ЛУКРЕЦИЯ эксперимент
| Список экспериментальных установок ISOLDE | |
|---|---|
| COLLAPS , CRIS , EC-SLI , IDS , ISS , ISOLTRAP , LUCRECIA , Miniball , MIRACLS , SEC , VITO , WISArD | |
| Другие удобства | |
| Врачи | Медицинские изотопы, собранные из ISOLDE |
| 508 | Лаборатория физики твердого тела |
Эксперимент LUCRECIA — это постоянная экспериментальная установка на установке ISOLDE в ЦЕРН . Цель LUCRECIA — проанализировать структуру ядра и использовать ее для подтверждения теоретических моделей и предсказаний звезд . Эксперимент основан на гамма-спектрометре полного поглощения (TAS), предназначенном для измерения воздействия бета-излучения . [1] [2]
Фон
[ редактировать ]Когда нестабильное родительское ядро распадается в результате бета-распада , может произойти последующее испускание гамма-излучения . Распад будет зависеть от родительского ядра и доступных уровней и гамма-переходов, которые могут иметь место в дочернем ядре . [3] Методика измерения гамма-излучения с хорошей эффективностью известна как спектроскопия полного поглощения .
Эффект столпотворения связан с трудностью использования детекторов высокого разрешения в экспериментах по бета-распаду для построения сложной схемы уровней. с низкой эффективностью Детекторы приведут к тому, что некоторые переходы гамма-излучения будут исключены из набора данных, а определенная схема подачи будет неверной. [4] Схема питания относится к вероятности того, что родительское ядро напрямую распадется до уровня дочернего ядра.
Спектрометр полного поглощения состоит из сцинтилляционного кристалла , охватывающего почти весь телесный угол, окружающий радиоактивный образец. В идеале кристалл должен быть достаточно толстым, чтобы иметь общую эффективность, близкую к 100%, и быть слепым к любому другому типу излучения. Фотоумножители (ФЭУ) прикреплены к кристаллу для сбора гамма-сцинтилляционного света, создаваемого в кристалле гамма-излучением. Используемая техника может противостоять эффекту столпотворения. [5]
Экспериментальная установка
[ редактировать ]
LUCRECIA установлена в конце одной из линий луча ISOLDE и состоит из TAS с ленточной станцией для имплантации радиоактивной активности. [1] Пучки радиоактивных ионов от ISOLDE имплантируются на ленту (удерживаемую лучевой трубой), которая затем транспортируется в центр TAS для измерения. Изменяя положение роликов, можно имплантировать луч непосредственно в центр ТАС, что позволяет проводить измерения более экзотических ядер с более короткими периодами полураспада или за пределами спектрометра и перемещать их в детектор. [ нужна ссылка ]
ТАС изготовлен из куска NaI (Tl) цилиндрической формы высотой 38 см. Цилиндрическая полость диаметром 7,5 см расположена перпендикулярно ее оси симметрии . [6] Полость позволяет лучевой трубе войти в детектор и расположить радиоактивный источник в центре детектора, а также позволяет разместить вспомогательные детекторы на противоположной стороне для измерения другого излучения, такого как бета-частицы, рентгеновские лучи или гамма-излучение. . [2] Использование резонатора снижает общую эффективность LUCRECIA (примерно до 90% в диапазоне от 300 до 3000 кэВ). [7] Для сбора света используются восемь ФЭУ, а общая скорость счета поддерживается ниже 10 кГц, чтобы избежать наложений. [8] [9]
Вокруг ТАС расположена защитная коробка толщиной 19 см, состоящая из четырех слоев: полиэтилена , свинца , меди и алюминия . Коробка поглощает большую часть внешнего излучения, включая нейтроны , космические лучи и фон от объекта. [10]
Результаты
[ редактировать ]Результаты экспериментов, проведенных на установке LUCRECIA, смогли подтвердить теоретические предсказания о вытянутой форме 76 Sr основное состояние и примесь вытянутой и сплюснутой формы для 74 Кр основное состояние. [11] [2] [6]
Аналогичные исследования были проведены в нейтронодефицитной ртутной области. [12]
В настоящее время несколько экспериментов находятся на стадии «подготовки» с использованием установки LUCRECIA на установке ISOLDE. [13] [1]
Внешние ссылки
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Начер, Энрике; Альгора, Алехандро; Берта, Рубио (8 января 2020 г.). «Модернизация и научная программа LUCRECIA, спектрометра полного поглощения в ISOLDE» . ЦЕРН. Женева. ISOLDE и Комитет по нейтронным времяпролетным экспериментам .
- ^ Jump up to: а б с Нахер, Э.; Алгора, А.; Рубио, Б.; Тейн, Дж.Л.; Кано-Отт, Д.; Куртин, С.; Дессань, доктор философии; Марешаль, Ф.; Миэ, Ч.; Пуарье, Э.; Борге, MJG; Эскриг, Д.; Юнгклаус, А.; Сарригурен, П.; Тенгблад, О. (9 июня 2004 г.). "Деформация $N=Z$ ядра $^{76}\mathrm{Sr}$ с использованием исследований $\ensuremath{\beta}$-распада" . Письма о физических отзывах . 92 (23): 232501. arXiv : nucl-ex/0402001 . doi : 10.1103/PhysRevLett.92.232501 .
