистической модели Хаузерг - Фешбаха с использованием формализма Сачлера. Статистически выделены принаддежацие »-"рг ле-реходы с знэргиями у-лучей 0,64±Р,01{ 0,88+0,01} 0.96+0.016; 1,Ш 0,01; 1,Э0±0,01В; Т,47±0,01Б{ 1,82>0,01Б Мэв. Большинство оСиару-яоштпх 7-переходов вписываются в Ойсммпткну, предложенную на ос-
Ky ¡13(1.1 о
Рис. 2. Геометрии мишенной када.рн Генератор« нейтронов-
ÏI
новации изучения фуншн.и возбуждения (п,п'т)-реакцяи на "'Рг.
Аз угловых распределений :t дифференциальных сечэнаЛ 7-лучэй реакции 1всНо(п4п'7>, на основаниг формализма Сачлерз определены спины восьмл возбужденных состояний "Но .Спин уровня О 996 Мэв из ранних работ ffi11 = V2,VZ+ - В приближении Нильсоона этот уровень имеет одночаститеую пргроду с набором асимптотических квантовых чисел :4ГЗJ. РасЧетн Соловьева в рамках сверхтекучей модели ядра определпвт этот уровень как почти чистое (98%) одаоквазичастичнсе состояние UI3J+. Мы чаОЛюдели два перехода о уровня 0,930 Мзв с энергиями 0,56 и 0,63 Мэв на первые два уровня ротационной полосы, основанной на сдночастичн'-м состояния 0,361 Ызв V«+, [4111. Разрядка уровня 0,99 Мэв в основное состояние V» -(623J вотруднено правилами отСорэ по а скмтот ич есюм квплтовим числам. Наши даккш подтверждают значение спина */» уровня 0,39 Мзв. Уровень 0,717 Г.)зв изучался в р-тщопеда. Haas вначеше спина составляет B/s - т/г. Сверхтекучая модель ядра о учетом взаимодействия кввзпчаотиц с фо-ионами дает сложную структуру этого состояния: Va + t-i04]+ -94Ж, 1402ij. + Q,(22) - 4JS. 1,14 i.isB шэет величину ,6/2 (в нредшеств^ю-вдх работах не опроделялся). По сверхтекучей модели этот уровень имеет сложную структуру: I402J -2%, t4lU++Q(22)-97S . Ошш уровня 1,Г8в МэВ ракее на определялся. В нашем эксперименте этот уровень проявился в двух фотсшкгх, соответствующих переходам 1,166+0; 1,18&>0,21 МэВ о.энергия!® квантов 1,18 И 0.98 МэВ.Угловые распределения позволяют 1фадположг;ь вели&шу спина 9/2. Перехода 0,78 и 1,78 Мэв хорош укладывайся в схему уровней, вели лредлологзш, существование состояния 1.78 МэВ в "»Но со спином 9/2. Угловое распределение перехода 1,98 МэВ изотропно (спин 3/2-5/2). Больаая асимметрия углового распределения т-лучей с энергией 1,6 МэВ соответствует теоретическим крявш для перехода 2,29 -» 0,68 МэВ. Тот факт.что другие варианты дают значительно меньшую асимметрию, подтверждает существование уровня 2,29 МэВ со спином II/2. Учитывая то, что 1веЙо является типичным сильно деформированным нечетам ядром лантаноидной области деформаций, боло осуществлено сравнение экспериментальных результатов с теоретическими расчетами, выпол-i"энными в рамках Модели парных корреляций. При этом'мы надеялись, с одной стороны, проверить правильность предсказания теорией положения энергетических уровней, в с другой - попытались определить
четность идентифицированных таким обрасом состояний. Кроме того, рассчитанные приведенные вероятности электромагнитных переходов привлекались для объяснения относительных чнтэнсивиостей обнаруженных в реакции (п.п'тг) переходов, При расчете неротационных состояний 1вБНо по модели парных корреляций учтено по 43 прогоншх .ч нейтронных уровня среднего поля по схемам, матричные операторы мульфилольных моментов рассчитаны с волновыми функциями Ни.чьссона. Величины ж-' и ге13' пульттюдь-иультпполъиого взаимодействия варьировались в пределах 6,0-6,3 и 0,6-0,63, при этом получены зов-дающие с опытом первые фононные возбувдетш 1в*Гу. При расчете состояния 1веНо учитывались вкшады первых и вторых <1 =1,2) фоно-нов с Лц — 20,22,30,31,32, а также эффект блокировки при расчете возбуждений Су и Но. Для сравнения с имевшимися данным' по "''Но были рассчитаны все неротациошше состояния с Кх от Т/г1 до 11/2" для энергий до 2000 кзВ, а также приведенные вероятности электрических переходов В(ЕА.П) в одночастичннх едшицах в основ нов и на другие состояния. Модель позволяет сравнивать различные В(К\с) и предсказать наиболее вероятные переходы в предположении, что заселенность возбужденных состояний является плавной функцией ах энергии. Анализ экспериментальных результатов по 10Ь1ю, имеющему большое число коллективных (ротационных) и квазичастичных состояний, говорит о том, .что интенсивности переходов между последними часто по крайней мера не уступают интенсивностям переходов между коллективными состояниями как в радиоактивном .распаде, так и в ядерных реакциях. О появлением ве(Ы) детекторов открылись новые, возможности в исследованиях с нейтронами. В нашей лаборатории проведены исследования реакций (п,п'7) на обогащенных изотопах ,4,,'1БОМ. Обнаружено существование значительных особенностей взаимодействия "низкоэнергетических" (Кй =« 1) нейтронов с ядрами Ш, облагающих статической дофорлаг,иой. Измерены дифференциальные сечения для шести 7-переходов ядра ""МЛ. Используя формализм Сатчлера-Шелдона для расчетов угловых распределений, мы впервые нашли квантовые характеристики состояний 2072,3 кзВ (2+) и 2111,О кзВ (4+). Теоретическое значение 2.51 бн интегрального сечения образования составного ядра хорошо согласуется с суммарным ^экспериментальным значением сечеш!я (2.50±0.18) он возбуждения восьми уровней "4Ш. Однако экспериментальные сечения отдельных уровней сильно оглича-
шея от предсказанных статистической моделью, причем самое большое расхождение, наблюдается для 1-го 2+ и 2-го 4+ уровней. Вклад правого процесса в интегральное сечение возбуждения этих состояний (По методу связанных каналов) также нэ в состоянии устранить разногласие:
^О1ф(2+)=440 Мб)+(опрям(2|')=120 мб)|<оаксп(2+)=760±30мб (5) .
|(охф(4+)=270 Мб) + (опряк)(4+)= 20 мб)|<ооксц(4+>=470±50мб (6)
У 1ьоШ введено два новых состояния (804,0 кэВ; «ЗкК=1~0 и ]7Б8,4;Л|;=2-2), существование и положение которых предсказывалось моделью парных корреляций сверхпроводящего типа ..Предсказания этой ¡¡¡в модели использовались и для получения дополнительной информации о квантовых состояниях нечетного деформированного ядра "Но.
Во второй главе рассмотрены некоторые приложения методов ядерной физики в апологии и медицинской технике.
Задача зкспесс-анализа химического состава загрязнений воздуха, решаемая с использованием ядерных реакций типа (р.7), (р,Х7) т.д., требует комплексного исследования возбужденного 7 -излучения в широкой области энергий от сотен электронаольт до десятков миллионов электронвольт. Эффективное исследование 7-лучей определенных энергетических интервалов возможно лишь с применением соответствующих 7-датчиков (81(11), На Л (Т1), Се (Ы >), а минимизация времени экспозиции приводит к необходимости одновременного измерения энергий 7-лучей тремя - четырьмя 7-датчиками разных типов. Высокая точность и минимальное время анализа могут быть обеспечены при достижении максимальной скорости • регистрации полезной информации измерительной системой. Аналитически полезная информация в энергетических спектрах 7-лучей содержится в небольшом количестве пиков. Такая ситуацля встречается при многомерном анализе информации типа номер датчика-амплитуда. Так как информативной оказывается только малая часть (~10й) каналов анализатора, возникает задача отбора и сжатия информации, для уменьшения объема дорогостоящей анализирующей аппаратуры и уменьшения вромони регистрации. Анализ существующих методов отбора сжатия спектрометрической информации показал, что аналоговый отбор обладает недопустимо малой точностью и недоста-
точной стабильостью, а существуйте цифровые методн, как правило, значительно увеличиваю^ время регистрации. Наш бил предложен патентно тастиД метод отбора и сжатия цифровой информации в процессе работы АЩ. На его основа разработаны устройства цифрового отбора и сжатия информации ^-спектрометров и много мерный преобразователь номер датчика - код с отбором и скатиэм информации, которые но увеличивает мертвое время системы анализа- регистрации.
