• A£°m and pp —~ A (missing massl at 6 GeV. Nucl. Phys. B141 (1978) 48. R. Beuselinck et al., M. E. J. Wigmans: Performance of the External Muon Identifier for the Big European Bubble Chamber. Nucl. Instr. & Meth. 154 (1978) 445. C. Dionisi, R. Armenteros, j . Diaz, Ph. Gavillet, J. B. Gjy, A. Gurtu, R. J. Hemingway, M. Mazzucato, P. Trepagnier, R. Blokzijl, G. G. G. Massaro, B. Jongejans, J. Engelen, J. J. Timmermans, R. T. Van de Walle, B. Foster, P. R. Lamb, W. L. McDowell: An 1 = 1 enhancement at a mass of 1550 MeV in the (An) and (2n) systems. Phys. Lett. 78B (1978) 154.
122
C. Dionisi, J. Diaz, R. Armenteros, Ph. Gavillet, A. Gurtu, R. J. Hemingway, M. Mazzucalo, R. Blokzijl, J. C. Kluyver, G. G. G. Massaro, W. J. Metzger, J. Schotanus, H. G. Tiecke, B. Foster, P. R. Lamb, W. L. McDowell: An enhancement at the 2K threshold (1680) MeV observed in K~p reactions at 4.2 GeV/c. Phys. Lett. 80B (1978) 145. J. J. Engelen, M. J. Holwerda, E. W. K-ttel, H. G. J. M. Tiecke, J. S. M. Vergecsl, B. Jongcjans, G. G. G. Massaro, H. Voorthuis, R. J. Hemingway, S. O. Holmgren, M. J. Losty, S. Yamashita, P. Grossman, L. Lyons, L. McDowell: A Study on non-chargeexchtmge K°x— production in the reaction K~p — R"x~p al 4.2 GeV/c. Nucl. Phys. B134 (1978) 14. R. J. Fisk et al., J. C. Sens: Correlations between two hadrons at large transverse momenta. Phys. Rev. Lett. 40 (1978) 984. K. i. F. Gaemers, G. Gounaris: Bremsstrahlung production of Higgs bosons in e*e~ collisions. Phys. Lett. 77B (1978) 379. S. N. Ganguli, R. J. Hemingway, S. O. Holmgren, M. J. Losty, H. Muirhead, W. Kittel, C. L. A. Pols, W. D. Shcphard, J. S. Vergeest, P. R. Lamb, J. Wells: Inclusive Production of Lambda in the Proton Fragmentation Region from K~p — AX at 4.2 GeVlc. II Nuovo Cimento 44A (1978) 345. Ph. Gavillet, J. Diaz, C. Dionisi. A. Gurtu, R. J. Hemingway, M. J. Losty, J. C. Marin, M. Ma/./.ucato. L. Montanct, E. Pagiola, K. Blokzijl, B. Jongejans, G. G. G. Massaro. H. Voorthuis. J. J. Engelen, W. Kittel, J. S. Vergeest, W. T. Van de Walle, B. Foster, P. Grossman, W. L. McDowell: Backward production of a spin-parity I*Ko resonance at 1.28 GeV. Phys. Lett. 76B (1978) 517. Ph. Gavillet, C. Dionisi, A. Gurtu, R. J. Hemingway, M. J. Losty, J. C. Marin, M. Mazzucalo. L. Montanct, E. Pagiola, R. Blokzijl, B. Jongcjans, J. C. Kluyver, G. G. G. Massaro, J. J. Engelen, J. S. M. Vergeest, M. Zralek, B. Foster. P. Grossmann, J. Wells: Backward production of the B meson in K~p interactions ai 4.2 GeV le. Phys. Lett. 78B (1978) 158. F. J. Hasert et al., P. H. A. van Dam: Strange particle production by neutral currents in the Gargamelle neutrino and antineutrino experiments. Phys. Lett. 73B (1978) 487. R. J. Hemingway, R. Armenteros, C.
