ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Синтез первых трансактиноидов из "Изотопы Свойства, получение, применение Том 2" В этом методе в процессе слияния с тяжёлой частицей в ядро-мишень вносится вся масса бомбардирующего ядра. [c.47] Минимальная энергия возбуждения реализуется при пороговой энергии реакции слияния, соответствующей в первом приближении кулоновскому барьеру Е = Вс — Q В случае тяжёлых ядер мишени Бс 5 МэВ/н. [c.47] В отличие от (п, 7)-реакций, где энергия возбуждения ядра составляет около 6 8 МэВ, в реакциях слияния, вызываемых даже такими лёгкими ионами как Не, Е 20 МэВ. С увеличением массы налетающей частицы энергия возбуждения компаунд-ядра будет расти вследствие увеличения кулоновского барьера. Девозбуждение горячего ядра, т. е. переход его в основное состояние Ех = 0), будет протекать в основном через эмиссию нейтронов и гамма-лучей. [c.47] Отношение Гп/Гю1 может быть рассчитано в рамках статистической теории при определённых предположениях о термодинамических свойствах нагретого ядра. Величина сгхп( х), характеризующая вероятность выживания продуктов испарения, резко уменьшается с ростом Ех (это равносильно увеличению числа каскадов испарения нейтронов). Ситуация усугубляется тем, что амплитуда оболочечной поправки, препятствующая делению ядра в основном состоянии, быстро уменьшается с увеличением энергии возбуждения ядра. Оба эти фактора ведут к экстремально малой вероятности выживания тяжёлых компаунд-ядер. По отношению к реакциям нейтронного захвата, ведущим к образованию актиноидов с сечением в десятки и сотни барн, сечение образования трансактиноидов в реакциях с тяжёлыми ионами составляет всего 10 -Ю барн и экспоненциально убывает при продвижении в область СТЭ. Однако, несмотря на столь низкие сечения, реакции с тяжёлыми ионами являются, по существу, единственным способом синтеза элементов с Z 100. [c.47] Стратегия экспериментов, нацеленных на синтез новых изотопов, определяется в значительной степени радиоактивными свойствами, и, прежде всего, временами жизни синтезируемых нуклидов. Времена жизни могут варьироваться в широких пределах (от мкс), т.е. работа используемых экспериментальных установок должна быть чрезвычайно быстрой. В то же время продукты испарения нейтронов, выход которых очень мал, должны сепарироваться за короткое время от огромного количества побочных продуктов, вероятность образования которых выше на восемь-десять порядков величины. Такие условия выполняются при сепарации in-flight (за временной интервал 10 -10 с) с учётом кинематических характеристик различных каналов реакции. [c.48] Необходимо отметить, что в реакциях слияния, ведущих к формированию компаунд-ядра, импульс налетающей частицы полностью передаётся компаунд-системе в результате энергия и импульс ядер отдачи хорошо определяются. Следовательно, проблема сводится к сепарации ядер отдачи, испущенных в узком угловом интервале -дь = 0° 2,5° относительно направления пучка ионов, в соответствии с их скоростями (или энергиями). Это можно осуществить при помощи фильтров скоростей Вина (сепаратор SHIP в GSI) [11] или селектора энергии (сепаратор ВАСИЛИСА, ОИЯИ) [12], где продукты реакции разделяются в соответствии с их электрическими жёсткостями в поперечных электрических полях. По сути, эти функции могут выполняться установками другого типа — газонаполненными сепараторами, где ядра отдачи разделяются по их магнитной жёсткости в газовой водородной или гелиевой среде при давлении около 1 торр (рис. 11.2.1). [c.48] Поскольку тяжёлое ядро отдачи и налетающий ион движутся с разными скоростями, их равновесные заряды сильно отличаются друг от друга. Этот эффект особенно сильно выражен при низких скоростях атомов отдачи, близких к скорости Бора (г в = 2,19 10 см/с). В этом случае продукты испарения можно отделить от ионов пучка и других ядер вследствие большого различия их магнитной жёсткости. [c.49] Каждый стрип имеет продольную чувствительность. Позиционное разрешение каждого стрипа определяется экспериментально. Это достигается выбором реакций, в которых известные атомы отдачи испытывают последовательный а-распад или спонтанное деление. Позиционное разрешение зависит от типа регистрируемых частиц (ядра отдачи, альфа-частицы или осколки спонтанного деления). Однако более 95% всех заряженных частиц, сопровождающих распад имплантируемого ядра, как правило, находится в пределах Да 1,5 мм. Таким образом, вся площадь фронтального детектора эффективно разделяется на приблизительно 500 индивидуальных ячеек. Каждая ячейка несёт информацию о времени прибытия и энергии ядер отдачи, а также о времени последовательных распадов. Фронтальный детектор окружён боковыми детекторами. Таким образом, вся система представляет собой сборку с открытой передней стенкой. Это увеличивает эффективность детектирования 0 -частиц от распада имплантированного ядра до 85-87% от 4тг. [c.50] Для разделения сигналов ядер отдачи от сигналов, ассоциированных с частицами их распада, перед фронтальным детектором устанавливают вре-мяпролетный (TOF) детектор. Отбор искомых ядер от побочных событий осуществляется по их генетическим распадам. Материнское ядро, имплантированное в детектор, может быть надёжно идентифицировано, если последовательные а- и /9-распады ведут к нуклидам с известными свойствами. Этот метод успешно применялся в экспериментах, посвящённых синтезу изотопов элементов с Z = 107-111 N — Z 53) в реакциях холодного слияния. [c.50] Вернуться к основной статье