Высокая точность и нинимальноэ время анализа могут быть обеспечены при достижении максимальной скорости регистрации кафорюззд анализирующей аппаратурой. Однако, при работе в условиях повышенных импульсных загрузок в спектрах появляются специфические■искажения, обусловленные наложенном сигналов. Повтому применяются спе-циадьнно устройства рожекщш наложенных сигналов, которые анализируют кавдоо событие и, в случае пялопзгал импульсов, исключают их. Анализ существующих методов редакции показал, что практически все описанные в литературе режокторн содержат блоки линейного рропус-ке!шя и одновибраторн для вадорики выходного сигнала. СуцеЬтвовав-иШ уровень технологии но позволял выполнить эти блоки с параметрами, обеспйчивэйцтв возможность их применеш!я в спектрометрах с высошш энергетическим разрешением. Поэтому нами было разработано устройство рэяекадг нолшэиий, не 'содеркадев вышеупомянутых блоков в явном виде.
Разработки для мо&шииской томографии. Вычислительная икаш.рую-1!(йя ропп'влопокая томография (ВСРТ) - это восстановление с пемощья ЭВМ томо.'рпфичоской плоскости объекта (среза). Оно выполняется исходя из множества измерений поглощения рентгеновских лучей, одоленных при сканировании объекта. Точность изобретения будет г^аги-евть от природы источника рентгеновских лучей и детекторов, числп я скорости произведенных измерений, деталей техники восстановления и интерпретации дашшх.
Результатом измерения в стандартной схеме рентгеновской томография является двумерный массив данных 1(1,9), характеризующих интенсивность прошедшего через объект излучения для каждого угла 9 и прицельного расстояния I. Если закон поглощения имеет стандартный вид dl/d! = - а?, то
К'.,6) = I0 exp [- JJf(x.y) fl(l-x*co80-y»Elne)dX(JyJ, (7)
О
где f(x,y) -искомый коэффициент поглощения плоскости сканирования» G - локальный носитель функции £, б - дельта-функция. Используя обозначения pditf). ь -ïrt(I(M)/I0), перходят клииейнсму уравнению
ïf a f î(x,y)âx * р(1,0) , (8)
КМ)'
котороо исследовано доотаточно полно» существуют даже яшше формулы для его реыенля. Однако применение втих формул при приближенно заданной информация связано о преодолением существенных трудностей в силу некорректности задачи. Традиционно полагают, что оператор Т действует из ЫК*) в Оператор Т имеет сопряженный :
тс/2
Т*р «= Г р(Х coofl + у einM ) ÛD = u(x,jr). (9)
-%/г
Можно показать, что .
„ ' f(M) « йт)
Т ïf * fj ■ -— = и(к,у) (Ю)
J (*£>* + <JM])e
Применяя преобразование Фурье, получим уравнение, связывающее преобразование Фурье элементов £ и и !
1
й(ы,, <ц.) » .....- Ш,. и,). (II)
/ и»,* + ш««
Это равненье рассматривают как уравнение из Ь^Е,) в 1*<Е,) с
оператором умножения йа Г/У^и," + ы«*,который очевидно неограничен из 12(Ь,) в !*(£»), причем неограниченным является й обратный к нему оператор. В силу унитарности преобразования Фурье неограничен оператор Т*?, а, отало 0;:ть, И оператора Тй Т*.
Для устойчивого решения такил равнений используют оответствую-щие регуляризируютие схемы о неограниченным операторе«. В силу прсстоЛ структуры оператора Т*Т доотаточно легко производить
построение таких схем. В частности тихоновская схема аппроксимации имеет вид
ш " /и,* + ы,« е~<ш'х + ы*?>
У) = / /• ----сМ.сЗш, х
-» 1 +• а /м,1 + о),г
со со %/2 .
_ «о -оо -%/2 •
Компактная запись этой формулы выглядит следующим образом:
= ( Т*Т + оЕ)"1 Т :р8. ' (13)
. Остается стадвртннм образом согласовать параметр регуляризации с точностью задания входной информации б .
В настоящее время томографические исследования все Солее вторгаются в медицину, биологию, микроэлектронику.
• В сканирующих рентгеновских томографах измеряемыми величинами являются токи детекторов рентгеновского излучения, гтреобрпзуемыо в цифровой код для передачи на ЭВМ. Характеристики преобразователей - чувствительность, точность, диапазон и время измерения - определяются конкретными физическими свойствами-объекта анализа, необходимой точностыю представления данных для решения системы интегральных уравнений
В первых медицинских томографах применяли источник рентгеновского с коллиматором, формировввшчм "игольчатый" луч и один детектор. Требование минимума облучения пациента, привело к'созданию многодетекторянх систем (от десятков и сотен-в ВРТ второго поколения дп тысячи в ВСРТ третьего). В этом случае коллиматор формирует "веерный" луч толшиной 0.1-0.5 мм.
Дифференциальная плотность объекта анализа в томографе третьего поколения (для всего тела) может изменяться в широком диапазоне (шютчая черепная ткань - легкие ткани), создавая перьпадн
интенсивности ~ 10s. При этом для решения системы интегральных уравнений с приемлемой точностью, необходимо различать не менее 2" градаций интвШфвноога для проиедгах через тело рентгеновски лучей. Кроме того, доза облучения юучазкого ооъвктр. не дохкна превышать б бэр, а максимальный ток обычно применяемых детекторов не превышает 10 мкЛ, Исходя из этих величин были ¡¡формулированы тпебсЕзния к измерительной система и рассчитаны необходимые ее характеристики: диапазон измеряемых величин, равный 10° в относительных едштдях и от 10"° до Ю~в Л по току; точность преобразования - 0,05", постоянная во всом диапазоне измеряемых величин; время преобразования 1.5 мс! чувствительность 0,1 нЛ; эквивалентное число уровней кзайтованяя ЛДП 2.10°.
В бываем ССПР разработка ВРТ для медацпнгашх целей началась d середине семидесятых сначала в Институте токов All СССР, п, затем, продолжена во ВНШСП (Москва). Часть пабот, связанная с.иослодова-нием детекторов рентгеновского и 7-излучешш и разработкой преци-8ИОННЫХ оистем измерения их сигналов, выполнялась в ЛЯФ КГУ. Наш было разраоотоиа серия прецизионных интеграторов, преобразователей ток-код, измерительные комплексы. Лучший из наших А1Щ имр«т 2*10® эквивалентных уровней квантования при времени преобразования менее 1.5 *10~3 с. 'Эти прзобравователи защищены трэмя авторскими свидетельствами. Они использовэтась в разработках отечественных БОРТ и сопутствующих научных исследованиях, а такие в автоматической системе для измерения фазовых характеристик пучков ускорителей.
Третья глава посвяшзна исследованию тормозных потерь легких ионов в Веществе методом спектрометрии реьярфордов-ского обратного рассеяния (ГОР).измерении распределения атомов го глубине и составу тонких поверхностных слоев твердых тел .
Достижения флзглш поверхности В значительной степени определяются и появлением новых методов исследования поверхностей и границ рг.здела. Особенно ваяно исследовать интегральное содержание примесей в образце и находить профили концентраций определяемых элементов е поверхностных слоях, кардинально влияющих на свойства материалов. Поэтому особое значение приобретают метбды исследования поверхностей и профилей распределения примесей. Среди этих методой видное место занимают метода локального анализа состава
и структуры материалов ,основащи."э на испэльзовашш пучков заряженных частиц. Наиболее распространенные • в настоящее время методы измерения глубинного распределения примеоей требуют послойного травления, то есть, являются методами разрушающего,контроля.
В связи о этим повышекнкй интерес вызывают быстро прогрессирующие неразрушающие методы анализа, осиовашиа на использовании моноэнергетических пучков ускоренных ионов о энергией до нескольких мегаэлектронвольт. К ним относятся матод POP, метод возбужденных атомов с регистрацией характеристического рентгеновского изучения, метод ядерных реакций и ядер отдачи и другие.