Hoge-energiefysica
Dionisi, Ph. Gavillet, A. Gurtu, S. O. Holmgren, M. J. Losty, J. C. Marin, M. Mazzucato, L. Montanet, M. Banting, R. Blokzijl, A. J. de Groot, B. Jongejans, J. C. Kluyver, W. M. van Leeuwen, G. G. G. Massaro, A. G. Tenner, G. F. Wolters, P. M. Hcinen, E. W. Kittel, W. J. Metzger, H. G. J. M. Tiecke, J. J. M. Timmermans, R. T. Van de Walle, B. Foster, P. Grossmann, P. R. Lamb, J. L. Lloyd, J. Wells: Q~ produced in K~p reactions at 4.2 GeV/c. Nucl. Phys. B142 (1978) 205. B. Jongcjans, R. Blokzijl, J. C. Kluyver, G. G. G. Massaro, H. Voorthuis, M. Cerrada, Ph. Gavillet, R. J. Hemingway, M. J. Losty, J. J. Engelen, W. J. Metzger, C. L. A. Pols, B. Foster, L. McDowell, J. Wells: Rare decay modes of K* (1420) and K' (892). Nucl. Phys. B139 (1978) 383. D. M. Kaplan et al., J. C. Sens: Study of high-mass dimuon continuum in 400 GeV proton-nucleon collisions. Phys. Rev. Lett. 40 (1978) 435. W. Kittel: Principal axis, jets, resonances and fireballs. Physics from friends, papers dedicated to the 60th Brithday of C. H. Peyrou. Multi office S.A., Genève. J. C. Kluyver, R. Blokzijl, G. G. G. Massaro, G. F. Wolters, R. Armenteros, R. J. Hemingway, S. O. Holmgren, M. J. Losty, P. Grossmann, P. R. Lamb, J. Wells: On Quark model relations for hypercharge-exchange reactions. Nucl. Phys. B140 (1978) 141. W. Krenz et al., P. H. A. van Dam: Strange particle production by neutral currents in neutrino reactions. Phys. Lett. 73B (1978) 493. W. Krenz et al., P. H. A. van Dam: Experimental study of exclusive one-pion production in all neutrino induced neutral current channels. Nucl. Phys. BI3S (1978) 45. W. Lerche et al., P. H. A. van Dam: Experimental study of the reaction ,.p — u-p.i*. Phys. Lett. 78B (1978) 510. W. Lerche et al., P. H. A. van Dam: Measurement of the ratio of charged current neutrino cross sections on neutrons and protons in the energy range 1-10 GeV. Nucl. Phys. B142 (1978) 65. M. J. Losty, S. O. Holmgren, M. Aguilar-Benitcz, F. Barreiro, R. J. Hemingway, R. P. Worden, G. G. G. Massaro, R. Blokzijl, J. C. Kluyver, G. F. Wolters, J. J. Timmermans, J. S. M. Vergeest, R. T. Van der Walle,
J. Wells, B. Foster, P. Grossmann, L. Lyons: Non-strange vector meson production in K~p interactions at 4.2 GeV/c. Nucl. Phys. B133 (1978) 38. R. L. McCarthy et al., J. C. Sens: Nuclear-number dependence of the production cross section for massive dihadron states. Phys. Rev. Lett. 40 (1978) 213. J. Singh, M. G. Albrow, D. P. Barber, P. Benz, B. Bosnjacovic, C. Y. Chang, A. B. Clcgg, F. C. Erné, P. Kooijman, F. K. Loebinger, N. A. McCubbin, P. G. Murphy, A. Rudge, J. C. Sens, A. L. Sessoms, J. Timmer: Productions of high-momentum mesons at small angles at a cm. energy of 45 GeV at the CERN 1SR. Nucl. Phys. B140 (1978) 189. D. Teodoro, J. Diaz, C. Dionisi, J. B. Gay, R. J. Hemingway, M. J. Losty, M. Mazzucato, R. Blokzijl, G. G. G. Massaro, H. Voorthuis, W. J. Metzger J. J. M. Timmermans, R. T. Van de Walle, B. Foster, P. Grossmann, W. L. McDowell: A spin determination of the S* (1820) resonance. Phys. Lett. 77B (1978) 451. B. de Wit, M. T. Grisaru: Covariant quantization of supergravity. Phys. Lett. 74B (1978) 57. B. de Wit, P. van Nieuwenhuizen: The auxiliary-field structure in chirallyextended supergravity. Nucl. Phys. B139 (1978) 216. B. de Wit, M. T. Grisaru: Auxiliary fields and ultraviolet divergencies in supergravity. Nucl. Phys. B139 (1978) 531. B. de Wit, J. W. van Holten: Covariant quantization of gauge theories with open gauge algebra. Phys. Lett. 79B (1978) 389. J. K. Yoh et al.. J. C. Sens: Study of scaling in hadronic production of dimuons. Phys. Rev. Lett. 41 (1978) 684. L. H. Karsten. J. Smit: Axial symmetry in ln-:-:re theories. Nucl. Phys. B144 (197M " 5 . D. Atki.ison, M. Kaekebeke: Crossing rvnimctric amplitude with Regge poles. Ann. Phys. 112(1978)75. D. Atkinson, L. P. Kok, M. de Roo: Crichton ambiguities with infinitely many partial waves. Phys. Rev. 17D (1978) 2492. F. A. Berends, A. Donnachie: An energyindependent multipole analysis of pion photoproduction through the second resonance region. Nucl. Phys, B136 (1978) 317.
Zakelijk/organisatorisch
123
verslag
B. de Wit, M. T. Grisaru: Covariant quantization of supergravily. Phys. Lett. 74B (1978) 57. B. de Wit, J. W. van Holten: Covariant quantization of gauge theories with open gauge algebras. Phys. Lett. 79B (1978) 389. J. J. de Swart, M. M. Nagels: The nucleon-nucleon interaction. Fortschritte der Physik 26 (1978) 215. A. Th. M. Aerts, P. J. G. Mulders, J. J, de Swart: Multi-baryon states in the bag model. Phys. Rev. D17 (1978) 260. M. M. Nagels, T. A. Rijken, J. J. de Swart: A low energy nucleon-nucleon potential from Regge pole theory. Phys. Rev. D17 (1978) 768. C. Dullemond: Exactly solvable wave equation with a linear confining potential 1. Asymmetric model. Phys. Rev. D18 (1978) 574. C. Dullemond, E. van Beveren: Exactly solvable wave equation with a linear confining potential II. Symmetric model. Phys. Rev. D18 (1978) 581. P. J. G. Mulders, A. Th. M. Aerts, ]. J. de Swart: Negative parity NN resonances and extraneous states. Phys. Rev. Lett. 40 (1978) 1543. C. M. E. Otten: Transformation properties of the effective action for gauge theories. Proefschrift, Utrecht, 29 november.
