Резонансный фильтр Советский патент 1982 года по МПК G21K1/12 G21K3/00 

Изобретение относится к ядерному гамма-резонансу (ЯГР) и может быть использовано для уменьшения ширины линии резонансного излучения изотопов, используемых в мессбауэровской спектроскопии. Дпя сужения -линии источника используются вещества, содержащие ядра с квадрупольным расщеплением возбужденного уровня и имеющие нулевой изомерньй сдвиг по отношению к линии излучения источника. Такое вещество помещаемое перед источником на пути распространения гамма-квантов, получило название резонансного фильтра Недостаток данного резонансного фильтра обусловлен тем, что вещества с изомерным сдвигом относительно .линии излучения,равным нулю, практически отсутствуют. Наиболее близким к предлагаемому 1 вляется резонансный фильтр, содержащий вещества с резонансными ядрами 2.... Вещество с изомерным сдвигом, близким к нулю, обладает фиксированной величиной квадрупольного расщепления и позволяет сузить линию излучения источника до определенной величины, соответствующей данному квадрупольному расщеплению. Дальнейшее сужение ширины линии в этом случае может быть достигнуто лишь за счет увеличения зйзфективной поглотителя, что ведет к потере интенсивности линии излучения, прошедшей через фильтр. Попытки изменить ширину линии без увеличения эффективной толщины поглотителя сводятся к изменению величины квадрупольного расщепления фильтра путем нарушения структуры вещества, например в случае фильтра из окиси олова, к получению ее дефектной модификации. Однако воздействие на структуру ке позволяет получить вещество с заданной величиной квa; рупольного расщегшения, а следовательно, желаемым образом изменить ширину линии излучения, К настоящему времени найдены фильтры только для соединений олова Цель изобретения - улучшение спектральной характеристики фильтра обеспечение возможности перестройки и расширение количества мессбауЭрОВСКИХ.изотопов, для которых могут быть использованы резонансные фильтры. Указанная цель достигается тем, что в резонансный фильтр, содержащий вещество с резонансными ядрами, дополнительно введены два последовател но размещенных на приводах постоянной скорости однолинейных поглотителя. Подбор скорости каждого из поглотителей позволяет получить фильт с нулевым энергетическим сдвигом по отношению к линии излучения источни ка. Изменение величины скорости дви жения однолинейных поглотителей относительно друг друга позволяет варьировать расстояние между максимумами поглощения и тем самым менят ширину линии излучения источника по ле прохождения через резонансный фильтр. На фиг. 1 схематически изображена конструкция спетрометра ЯГР для работы с фильтром; на фиг. 2 график зависимости ширины линии излучения от величины расстояния межд максимумами поглощения однолинейных поглотителей. Мессбауэровский спектрометр вклю чает в себя источник I резонансных гамма-квантов, однолинейные поглоти тели 2 и 3, помещенные на приводы 4 и 5 постоянной скорости, привод 6 постоянного ускорения, на котором находится исследуе№лй образец 7, и детектор 8. Устройство работает следующим об разом. Однолинейным поглотителям 2 и 3 сообщается допплеровское смещение с помощью приводов 4 и 5 постоянной скорости. Одному из поглотителей, например 2, сообщается допплеровско смещение V.,/-S, а поглотителю 3 допплеровское смещение по отношению к линии испускания источника, где сА - величина изомерного сдвига однолинейного поглотителя по отношению к линии испускания источника; S- величина допплеровского смещения, сообщаемая поглотителям приводами постоянной скорости в отсутствие изомерного сдвига. Гаммакванты проходят через поглотители 2, 3 и попадают на исследуемое вещество. Регистрация спектра проводится обычным способом. Контур линии излучения источника после прохождения через резонансный фильтр описывается уравнением аз iu,) (Л)и где Л, интенсивность источника; 5 ширина линии испускания источника;эффективная толщина однолинейного поглотителя; x-iL энергия Е в единицах; j t2- - расстояние между максимумами поглощения однолинейных поглотителей в единицах;%-4 ширина линии поглощения однолинейных поглотителей в единицах. Ширина линии Л (х, у), прошедшей через резонансный фильтр, где Г - действительная щирина линии, может быть определена из уравненияКо,) - з(х , у). k Из фиг. 2 видно, что ширина Хд, линии излучения источника после прохождения через резонансный фильтр изменяется в зависимости от величины расстояния у между максимумами поглощения однолинейных поглотителей. причем для каждой эффективной толщины однолинейных поглотителей Т существует такое расстояние у, для которого щирина линии минимальна. Предлагаемый фильтр дает возможность изменять расстояние у путем изменения величины постоянной скорости, сообщаемой поглотителями 2 и 3, поэтому он позволяет изменять ширину линии источника и получать минимально возможные ширины линий, прошедших через резонансный фильтр при заданной эффективной толщине Тф однолинейных поглотителей. В отличие от фильтра, содержащего вещество с квадрупольным расщеплением и близким к нулю изомерным сдвигом, этот фильтр позволяет избирательно изменять ширину линии излу