В ЛЯФ КРУ была разработана мотодика и выполнен цикл рчбот по определению энергетических потерь легких иояоя из спектров POP, измерению распределения атомов по глубине и соотаву тонких поверхностных слоев твердых тел. Проведен анализ факторов( искажающих форму спектра POP и методов учета влияния геометрического фактора, многократнго рассеяния, качества поверхности, отрагглинга и сложного состава.
Форма спектра определяется в основном двумя факторами: энергетической зависимостью сечения рассеяния и тормозной способностью, она зависит также от соотношения масс налетающей и рассеивающей частиц и геометрии Енснеримента;
аП
Ho(0,Eo,fcEo)=NQno(Eo,0)---- . (14)
S(*E¿)-(S + ЙЗ(В,) / 3(АВ»)1 •
О помощью энергетических спектров определяется распределение элементов по глубине и элементарный состав образца.Основная задача анализа энергетических спектров - определение числа рассеивающих центров и распределение их по глубине, исходя из данных о числе рассеянных частиц, зарегистрированых с определенной вневгией.
Экспериментальная часть работы била выполнена на ускорителе ионов В = 60-300 кэВ на ачряд, Влок-исе::а установки показана на рис.3; Поверхноотно-барьернцй детектор • имел площадь активной поверхности 6 мк*, энергетическое разрешение 16 кэВ и мертвую зону 1,6 кэВ для протонов с энергией 200 кэВ. Сигнал« детектора усиливались зарядово-чувствнгаяьным предусилителем ПУ-21 (собственный шум ~6 кэВ) и, далее, спектрометрическим усилителем БУС-2-96.
Млшаииая камера
и манипулятор
Блок лщ. Бттк cieö.
UlrH.ailltlM, 1ЛЧН. пони
<*сц>а-Ш0 ЭВМ ДГ.К-Ï j|
AU-A.02-01
Частотомер
Осцмттотраф
Рис. 3 . Измерительный комплекс.
20
Дальнейшая обработка и нбконление информации осуществлялась амплитудным анализатором, реализованом в стандарте ВЕКТОР под управлением ЭВМ Электроника-60. Для ведения эксперимента и управлении анализатором специально разработан комплекс программ. В кройте сил расположен блок стабилизации магнитного поля сегаратора ионов. Программирование системы стабилизации осуществлялось через магистраль ВЕКТОР. Для визуального контроля за ходом эксперимента использовались цифровые интенсиметри и ооцилограф. Мониторироват.е осуществлялось с помощью циклического интегратора тока и счет шка (БлС4) подключенного к магистрали ВЕКТОР.
В настоящей работе были выполнены измерении dE/cix в диапазоне энергий (прогонов) 50 + '250 кэВ для ряда чистых веществ Fe, Cd, SI, Au и вещества сложного состава - высокотемпературного сверхпроводника YBaCuO.
Так как ускоритель позволял получать токи от Ю~,в А до 1СГа А, то мы имели уникальную возможность выполнить энергетическую калибровку шкалы спектрометра непосредственно, помещая детектор в прямой пучок ускорителя с интенсивностью протоков Ю3 -*■ 10" сек"'.
Детектор имел площадь чувствительной поверхности S = 6 мм*. Диаметр пучка ионов на расоеивателе выбран 0,5 мм. ТелесныЛ угол в данной■геометрии был равен 0,021 ± 0,0007 стерадиан.
Для извлечения информации о liE/cix из энергетических спектров POP мы использовали поверхностное приближение. Ионы, имеющие массу И,,атомный номер Z, с начал!ной' энергией Е» и с энергетическим разбросом ¿Ее <<„ДЕ, - энергетической ширины канала анализатора, поступают на поверхность твердого тела, состоящего из атомов массой Мг, имеющих атомный номер 2г. Налетающие ионы тормозятся в образце и могут, с некоторой вероятностью рассеиваться на угол 0. Исходя из условия, что ионы, рассеянные на атомах слоя (Хп - Xn-t) образца будут иметь такие энергии, что попадут в один канал анализатора с номером i^Nn^x-n, где N„<1* соответствует ворхнр,й граничной энергии ftK„. Легко найти Хп. Если атомная плотность вещества рассоивателя р (атом/см3), 10 - число ионов пучка, падающих на ми-шеьь в единицу времени,то легко рассчитать форму идеального спектра обратно рассеяшшх ионов. Число отсчетов в канале будет равно:
I = I0po(K,jii АЕ, / е(й- ggi-g]' (16)
где fSi - энергетическая ширина канала анализатора, е s dE/dx -потери энергии, 0 - телесный угол, o(Etn) - сечение рассеяния.
Для интервала энергий ЙЕ0-ДЕ,.:
I(fcEo) = 1ора(йЕо)0 ДЕ, / е[й- ggi-g ] (16)
соответствует числу отсчетов идеального спектра (в максимальном канале) соответствующих рассеянию ионов на внешнем слое X, вещества рассеивателя. В последнем выражении все величины кроме е, могут быть либо найдены в эксперименте,либо рассчитаны с достаточной точностью, т.е., если мы найдем число отсчетов в канале, соответствующем ЙЕ0-АЕ, идеального спектра, то можем вычислить е = <ЗЕЛ& в приближении ее постоянства в интервале энергий ДЕ,:
6 = ЦйЬ P°(ÄEe,° АЕ' 7 Cte - cö§-B ) ' <I7>
Как известно, реальный спектр можно представить сверткой идеального спектра и функции отклика спектрометра и описать интегральным уравнением вида:
£Ео
Nn = J I„<E)H<E,n)cffit , (18)
О
Здесь R(E,n) -локальный носитель ядра (функция отклика спектрометра), т.е. задача нахождения Х(№0) является обратной, некорректно поставленной задачей. Как известно не существует универсального метода решения подобных задач. Мы использовали методику расчетов, подобную описанной Ли и Хартом. Идеальный спектр с максимальной граничной энергией кЕо в некотором приближении можно описать уравнением:,
п
•incb) = у сц.-е1"1, е s kso , (19) -
fei ,
22
I„(E) = о, Е > ÄEo.
dE/cbi, кэВ / tiM 0.25
0.20 0.15 0.10 0.05
Au
'-t-H-
î M }
..........---b---.
si 11
Q llll....................................
50 100 150 200 250 Siicprim , кэВ
Рис. â
23
Такое представление линейно относительно неизвестных параметров di и небольшие участки спектра могу г быть описаны при небольших рчачениях п. Есдд обозначить гкспериментальный спектр 1Ькс(Е), то задача нахождения оптимальных (\ сводится к поиску экстремали функционала:
1 11
М(Е) = - У ÍNskchíE) - Nn(E)]*. (20)
п ч
В нашем случае локальный носитель ядра представляет собой функцию отклика детектора в конкретном спектрометрическом тракте. Мы имели возможность экспериментально определить функцию отклика в зависимости от энергии R(E,n), так как она имеет заметно ассиммет-рччнаа, мы использовали в подгоночны:: рассчегах табличную форму реачькой функции отклика, предварительно нормированной на единицу, то есть:
Do+D^ax
S = a-J R(E,n)dE = 1. (21)
Из этого уравнения и находили нормировочный коэффициент а. Здесь Dmin и Dmo„ - крайние точки области определения функции отклика, отсчитанные от ее центра тяжести Da. Dmir, * Dmax ввиду ассиметрги Н(г.',п).
Для увеличения точности подгонки параметров идеального спектра, во-первых, использовали только небольшой высокоэнергетический участок спектра POP, определяемый Dmln + DmaK, и, во-вторых,, измеряли в эксперименте спектры POP с шагом 20 кэВ, в диапазоне энергий протонов 80 240 кэВ, при этом можно с уверенностью пренебречь многскраттми хгооцессам!;. Мы выбрали п=3 - максимальный показатель степени в выражении (19),описывающего идеальный спектр.