5. Bydragen aan conferenties e.d. XIX International Conference on High-Energy Physics, Tokio, Japan, 23-30 augustus 1978. Amsterdam-CERN-Nijmegen-Oxford Collaboratie: Backward production of a spin-parity 1+Kn resonance at 1.28 GeV. On quark model relations for hypercharge-exchange reactions. Test of an additive diquark spectator model for meson-baryon quasi-twobody reactions. ü~ produced in K~p reactions at 4.2 GeV/c. Rare decay modes of K* (1420) and Km 1892). KK and pp off-shell annihilations from K~ + p-* A + Pions at 4.2 GeV/c. The reactions K~ + p —* pseudoscalar meson + A (1520) at 4.2 GeV/c. Multichannel analysis of high statistics data on the reaction K~p -* K°x—p at
4.2 GeV/c. A spin determination of the S* (1820) resonance. Backward production of the B maon in K~p interactions at 4.2 GeVIc. An enhancement at the 2:K threshold (1680 MeV) observed in K~p reactions at 4.2 GeVlc. An 1 — 1 enhancement at a mass of 1S50 MeV in the (An) and (2.\r) systems. A possible narrow-width Y* resonance at a mass of 2.58 GeV. SV (3) implications of the observation of the A i and C mesons. Partial wave analysis in the Q region of (Rxx)- systems produced in K~p reactions at 4.2 GeV/c. International Hybrid Spectrometer Consortium (o.a. Nijmegen): Inclusive and semi-inclusive charge structure in n—p multiparticle production at 147 GeV/c. Topological cross-sections for K+p interactions at 147 GeVIc. A comparison of A++ production in .-i±p and pp interactions at 147 GeV Ic. Brussels-CERN-Geneva-MonsNijmegen-Serpukhov-Tel Aviv Collaboratie: Topological cross-sections and inclusive A, K and A++ production in K+p interactions at 70 GeV/c. ACCMOR-Collaboratie: Rho production at 63 GeV. Measurement of the diffractive reaction K~p -* n-jt-.-t+p at 93 GeVlc. H. Becker et al., J. G. H. de Groot: Measurement and analysis of the reaction .-t~p -* t>°n on a polarized target. A model independent partial wave analysis of the ^ + .-r- spectrum produced at low four-momentum transfer in the reaction n~p\ -*• n+x-n at 17.2 GeV/c. G. W. van Apeldoorn, D. Harting, D. J. Holthuizen, B. J. Pijlgroms, M. M. H. M. Rijssenbeek, J. M. Warmerdam-de Leeuw: Separation of diffraction dissociation and double resonance production in the final state ppjt+x- at 7.23 GeVlc. Cross sections for final states in four-prong pp events at 7.2 GeVlc. General features of pp interactions at 12 GeVlc. Some properties of the pp interactions at 7.3 GeVlc.
San Francisco Meeting of the American Physical Society, 23-26 januari 1978. International Hybrid Spectrometer Consortium (o.a. Nijmegen): Neutral particle production in n-IK+lp collisions in hydrogen at 147 GeV Ic. Forward .-i" production in .t + p interactions at 147 GeVlc, Local compensation of charge in rt~p and .7+p muMparticle production at 147 GeVlc. Jerusalem Meeting of the Israeli Physical Society, 17-18 april 1978. International Hybrid Spectrometer Consortium (o.a. Nijmegen): Inclusive study of beam fragmentation in n+p interactions at 147 GeVIc. A comparative study of ,\**-production in .t±p and pp at 147 GeVlc. Washington Meeting of the American Physical Society, 24-27 april 1978. International Hybrid Spectrometer Consortium (o.a. Nijmegen): Topological cross-sections for 147 GeVlc n+p, K+p and pp interactions. Leading panicle effects in .7+p, K*p and pp interactions. Inclusive A-production in n*p and pp interactions at 147 GeVlc. Inclusive meson resonance production for 147 GeVlc rt + p interactions. International Symposium on Recent Bubble Chamber Physics, Sendai, Japan, 17-18 augustus 1978. International Hybrid Spectrometer Consortium (o.a. Nijmegen): Inclusive and semi-inclusive