- ^ Рубио, Б.; Геллетли, В. (2007). «Спектроскопия полного поглощения» (PDF) . Румынские доклады по физике . 59 (2): 635–654.
- ^ Мескита, Амир (10 февраля 2012 г.). Ядерные реакторы . Совет директоров – Книги по запросу. ISBN 978-953-51-0018-8 .
- ^ Эйсто, Юха; Эронен, Томми; Йокинен, Ари; Канкайнен, Ану; Мур, Иэн; Пенттиля, Хейкки (23 января 2014 г.). IGISOL: Три десятилетия исследований с использованием техники IGISOL в Университете Ювяскюля . Springer Science & Business Media. ISBN 978-94-007-5555-0 .
- ^ Jump up to: а б Рубио, Б; Геллетли, В; Нахер, Э; Алгора, А; Тайн, Дж.Л.; Перес, А; Кабальеро, Л. (01 октября 2005 г.). «Исследования бета-распада методом полного поглощения: прошлое, настоящее и будущее» . Журнал физики G: Ядерная физика и физика элементарных частиц . 31 (10): С1477–С1483. дои : 10.1088/0954-3899/31/10/017 . ISSN 0954-3899 .
- ^ Алгора, А.; Ганиоглу, Э.; Сарригурен, П.; Гуадилья, В.; Фрайле, LM; Нахер, Э.; Рубио, Б.; Тейн, Дж.Л.; Аграмонт, Дж.; Геллетли, В.; Бриз, Дж.А.; Чакирли, РБ; Фалло, М.; Джордан, Д.; Халас, З. (10 августа 2021 г.). «Исследование β-распада 186Hg методом гамма-спектроскопии полного поглощения» . Буквы по физике Б. 819 : 136438. doi : 10.1016/j.physletb.2021.136438 . hdl : 10261/261345 . ISSN 0370-2693 .
- ^ Бриз, Дж.А.; Нахер, Э.; Борге, MJG; Алгора, А.; Рубио, Б.; Тейн, Дж.Л.; Кано-Отт, Д.; Куртин, С.; Дессань, доктор философии; Марешаль, Ф.; Миэ, Ч.; Пуарье, Э.; Эскриг, Д.; Юнгклаус, А.; Тенгблад, О. (30 июня 2015 г.). Спектроскопия полного поглощения ядра N=Z 72 Kr . Журнал Физического общества Японии. дои : 10.7566/JPSCP.6.020050 . ISBN 978-4-89027-110-8 .
- ^ Гуадилья, Виктор; Пфюцнер, Марек; Аграмунт, Хорхе; Альгора, Алехандро; и др. (5 января 2021 г.). «Спектроскопия бета-распада 27Na и 22O для исследования изоспиновой асимметрии в sd-оболочке» . ЦЕРН. Женева. ISOLDE и Комитет по нейтронным времяпролетным экспериментам .
- ^ Нахер, Э; Алгора, А; Рубио, Б; Тайн, Дж. Л.; Кано-Отт, Д; Борге, MJ G; Куртин, С; Дессань, доктор философии; Эскриг, Д; Фрайле, Л.М.; Геллетли, В; Юнгклаус, А; Ле Скорне, Ж; Марешаль, Ф; Миэ, Ч (05 апреля 2004 г.). «Спектроскопия полного поглощения 76Sr на спектрометре Lucrecia в ISOLDE» . Ядерная физика А . Материалы Восьмой Международной конференции по ядерно-ядерным столкновениям (NN2003). 734 : E84–E87. doi : 10.1016/j.nuclphysa.2004.03.026 . ISSN 0375-9474 .
- ^ Пуарье, Э.; Марешаль, Ф.; Дессань, доктор философии; Алгора, А.; Борге, MJG; Кано-Отт, Д.; Каспар, Дж. К.; Куртин, С.; Девин, Дж.; Фрайле, LM; Геллетли, В.; Хейтц, Г.; Юнгклаус, А.; Скорне, Г. Ле; Миэ, Ч. (03.03.2004). «Прочность B (GT) по измерениям β-распада и предполагаемому смешению форм в Kr 74» . Физический обзор C . 69 (3): 034307. doi : 10.1103/PhysRevC.69.034307 . hdl : 10261/5958 . ISSN 0556-2813 .
- ^ Алгора, А.; Ганиоглу, Э.; Сарригурен, П.; Гуадилья, В.; Фрайле, LM; Нахер, Э.; Рубио, Б.; Тейн, Дж.Л.; Аграмонт, Дж.; Геллетли, В.; Бриз, Дж.А.; Чакирли, РБ; Фалло, М.; Джордан, Д.; Халас, З. (август 2021 г.). «Исследование β-распада 186Hg методом гамма-спектроскопии полного поглощения» . Буквы по физике Б. 819 : 136438. doi : 10.1016/j.physletb.2021.136438 . hdl : 10261/261345 .
- ^ «Серая книга» . greybook.cern.ch . Проверено 31 июля 2023 г.