Процелура нахождения dE/dx состояла из несгольких шагов. В заданной геометрии измерялись энергетические спектры POP с шагом 20 кэВ в интервале энергий 80+240 коВ. Далее выполнялась процедура сглаживания экспериментальных спектров. После сглаживания файлы с эксиетшментэльными спектрами обрабатывались комплекоом программ. В результате по найденым значениям I(ftEo) рассчитывались соствет-
Г4
dE/dx, ю»В/нМ 0.25
0.20 0.15
0.10
i
0.05
i '-' '''П Г!-,.
Fa
Cd
>т
50 100 150 200 250 Энергия, кэВ
dS/d::, кэВ/«М 0.20
F
0.15
0.10
0.05
YBaCuO
H-j
: o *ю
Ba
50 100 150 200 250
Энергия, кэВ
Рис. 5
отвующие значения <ЗЕ/сЕх в зависимости от энергии протонов.
При анализе погрешностей учитывали ньточности определения телесного угла (1,5%), „ цены деления канала_ анализатора ЛЕ, (<ш, ошибки калибровки интегратора тока <0,5%, неточность ошюания эффектов экранирования <8%, статистику отсчетов в спектре к конечную точност*, процедуры подгонки. Суммарная ошибка колеблется в пределах 2 + 5 % в зависимости от конкретного набора данных. Измерены йЕ/йх для чистых веществ 31, Аи (рис.4), Ре и Сй (рис.5). На этих рисунках сплошными линиями обобщены данные таблиц Джанни . Отклонения наших результатов от табличных лежат в пределах нескольких процентов.Были такие измерены энергетические потер! протонов в многокомпонентном веществе У1Ва2СиэОв_7 - высокотемпературного сверхпроводника (рис.5). Для чистых компонентов высокотемпературного сверхпроводника кривыми на рис.5 приведены обоСщошше даьлыо таблиц Джанни . Кривая для соединения УВе.СиО вычислена по табличным данным аа основании известного правила Брэгга:
е = 2 р1е1 , (22)
где р^ - весовые коэффициенты, е^ - атомные сечешш торлокения.
Проведенные измерениг. тормозных потерь чистых веществ хорошо совпадают с описанными в литературе данными, что является известной гарантией корректности данных в более сложных случаях, кач, например, для сложного вещества -высокотемпературного сверхпровод-гака. Данные для золота использовались в дальнейшем для изучения свойств ППД.
Резер^ордонское обратное рассеяние (РОР) хорошо подходит для анализа тонких пленок п широко используется для этой цели. Оно обеспечивает достаточно точный количествен:"-.!! анализ поверхности и зависимости состава пленки по глубине под поверхностью. В этой методика пучок моноэнергетических -тонов (р, а) направляется на поверхность твердого тела. При проникновении в твердое тело ионы постепенно теряют свою кинетическую энергию. Потер! энергии на единицу пройденного пути зависят ог концентрации соответствующих элементов твердого тела. Ионы также теряют энергия) при обратном рассеянии,здесь эт;: потери зависят от отношения масс атомов, ионов и угла обратного рассеяния. Для калибровки спектрометра обратного
Р6
40-
m jo-
&20-] uj M
10-
Де.Ьокт аиплитуди / /
/
/
ПШПВ
0~r 0
15-
- 12-
m I í
У
/ H2 :(- I le I-тг1-гпНттг
)
c-l- 111- Of
5 10 15
Массовое число
Tnrf-rp-f-rrr 1*1—Г"
20
M -1
He+-
и
,и
г
>í
и
Н2 +
rrrnmnn пппгпп ртгптппч rrrrrimn n т-гтптт ¡.'•О 100 150 200 ^ " л ¿
Энергия, КэВ 27
С) 300 350 Рис. 6.
рассеяния по массам атомных ядер были измерены энергетические спектры рассеяных на больше углы протонов, ионов гелия на толстых мишенях Al, Т1, Со, Fe, Hi, Си, ib, W. Также были измерены спектры POP на тонкой, толщиной ~40 Ш4, пленке золота на кремниевой подложке . В качестве "контрастного" образца был выбран ■ кремниевый поверхностно-барьерный детектор. Тонкая пленка Аи на кремнии, образующая поверхностный барьер, имела тошцину около 40 нм.Образец располагался в прямом пучке ионов под углами 0°, 20°, 40° и 60°, о различной эквивалентной толщиной слоя золота. Результаты приведены в таблице 1, где ДЕР и ЛЕа~ энергетическое уширение пиков прогонов и ионов гелия.
Для моделирования сложных спектров методом Монте-Карло была разработана программа синтеза спектров обратного рассеяния, учитывающая гетерогенные смеси атомов поверхностных слоев, доступных .в имеющейся области энергий. В предпоследней колонке таблицы 1 представлены результаты обработки синтезированных спектров протонов для пленки золота на кремнии. Разрешающая способность установки по cffi/dx не хуке для р*0,5 кэВ/нм, а для Не+ь=1 кэВ/нм.
Таблица 1
угол (град) авр ■ (кэВ) ДЕрШонте-(КарлоХкэВ) (кэВ) ЛЕНе+ а-ир Толщина аи (Нм)
0 18.2±0Л 19.8 37.8±0.2 2.08 40.0
20 31.6±0.1 21.3 42.0±0.2 1.94 42.6
40 27.9Ю.2 25.6 52.9±0.3 1.89 52.2
60 50.7±0.3 ' 39.7 86.2±0.4 1.70 80.0
Измеренная толщина пленки золота составила 41,0 ± 1,6 нм. На том же образце были выполнены контрольные измерения в институте полупроводников АН УССР с помощью лазерной элипсометрии. Измерения были выполнены в четырех точках в районе центра образца под углом 4&°, 55°, 65° при длине волны газового лазера Л=6328 А°. Усредненные значения толщины а = 42,0 ± 1.0 нм.
В качестве малоконтрастного образца была выбрана титановая фольга с покрытием из аллюминия. Титановая фольга используется в качестве выходных окон в ускорителях электронов._В частности, для промышленных целей окна для вывода электронных пучков имеют большие размеры и титановая фольга работает в тяжелых условиях. Для увеличения срока службы ео напыляют алюминием и отжигают.В результате на поверхности может'образоваться фаза или твердый раствор от чего существенно зависит срок ее службы. Mu провели измерения энергетических спектров обратного рассеяния протонов и ионов гелия с Е •200 кэВ на алкмшированом титане. Пленка сплава достаточно толстая для наших энергий. Поэтому, получен слояпшй спектр, который представляет собой сумму спектров на алюминии и титане с весами соответствующими атомному составу поверхности. Вычисленные го энергетическим спектрам точки эквивалентного кинематического фактора соответствуют фазе T1A1S в поверхностном слое фольги. Такой вывод подтверждается независимым измерением с помощью рент-геноструктурного анализа. Анализ поверхности по спектрам POP мы в основном применяли для исследования свойств попупроводни::овых детекторов.
В четвертой главе представлены результаты исследований различных детекторов ядерного излучения. В лаборатории ядерной физики на протяжении многих лет мы' проводили работы по изучению и разработке всевозможных типов детекторов и детектирующих систем для науки и промышленности, геологии и медицины, экологии и космических исследований. В этой главе приведены некоторые результаты нащей работы в этой быстро развивающейся области.
Выполнены исследование временных характеристик сцинтилляцион-ных гамма-спектрометров. О'отбором по медленному каналу 200 кэв) удалось на спектрометре полного поглощения, состоящего из ФЭУ-49 ■ и кристалла . NaO ('i11) размером I20xI2u мм с поперечным колодцем, снизить временной разброс до 4-4,5 нсек. Указанный спектрометр использовался в методике электронного коллимироиания Ю-нейтронов для измерения сггакгроч 7-лучей из (п.п'у) реакции.
Проведено изучение свойств фотоприомников комбинированнкх детекторов типа сцинтиллятор-фотодиод для ВСРТ. Требования к де-
/гектарам рентгеновского излучения для ВСРТ определяются жесткими условиями • процесса измерения томограмм. Например томограф для всего тела, имащий 600-1000 детекторов, должен при времени сканирования I сек иметь максимальную мощность дезы £ 16 р/мин. При атом максимальное ослабление рентгеновских лучей с Е0р= 70 коВ превышает 10ОД, чувствительность детекторов должна быть не менее 0.05 мкА/(смеР/млн), а нестабильность аа I сек & 0.6%. В навей лаборатории был разработан комплекс аппаратуры дляработы о цолу-проводниковыш и комЛетарованными детекторами, состоящими из сцин-тиллятора и фотоприештиха. Проведены исследования свойств фотоприемников комбинированных детекторов рентгеновского излучения типа сцинтиллятор - кремниевый фотоприемшк.
