Идентификатор делящихся ядер Советский патент 1989 года по МПК G01T1/38 

Изобретение относится к области экспериментальной ядерной физики и может быть использовано в экспериментальных исследованиях ядерного деления.

Известно ионообменное устройство для отделения дочерных радиоизотопов от материнского радиоизотопа. Устройство включает две камеры, одна внутри другой, и фильтрующее устройство между ними.

Недостатком такого устройства яв.ляется его непригодность из-за селективности фильтра для идентификации одновременно двух осколков из одного акта деления, необходимо для установления зарядового числа неизвестного спонтанно делящегося изотопа.

Известен телескоп, состоящий из ионизационной камеры и полупроводникового детектора, с помощью которого производят идентификацию продуктов ядерных реакций по величине их удельной ионизации и полной энергии.

Недостатком такого телескопа является также его непригодность для идентификации одновременно двух осколков спонтанного ядерного деления , образующихся в одном акте деления, необходимой для пахождения зарядового числа неизвестного спонтанно делящегося изотопа, из-за разлета осколков после деления в противоположные стороны.

Ближайшим к заявляемому является идентификатор делящихся ядер, содержащий поверхностно-барьерные полупроводниковые детекторы, ионизационные камеры, держатель делящегося материала, коллиматоры и вакуумный кожух. С помощью этого устройства из различных комбинаций налетающая частица-мишень находят верхнюю и нижнюю границу зарядового числа деляющегося ядра.

Недостатком такого способа нахождения зарядового числа делящегося

ядра является, как значительная неопределенность в установлений элементной принадлежности делящегося ядра, так и ограниченность его использования, а также большая затрата дорогостоящего времени ускорителя.

Целью настоящего изобретения является увеличение точности определения зарядового числа спонтанно делящегося -изотопа.

Указанная цель достигается тем, что в известном идентификаторе делящихся ядер, содержащий поверхностнобарьерные полупроводниковые детекторы, ионизационные камеры, держатель делящегося материала, коллиматоры установлены соосно и выполнены из диэлектрического материала, с помещенным между ними держателем делящегося материала, и с нанесенной на их внешнюю полость тонкой металлической пленкой, используемой в качестве сигнальных электродов ионизационных камер, а на инверсионных слоях полупроводниковых детекторов укреплены металлические контакты, служащие заземленными электродами ионизационных камер, причем держатель делящегося материала выполнен изолированно от остальных элементов устройства.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства.

Данное устройство содержит вакуумный кожух 1, алюминиевые контакты полупроводниковых детекторов 2,12, полупроводниковые пластины 3,11, золотые контакты полупроводниковых детекторов 4,10, металлические пленки на коллиматорах 5,9, коллиматоры из диэлектрического материала 6,8, держатель делящегося материала 7.

Вначале, чтобы обеспечить минимальный разброс по пробегам, влияющий -на разрешение ионизационной камеры, при минимальной потере в эффективности регистрации осколки коллимируются (6,8). Затем величина удельной ионизации тяжелого осколка

dE „„ 2/3 dx

(где С - const, Z - зарядовое число осколка) измеряется ионизационной . камерой, электродом которой для сбора электронов служат металлические пленки 5,9 на коллиматорах 6,8. Функцию другого электрода камеры выполняют заземленные золотые контакты 4,10 полупроводникового детектора, а также держатель делящегося материала, на который подано такое положительное напряжение (по величине ниже .,, чем на металлическую пленку), чтобы обеспечить точной такой же ионизационный режим, как между металлической пленкой и золотым контактом Все это позволяет обеспечить полный сбор электронов и тем самым получать высокое разрешение камеры. Полная энергия осколка измеряется полупроводниковым детектором. Энергия второго осколка из одного акта деления регистрируется вторым полупроводниковым детектором, благодаря соосности коллиматоров 6,8. В итоге, откладывая величину 1, снимаемую с одной из камер, на одной из осей плоскости многомерного анализатора, а на другой - энергию деления, получаемую сложением сигналов с полупроводниковых детекторов, получим прямые параллельные оси энергий, на каждой из которых расположатся осколки с одним и тем же зарядовым числом согласно 1. А осколки из одной и той же пары расположатся на одном уровне параллельном оси удельной ионизации, из-за существования для каждой комби нации осколков всего лишь одной величины дефекта массы. И вследствии последнего сумма зарядовых чисел 7 - осколков на одном уровне и будет равна величине зарядового числа спонтанно делящегося изотопа. Сигнал с другой ионизационной камеры с суммарным сигналом с полупроводниковых детекторов фиксируется на другом анализаторе. А складывая спектры, полученные на этих анализаторах, можно повысить эффективность регистрации осколков вдвое. Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет надежно идентифицировать спонтанно делящиеся изотопы и сократить количество дорогостоящего времени ускорителя, используемого для этой цели с помощью известных устройств. Все это позволяет использовать предлагаемое изобретение для поиска ядер в сверхплотном состоянии, а также для идентификации новых синтезированных эаурановых элементов по спонтанному делению.

ВДЕНТИФИКАТОР ДЕЛЯЩИХСЯ ЯДЕР, содержащий поверхностнобарьерные полупроводниковые детекторы, ионизационные камеры, держатель делящегося материала, коллиматоры и вакуумный кожух, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности определения зарядового числа спонтанно делящегося изотопа, коллиматоры установлены соосно и выполнены из диэлектрического материала, с помещенным между ними держателем делящегося материала, и с нанесенной на их внешнюю поверхность тонкой металлической пленкой, используемой в качестве сигнальных электродов ионизационных камер, а на инверсионных слоях полупроводниковых детекторов укреплены металлические контакты, служащие заземленными электродами ионизационных мер, причем держатель делящегося ма(Л териала, выполнен изолированным от, остальных элементов идентификатора.