В прямых потоках легких ионов низких анергий изучены свойства новых типов ППД. Получен обширш'й материал по амплитудному дефекту. и (см.например рис.6) статистическим свойствам функции отклика ППД для различных знергий и масс ионов.
Основная проблема спектрометрии связана с решением интегрального уравнения. По измеренному аппаратному спектру 11<У) и функции отклика детектора (ФОД) С(У,Е,М,£,1;,(}) необходимо найти параметры излучения Р(Е,М,Я,г,0), падающего на детектор:
егцац
и(¥)= / с(У>Е,ы,2,1,а)-Р(Е,м,2,1,й)аЕ,..сга. ' (23)
Здесь V - напряжение на выходе детектора при регистрации частиц с энергией Е, массой И,зарядом 2,в момент времени t и совокупность геометрических характеристик 0. ФОД содержит в неявном виде все основные параметры детектора: энергодисперсиощюсть, эффективность, селективность относительно М и временное и пространственное разрешение. В редких' ситуациях, как правило, в узком интервале характеристик регистрируемого излучения, удается подобрать аналитическое выражение для ФОД. как интегральная величина,ФОД включает в себя влияние мертвой зоны и ее неодаородностей, дефекта амплитуда, температуры и статистических свойств потоков частиц.
В ЩФ КНУ в течения длительного периода провод: шись всесторонние исследования и калибровка ПОД, предназначенных, в основном.для работы в космическом пространстве. Были выполнены измерения пара-
мэтров ФОД и калйровка нескольких сотен приборов. Исследования проводились на ускорителе 11УИН-500 и комплексе аппаратур!! на .лилии о ЭВМ. Неоднородность толщины мертвой зоны (МЗ) измерялась в прямом потоке ускоренных ионов (I % Ю-17 А) к методом POP ионов на металлическом контакте ППД. Тагам образом мы имени уникальную возмояшость еидоть полнуо толщину КЗ и толщину металлического контакта в точкам поверхности диаметром 0.2 мм. В методике POP измерялись шггогралыше спектры. Они дифференцировались и по разности положений пиков дифференциального спектра определялись полные потери энергии частицы в золотом контакте ВДД.
При прохождении пленки золота частицы теряют свою энергию до рассеяния и после него. Толщина плешей определялась по форлуле:
X - -:--(24)
[ILMiL-p
I А ил ) р
г I
где ЛЕ1 -полные потери энергии частицы; (<1Е/йх)£-тормознэя сяоиоб-ность частиц в материале контакта при начальной энергии налетакггчх частиц; (1ПУс?х),,-тормозная способность частиц после рассеяния; р -1/(соз(180°-0)) - геометрический фактор. Волнчннч торкозпга потерь_ были измерены или ьзяты из таОлэд! Таким образом, получили товдиа? плешей золота в линейных единицах.Для этих г.зггерэни? была изготовлена специальная измерительная камора. Точность позгщнопировшшя .ППД составляла 0,01 мм. Нл расстоянии -35 мл от образца размещался коллиматор диаметром 0,2 мм, шаг сканирования поверхности зпрьиро-врлся, исходя из ожидаемой неоднородности.
Начи были прокалиброван!', более трехсот ППД. Пр1 калибровго измерялись усредненные по поверхности потери онерпм частицы в ИЗ детектора, так как диаметр пучка ноша выбирался на »1мм меньпе диаметра рабочего окна 1ВД. Энергетические потери й МЗ определялись по сдвигу пика в амплитудном спектре рнал!затора в зависимости от угла падения частиц нзповерхность ПЦД.- Существенную роль в спектрометрии ионов низких энергий играэт неравномерность толщины пленки золота и эффективной толщины входного окна По поверхности детектора ЛЕ(х,у). На рис.7 и 8 приведены результаты измерения неоднородности толщины входного окна детектора. СЗнзрукена корреляция статистических параметров функции отклика детектора й
<г>
Рис. 7. Зависимость 1Ш1Ш от координаты на поверхности Г1ПД.
С
г^к
Й
О ^ Ц)
С2Г
"Г
Рис. 8. положение ИТ ФОД в точка: на поверхности ПЛД.
' 32
локальной толщины МЗ. Для получения статистически значимой количественной оценки корреляции мы провели измерения параметров фор,ты СОД на 25 ПЕД в потоках н+ и Но+ с энергиями 200 каВ. По измеренным спектрам ионов вычисляли сдвиг центра тяжести - Н, асимметри ' . эксцосс <зе = (Р4/<Ц»)е) - 3 (^ - стйтйСтическиё моменты порядка О'и коэффициенты корреляции ЖЯ.ОО*
, в.
1 (V Х)<Ук-?>
к=1
п (Н,0() = --(25)
я л/г г N ,1/г '
I (Хк- X)2 , и (Тк-т»г к=1 к=1
Расчеты коэффициентов корреляций (с 95" доверительным имтзрвз-лом) дают Г1(Н>С1-р)=0.982, Н(Н,0,-р)= -0.98б(поотонн); ШМ,0,-Не)=
0.987. И(Н,Са-Не) = -0.978 (ионы Гелия). Эффект Цовидк.гому носит локальный характер так как соответствующий коэффициент корреляции для реей поверхности для пратспов й(Г/,а,-р) < 0.24.
В заключении излагаются основные результаты работы, которые сводятся к следующему:
1. Выполнена Методические разработки, на основе которых созданы спектрометрические комплекса и гтмзритольдаэ система для исследований ядоршх реакций, инициируем быстрая! нейтронами, для всестороннего изучения функции отклика' и характеристик детекторов ядерных излучений, применяемых в эксперименте я различных Приложениях (экология, медицинская томография, космические исследования).
2. Созданы многочисленные преобразователя информации (вромя-вмпли-туда, время-код, заряд-код, номер датчика-код, ток-коД) д/ш слэк-трометрических систем. Некоторые йз них защищены авторскими свидетельствами и Патентами. Они нвагш Применение в исследованйях Ядерных реакций с участием нейтронов, в некоторых приложениях в экологии и медицинской томографии.
3. разработаны блоки, расиирякдие функциональные возможности промышленных анализаторов импульсов,предназначенные для экспериментальных исследований в области ядерной физики и приложениях.
4. Разработана системы стабилизации н автоматического управления для изучения реакций с нейтронами и спектрометрии POP. Р частности разработана и собрзра в стандарте ВЕКТОР прецизионная цифровая система для стабилизации магнитного поля анализирующего магнита. Она использует явление ЯНР и управляется специально написанной программой от ЭБЧ.
б.На базе шзкоэнергеткческого ускорителя КУИН-500 ЛЯФ КНУ создано экспериментальная установка для комплексного изучения сверхтонка поверхности:.« слоев твердых тел методом резсрфордовского обратного рассеяшя и для изучения свойств функции отклика полупроводниковых детекторов заряженных частиц в прямил сверхслабых (10~"А) потоках ускоренных ионов.
6. Методом рэзврфордовского обратного рассеяния исследованы зависимости энергетических потерь протонов от оперши в районе максимума на толстых образцах железо, кадмия, кремния, золота и высокотемпературного сьэрхпроводнико YtBa2Gua0j,„; изучены такие тонкие поверхностью слои твердпх тол.
7. Выполнен цикл исследований сцинтапляциотюх, комбинированных и полупроводниковых детекторов ядерного иэлучотш. Гроводэно всестороннее исследование.параметров полупроводниковых детекторов заряженных частиц и свойств функции отклика. Исследовано более 400 детекторов. Проведены измерения толщины "мертвой ооны" детекторов и ее неоднородности по поверхности, детекторов, статистических параметров функции отклика; дефекта амплитуды при регистрации низкоэнергетических ионов и зависимости параметров фучкцкл отклика от температуры.
8. Разработано большое количество про граи,! для ЭВМ. Наряду о чисто расчетными написаны программы для миделировгния, управления ходом эксперимента и обработки дапнх. В том число длп обработки эксперт ;ентальных спектров розер^юрдовского обратного рссоеяния были разработаны программы: моделирования спектров, основанная не методе Монте-Карло; программы для подгонки идеального спектра методом хи-квадрат и решения уравнений типа свертки для таблично-заданной экспериментально иоследовьяой функции отклике полупроводникового детектора. Программы были написаны на 'языках Алгол, Фортран, Ассемблор.
9. Прикладное• значение выполненных исследований сводится к тему,
что м8тодичоски0 разработки л0г.г1 о оснсзу хоздоговорных и госсюд-кетных НИР выполненых для ВНИИАП (Киев), Института токов (Москва), ВНКШСП (Москва), Института космических исследований АН СССР и Национального космического агонства Украины. '
Результаты наших исследований били необходимым этапом в разработке новых типов Щ, создании спектрометров заряженных частиц для космических аппаратов научных программ "Интервал", "Реликт", "Предупреждение", "Марс-94", "Марс-96".
Основные результаты диссертации опубликованы в следующих
работах:
1. Андреев Е.А.,Ситько С.П., Левченко В.А.Многомерный аначиз дифференциальных сечений реакций (п,п'7>на чисты\ изотопах.// ПТЭ, 2. 1971, с.40-43.
2. Ситько С.П., Шевченко В.А. Изучение дифференциальных солений 7-лучей реакции (п,п'7)//В1сник КДУ , 12, 1971, с.45-48.
3. Андреев Е.А..Блаженков В.В.Ситько С.П., Шевченко В.А.Прецизионное мониторирсвание нейтронов из TD и DI) реакций//
ПТЭ, I, 1972, С.72-74.
4. Андреев Е.А..Ситько С.П..Шевченко Е.А..Шривастава Б.К. Исследование) временных характеристик сциптилляционных ^-спектрометров/ ПТЭ, 4, 1972, с.40-42.
5. Андреев Е.А.,Ситько C.U., Иевченко В.А. Диф})еренциальныэ сечения и угловые .распределения 7-лучей роакции (п,п'7) на Рг141 и Но""7/Ядерная физика,т.18,вып.5,1972, с.856-859.
6. Симононко В.М..Ситько С.П..Шевченко В.А. О природе возбужденных состояний Но»®«.//Ядерная физика,т.18,вш.3,1973, с.473-478.
7. Мельникова H.A., Петренко П.В., Репецкий С.П., Шевченко В.А. Исследование темглратурной зависимости остаточного слектросопро тивления в сплавах никель-хром методом модельного псовдопотен-циала/Физика металлов и металловед..том 42, I, 1976, с.205-203.
8. Скопюк М.И..Шевченко В.А. Устройство цифрового отбора и сжатия информации полупроводниковых спектромэтров/ПТЭ,5,1979,с.112-114
9. Скопюк К;.И. .Шевченко В.А. О возможности кримонепия игровых методов для исключения налозкошшх импульсов в 7-спектроматрии// ПТЭ, 2. 1980, стр.63-65.
10. Бобыръ Б,В,.Бардуля А.П..Митрохин O.E. .Шшшцкий'И.Б., Щевчвщга В.А. Преобразователь время-код в методике измерения короткоживуших активностей запаздывающих нейтронов//
в книге Нейтронная физика,м.,Наука,1980,4.4,с.324-327.
11. Скопш М.И., Шевченко В.А. Многомерной преобразователь номер датчика-цифровой код с отбором и сжатием информации//
ПТЭ, 2, .1981, стр.106-109.
12. Дегтярев А.П..Махринский Т.В..Шевченко В,А. Старт-стопный преобразователь время-амплитуда с высокой допустимой скоростью сче1а//ПТЭ, 3. IS8I, стр.Ю4-10в.
13. Скопюк М.И.,Шевчекко В.А. Генератор двойных импульсов на интегральных ыикросхемах//ПТЭ,2,1981.стрЛ31-133.
14. Бобырь'В.В.,Бордуля А.П..Митрохин O.E..Михницкий И.Б., Моисеев к,Н..Шевченко В.А, Преобразователь время-код мили-секундного диапазона/Вестник КГУ,Физика,вып.22,1981,с.71-74.
15. Андреев Е.А.,Пшеничный,Ситько С.П..Скопюк М.И..Шевченко В.А.. Двухтактный интегратор тока для рентгеновского томографа// ПТЭ. 6. 1982, стр.89-91. в
16. Андреев Е.А..Басенка В.К..Пшеничный С.А.Ситько О.П.,Окоток М.И., Шевченко В.А..Аналоговый интегратор для томографа//
ПТЭ, I. 1983, стр. 89-91.
17. Андреев Е.А.,Басенко В.К.Кошарский К.Г..Пшеничный С.А,
Ситько О.П.. Скопюк М.И,.Шевченко В.А..Широкодиапазонный преобразователь ток-код для сканирующего рентгеновского томографа// ПТЭ, 4. 1984, стр.88-91.
18. Джассим М.Н.«Шевченко В.Л., Управляемая от ЭВМ система стабилизации магнитного сепаратора ионов в стандарте ВЕКТОР.// В книге "Автоматизация исследований в ядерной физике и астрофизике". Киев, 1990 г.,стр.32.
19. Кравцов В.В,Ситько С.П..Шевченко В.А.. Лабораторное работы по спецпрактикуму "Ядерная элоктроника"/Изд-во КГУ,Киев,1984,43 с.
20. Андреев Е.А.,Басеико В.К.Кошарский К.Г..Пшеничный С.А, Ситько С.П.,Скопюк М.И..Шевченко В.А.Автоматический измеритель среднего тока АИСТ-2м//Экспонат ВДНХ СССР, пав. "Народное образование".Москва, октЛ984-япв .1985, медали ЩЩХ.
21. Андреев Е.А.,Басенко В.К.Кошарский К.Г.,Пшеничный С.А,
Ситько 0.II.,Скопюк М.И.,Шевченко В.А..Прибор для измерения тока
АШТ-2м//Экспонат ВДНХ УССР, Киев, март-июнь 1935 г.
22. Будник 13.Ю,Джассим М.Н.Крашенинников В.Д.,Морозова Е.И., ■ Шевченко В.А. .Функция отклика 1Щ для гсгакоэнергетпческих ионов// Препринт ЯКИ РАН, Пр-1789, Москва, 1991,27 с.
23. Дяассим М.Н.Крашенинников В.Д. .Мельгапсова Н.А. .Шозчанко В.А., Досл1дкешш розпод1лу атом1в в псзэрхиевих йарах твердая т1л методом ядерного зворотного розс1ювання//
BlcifflK КДУ, 1992, вш.4, стр. 77-80.
24. Shevchenko V.A.,Ttie Hueloar Electrónica Development in the Nuclear Physic8 Laboratory of the Kiev University//In the book "Physicn In Ukraine".Kiev, Bogolubov Institute for Theoretical Physics, 1993, c.129-131.
25. Дмитренко P.В. .Коляда B.M., .Citomrt М.И. «Шевченко В.А.Устройство для обработки спектрометрической ш*формации//Лвторскоо свидетельство Но 674029, 1977 г. Бшш. 26, 1979, стр.193-196.
26. Андреев Е.А.,Скопвк М.И.,Шевченко В.А. Устройство для измерения величины заряда//Ав?орское свидетельство No 88Í63I. 02.1980 г.
27. Андреев Е.А.,Басенко В.К.Ситько О.П.,Скопюк М.И..РуОаисв И.Б. ■ Савченко В.А. Устройство дгя измерения воличтш тока/7 Авторское свидетельство Но S59276, Приоритет от 07.1981 г.,
23. Андреев Е.А.,Искренно Н.Я.,Си*ько О.П., Скспкк М.Й., '. Шевченко В.А.. Способ аналого-цифрового преобрЕ-зсвшпя и ■ устройство для его осуществления//
Авторское свидетельство Но 1473083.Приоритет 7.02.1936.
29. Андреев Е.О.,Скопхж М.1.,Сктько С.П..Шевченко В.А. Споо1б аналого-цифрового перетворення i прилад для його вшорнстшшя// Патент Укра1ни Но 1Б26, IS93 p¿, д1йсний до 2006 р.
30. Шевченко В.А. Разработка устройства цифрового амплитудного отбора и сжатия информации от 7-датч:псов//0тчет по НИР.Тема 95-78.Номер гос.per. 76050224. КРУ, Киев, 1976.
31. Шевченко В.А. Разработка устройства редакции наложенных сигналов 7-спектрометров//Отчет по НИР. Тема 194-77.
Номер гос.per. 77068459 КГУ, Киев, 1977.
32. Сит-,ко О.П. .Шевченко В.А. Разработка и изготовление комплекта аппаратуры для измерения характеристик ППД//0т юу па НИР, тема 193-78, Киев, 1979. Номер гос.рег. 78069345. ¡
33. Ситько С.П..Шевченко В.А. Разработка анвлого-цитрових устройств
получения и обработр информации датчиков излучений рентгеновских и 7-дучей в системах ВИУ/Отчег по НИР,тема 190-80, Ндаар госргзг. 80003698, КГУ, Каев, 1980,
84. Сильно О,П. .ШеЕченко В,А, Разработка аналого-цифровых устройств подления в обработки информация датчиков интенсивности рентгеновского и 7-излучэ'шя в системах СРТ//Отчет по НИР,тема 201-81,Номер гос.рег, 8I0013SS, КГУ, Киев, 1983, 65 стр..
35. Ситько О,П.,Шевченка В.Д.. Разработка аналого-цифровых приборов для работа о полупроводниковыми детекторами и комбинированными детекторами, состоявши из сцштиллятора и фотоприешшка//Отчет по тема IS2-84,Номер roo.per.640002034. КГУ, Киев, 1986.
36. Шавчешо В.А. . Исследование взаимодействия низкознергетичоских ионов о алементада' телескопов заряженных частиц для космических аппаратов//Отчат по тема 21Б-84.Номер roo.рег.840130234.
КГУ, Киев, 1987
37. Шевченко р,А., Исследование физических характеристик полу-проводвдкорых дотектороа, углеродных фолы и параметров спектрометрических систем для космических аппаратов.// Отчет по НИР I9I-88, Киев, I99X г., 66 стр.(ДСП).
38. Шевченко В.А., Досл1д»:ешш рад1ац1йних ефект!в в телескопах заряджеьих частгаюк для косм1чних апарат1в.//3в1т по тем1 72I/I, На деряреестрацП 0I93U0304I7, Ки1в,199Э.
39. Шевченко В.А., Досл1джеиня функцП в1дгуку низькогнергетичних 1он1в в детектуючих системах спектрометр1в заряджених частинок/ Зв1т по тем171Б,Нй держроестрацП 0I93U0304I9, Ки1в,1994.
40. Шевченко В.А. Исследовании функции отклика низкознергетичес-ких ионов в детектирующих системах спектрометров заряженных частшУ/ОтЧет ро теме 257-90, No roc;per.0I93U0420I2,Киев,1994.
41. Шевченко В.А.,Спектр та кутовий розпод1л 7-промен1в з реакц11 (п,п'7)//Допов1ь на.28 cecll проф.-викл. складу КЦУ,1971,0.14.
42. Андреев Е.А.,Ситько С.II., Шевченко В.А.Дифференциальные сечения и угловые распределения 7-лучей реакции (п,п'7) на Fe5", Рг"1 и Но,оь//Доклад на всесоюзном совещании по нейтронной физике. Киев,1971,
43. Андреев Е.А.,Ситько С.П., Шевченко В,А..Шриваотава Б.К. комплекс аппаратуры для исследований о быстрыми нейтронами// Доклад на всесоюзном совещании по нейтронной физике.Киев, 1971.
44. Андреев Е.А.,Ситько С.П., Шевченко В.А.»Шрявастава В.К. Исследование временных свойств спектроскопических ФЭУ и кристаллов /Доклад на 21 совещании по ЯО и САЯ»"Нзука", 1971.
46. Симоненко В.М.,С;пъко О.П.. Шевченко В.А. ИоолвДованио внсогп-эиергетичесгсих состояний ¡!о<г®. //Даялад на XXIÍ созецания по ПО и САЯ,"Наука", Л.,1972,Тезиса,ч.2, стр.8.
46. Кухно В.В., Попчетэд В.Л, Блок приоритетов для анализатора АИ-4096//Доклад на ХХ1У совещании по ЯО я САЯ,"Наука*, Л.,И74, Тезисы, стр.4Ь7.
47. Шевченко В.А.Блок стабилизации на МОП-интегральных макрсохемах. Доклад на,ХПУ ооЕощании по ЯО и САЯ, "Наука", Л. ,'1974,Ted,о.490.
48. Солезиев В.В., Шевченко В.А. Преобразователь вракя-ауплятуда на интегральных ПЛ-макроох<к«х//Дсялпд на ХХ1У ооеоздйяй по ЯО ? сая,"Наука",Л., 1974, Темой, сТр.491.
49. Андреев Е.Л.,Басенко В.К. .Ситыга О.П.«СтрйЕЗк В.И.Шезачеш'.о В.Л. Дифференциальные сечоняя и углоЕЫо распределения продукта (n,n'7> реакции на Ш"4//Доклад па ХХУ созощагои по ЯО и
САЯ,"Наука",Л.,1975, Тезисы, стр.348.
50. Иэвчанко В.А. Программе обработки сложных участков спсктроэ .на ЭШ./Доклад на 26 совед. tro ЯО и САЯ,"ilayira",Л. ЛУАЗД^з.п.Я73
61. йвлышкоэа H.А .Петренко И.В.'»РепоцклЗ О.П,,йеэтст:о З.Д.
Влияние блтаэго порядка ;:а остаточное удольнсэ зязктроослро-тивлепио в сплавах никель-хром// Доклад не б-or.; есосоюзнсм совещании по упорядочению птснов и влиянию упорядочения иа свойства сплавовЛомск, 1976, Тезисы, стр.211.
52. Скотск Н.И. .Шевченко В.А. 03 одной возмогзюпта пскявчения налояегашх тлпульсов а споктром8трии//Доклад на 23 noBGir.srnsi ■ по ЯО и САЯ,"Наука", Л.Д978, Тезисн, стр.613.
53. Глупко А.Я.,Скопюк М.И.»Шсрчанко В.А. Программа расчета оптимальных условий изкэреняя знергэтпчэскнх спектров гхротоноз из (п,р) ревнции//Доклад на 28 совещаний по ЯО .и САЯ,"Наука", Л.,1978, Тезисы,стр.151.
54. Бобырь В.В..Бордуля А.П.,Митрохин О.Е.,Михницм1й И.В., Шевченко В.А. Преобразователь время-код для реализации режима Мьд*ленного временного анализа в АИ-128-2//Доклзд на.1 всесоюзном совещания "Ядерю-физические методы анализа в контроле округагацей срода";Тезисы,1979,стр.24.
55. Еабырь B.B..Еордуля А.П. .Митрохин O.E.,Михницкий И.Б.,
Моисеев А.Н. .Шевченко В.А. Преобразователь время-код в методике измерения короткокиву щих активностей запаздывающих нейтронов./ Доклад на 5-ой всесоюзной кокфэренщш по нейтронной физике. Киев, 1980, Пр. стр.44.
Б6. Ляаенко В.А.,Скогшс W.U..Шевченко В.А. Полуавтоматический испытательный стенд дня исследоБашя характеристик полупроводашко-вых адсорбционно-чуьствительшх элементов газоанализаторов// Доклад на Всесоюзной научно-технической конференции "Новые физические припиши в аналитическом приборостроении". Кз:ев,1980,Тез.,с.151.
57. Андреев Е.А.,Басенко В.К,, Кошарский К.Г..Пшеничный O.A., Ситько С.П.,Скоток М.И..Шевченко В.А. Прецизионный преобразователь с новым пршщглом аналого-цифрового кодирования. Доклад на XXXII совещании по ЯС и САН,"Наука", Л.,1982, Тезисы, стр.472.-
58. Андреев Е.А..Еасенко В.К,.Барабаш Л.И.,Кибкало Т.И., Розенфельд 4.Б..Васильев Ю.О.,Ситько С.П.,Скопюк М.И., Шевченко В.А.-. Полупроводниковый детектор удельных потерь в методике электронного коллимирования нейтронов//Доклад на XXXII совещании по ЯС и САЯ,"Наука", Л.,1982, Тезисн, стр.484.
53. Колэсанов А.Ф.,Скопюк М.И.,Шевченко В.А.. Измерительная система автоматический измеритель среднего тока - анализатор АИ-4096 -эффективное средство регистрации тока детекторов излучения ВРТ/ Доклад на 5-ой всесоюзной конференции "Фотометрия и ее метрологическое обеспечение. Москва,.Госкомстандарт, 1984 г..
60. Андреев Е.А.,Басенко В.К.Кошарский К,Г..Пшеничный С.А, Ситько С.П., Скопюк М.И..Шовчонко В.А.. .Исследование свойств фотоприемников комбинированных детекторов рентгеновского излучения типа сцштишлтор-фотоприемник//Доклад па ХХХУ1 совещании по ЯС. и САЯ,"Паука", Л.,1986,Тезисы, стр. 530.
61. Андреев Е.А..Касенко В.К.Кошарский К.Г..Пшеничный С.А, Ситько С.П.. Скопюк М.И..Шовченко В.А.. Исследование технических характеристик ишрокодиапазонного АЦП/Доклад на 36 совещании по ЯС и САЯ,"Наука", Л.,1986, Тезисы,' стр. 582.
62. Митрохин O.E.,Стрижек В.И..Шевченко В.А..Методика ускорения одиночных ионов с А= 1-15 в интервале снергий 20-500 кэВ.//
D книге "Ядерная спектроскопия и структура атстпого Ядра", "Наука", Л.,1988, стр. Б79. *
63. Строят O.E. (Шосчоысо В.Л. Получит о сворхолаОих потоков ио:та-. в диапазоне 20-500 !гэВ//Доклад на 18-ш оовшцада но фаз'жа взаимодействия з-ретешшу частиц о кристалле®. Кос:ша, 1939.
64. Митрохин O.S. ,Шончй1П.'о В,А.» Изме^эшкэ-»ертвах сдао йоврхйост-ио-барьерпнх крештешга детоктороп//Доклад из 18-см Оовееспш? по фирико вэзшодвйотгяя эаряяэшзх частя« о vpsovaama.
•Москва, 1988.
65. Скачко Л.Б..Шевченко В.Д., Автомэтгдированкрл систем упрзвленш: сепаратором ионов.//В ккага "Ядарняя спзктроош&я й свдктуро ато:итого ядра","Наука", Л., 1990, стр.4БТ.
SS. Чулков 0.0. ,Вей"шшо В.А., Йсследгознне рзспрздзлшм тонких слоев золота на крокш;И//3 книге гЯлтт егехтртсяоЗБй к структура итог,того ядра", 'Нзука", Л.,1930, «Тр.47Г.
67. Дяоссш М.Н.Крашепкттов В.Д. .Шзвченяо В.Л., фунлщя ,отялтгч ЮЩ различнпх коясгрукциЗ пра регистрации пазкозуергетп-шк, лептах исноп//В книге "Ядеряая сяектроскошя п стру::т?рз ятсмого ядра "/'Наука'*, I.,I99It стр.-IEi..
68. Дзтсскм М.Н.Йрпйешшников В.Д.,Шзичеш:о Я.Д., К^тзтао umjsT! кона яа пепроя-нбдптвлыгаэ ноФеря вкчрпй гг^ноотехсвчкчиг*: лепшма воракя о рабочем соьеко ППД//В пшгэ «iü^ifr-scii cnoKirc-скопия и структура атомного îtspaV'Hayns", Л. »i.-rii, стр.4С5.
69. Дяассям Н.Н.Кражшинштов 13.Д. .'Шевченко В.Л., Sir-proпяасяап пгенсямооть сече:шя тормояеяха протонов в ВТСП//В 1зкге"Я™рча<-спектроскопия п структура г,тогл:ого ядрв,г,Л?02гиа"!Л.,1992,0.098.
70. Дгвссям М.Н.Крзивнипиииов В.Д. »Шевчопко B.Ä., Испольоевсчкь метода ядерного обратного рвссеяийя для измзрзЕКЯ. сечопзя тор'ог.опил протонов в области srtepnia 80-240 язВ//В ¡ййге "Ядерная спектроскопия и структура отсмпого ядра'*, "Наука", Л., 1992, стр.399. .' • .
71. Дйасгазм И.Н.Крйпотшийков В.Д. «Морозова ё.И»,Шевченко В.&.; Измеретл функции отклика ГЩ. Доклад,
Кеадулороднпп конференция , CFT, 1993 г.
72. Крашенинников В.Д. .Морозова Ё.И. .Шапченко В.А. »Неоднородности мертвой зои! пролетных ПЦД телескопов еаряяетшх часткц// 1езиси доклада на'совещании по ЯО a CAfli , Дубка, 1903.с.379. .
73. Шевченко В.А..Прилада електрон1ки для застооування у приклвдн1й ядерн1й ф18нц1//Допов1дь на Науков1й конференцП КиГвського ун1вэрсигвту, 1£н1в, 1993, стр, 17.
74. Морозова Е.И..Шевченко В./., Корреляция статистических параметров фор.ш функции отклика и толщины мертвой а спи поверхноотно-Оарьврных полупрово.щшковнх детекторов.//Тезисы доклада на совещании по ЯО и САЯ, Ст.ПетрОург, 1934, с.366.
76. Krashenlnlkov V.D..Morozova B.I..Shevchenko V.A. THE BEAD LAYER INVESTIGATION Of THF. ДЕ SURFASE-BARRIER DETECTORS// Thirteenth International Conference on the Application of Accelerators in Research & Induatiy, Univ. of North Texas, Denton,USA, Nov.1994, Abstracts AARI,p.21. (Nucl.Inatr.& Meth.in publication).
76. Jasaim M.H.,Krasheninnlkov V.D.,Shevchenko V.A. RB3 INVESTIGATIONS OF STOPPING POWER 1H USING THICK TARGET// Thirteenth International Conference on the Application of Accelerators in Research fc Industry, University of North Texas, Denton, USA, Nov.1994,Abstracts MRI,p.96. (Nucl.Inatr.& Meth.in publication)
Шевченко В.А. Розвиток ядерно-ф1зкчних методик 1 1х ввстосуваяйя в експериментальШй 1 прикладп1й ядерн1й ф1оиц1. ' Дисертац1я не здобуття вченого схупеня доктора ф1зико-математич-ник наук по спец1альност1 01.04.16 - ф1зика ядра i елвьентарних частинок, 1нститут ядерних досл1джень НАН УкраГни, Ки1в, 1995. До захисту представлено 71 иаукову роботу, 4 евторськ1 св1доцтва 1 один патент Укра1ни,йк1 м1цтять результата Методичних розробок <спектрометричн1 комплекса, приотро! ивидко1, прециз1йно! i циф-рово! електрон1ки для досл1джень ядерних роакЦ1й з нейтронами! для застосувань в екологП, в обчислявальних рентген1вських томографах, для:дсзл1джень повэрмИ твердих т1л 1 дэтектор1в ядерного випром1яювання) 1 результата доол1дяень: реакцИ (п,п*7) на деякях ядрах, енерготкчних витраг протон1в на елементах ¥в, Bi, Cd, Au 1 кадпров1днику Y,BaiCua0K5 ампл1тудаого дефекта 1 функцИ в1дгуку нап1впров1дникових детектор1в. КЛЮЧ0В1 СЛОВА: ядерн1 ревкцИ, нейтрон, детектор, рентген1нсь:®й обчислювальний томограф, резерфорд1вське зворотне -роас1яння.
Sheychenko Y.A. Developmert of the Nuclear Physic's Mcthodics and their Application in the Experimental and. Applied Huclear Physics. ; '
Dissertation on degree of a doctor of о dense on speciality 01.04.16 -nuclear physics and elementary particleB, Institute of Huclear Research of National Academy of Sclense of Ukraine, Kyiv, 19V5.
For defence of a doctor's 71 scientific works, 5 patents are presented. There are content results of elaborate of the nuclear physic's methodicB (complex of spectrometrs, apparatus fast, precise and digital electronics for research of nuclear reactions . with neutrons, for application in ecology, In computed x-ray tomography, for research of the solid state's surface and the detectors of the nuclear radiation) and results of themeasu-rements of (r.,n'y) reactions on some nucleara, stopping povier of pro tone in Fe,Si,Cd, - Au and. superconducting Y,BatCus0«; pulap height defect and response function in semiconductor detectois. KEY WORDS: nuclear reactions,neutron, detector,computed x-ray tomograph, Peaerford back scattering.