charge structure in n~p multiparticle production at 147 GeVlc. Topological cross-sections for K+p interactions at 147 GeVlc. A comparison of J + + production in n±p and pp interactions at 147 GeVlc. Brussels-CERN-Geneva-MonsNijmegen-Serpukhov-Tel' AvivCollaboration: Topological cross-sections and inclusive A, K and A++ production in K+p interactions at 70 GeVlc. IV European Antiproton Symposium, Straatsburg, Frankrijk, 25-30 juni 1978. Amsterdam-CERN-N ijmegen-Oxford Collaboratie: On dynamical aspects of off-shell annihilations. G. W. van Apeldoorn, D. Harting,
Hoge-energiefysica
124
D. J. Holthuizen, B. J. Pijlgroms, M. M. H. M. Rijssenbeek, J. M. Warmerdam-de Leeuw: Separation of diffraction dissociation and double resonance production in the final state ppx+ji- at 7.23 GeV/c. Cross sections for final states in fourprong pp events at 7.2 GeV/c. General features of pp interactions at 12 GeV/c. Some properties of the pp interaction at 7.3 GeV/c. G. F. Woltcrs: Remarks on pion exchange in the reaction pp —• ppx~x+. J. J. Engelen: Multicliannehinalysis of high statistics data on the reaction K~p — R°.t-p at 4.2 GeVlc. Proc. 3rd Topical Meeting on MultiDimensional Analysis of High Energy Dala, Nijmegen (1978) 265. D. J. Schotanus: Minimal Spanning Tree. Proc. 3rd Topical Meeting on MultiDimensional Analysis of High Energy Data, Nijmegen (1978) 80. M. Pohl et ah, P. H. A. van Dam: Measurement of the ratio of neutral current (r + p) and (r + n) inelastic cross sections below 10 GeV. Phys. Lett. 79B (1978) 501. Proc. Topical Conference on Neutrino Physics at Accelerators, Oxford (1978) 310. S. A. Wouthuysen: Poincari invariance without Poincaré group. Proc. Jubilee Conf. on Current Trends in the Theory of Fields, in honor of P. A. M. Dirac, Tallahassee, 6-7 april. A. Th. M. Aerts, P. J. G. Mulders, J. J. de Swart: Multiquark states. Black Forest Meeting; Schluchsce, 17-20 mei. P. J. G. Mulders, A. Th. M. Aerts, J. J. de Swart: Baryon resonances as orbital and radial excitations of a bag. Int. Meeting on Frontier of Physics; Singapore, 14-18 augustus. P. J. G. Mulders, A. Th. M. Aerts, J. J. de Swart: Exotic multiquark states. Meeting on Exotic Resonances; Hiroshima, 1-2 september. Proc. p. 70. Proceedings 8th International Conference (Lecture Notes in Physics 82: Few Body Systems and Nuclear Forces 1); Graz, 24-30 augustus. G. J. M. Austen, T. A. Rijken, P. A. Verhoeven: Nucleon-nucleon potential from Regge pole theory in momentum space, p. 13. M. M. Nagels, T. A. Rijken, J. J. de
Swart: Nucleon-nucleon potential from Regge pole theory, p. 17. A. Th. M. Aerts, P. i. G. Mulders, J. J. de Swart: Multiquark dibaryon resonances, p. 78. G. J. M. Austen, J. J. de Swart: The one photon exchange potential in configuration space, p. 115. J. A. Tjon, M. J. Zuilhof. Deuteron formfactor calculations with the Bethe-Salpetcr equation, p. 59. P. J. G. Mulders, A. Th. M. Acrts, J. J. de Swart: Multiquark states in the bag model. Workshop on Intermediate Energy Physics; Todtnauberg, 9-12 oktober. 6. Voordrachten Colloquia gehouden in het Zeemanlaboratorium te Amsterdam. L. Bakker: Toepassingen van patroonherkenning, 20 januari. J. M. Bailey: pp atoms. 27 januari. Landelijk Seminarium, 3 februari. J. Ellis: Aspects of the grand unification of strong, weak, and electromagnetic interactions. M. Kaekebeke: Crossing-symmetric Regge representation. M. de Roo: Properties of classical solutions of Yang-Mills equations.
B. Wiik: Physics with high-energy e-p storage rings. C. Visser: Onderzoek aan neutrino's met spectrometers, 14 april. J. Engelen: Mechanismen bijdragend tot de reactie K~p — R°x-p bij 4,2 GeV Ie, 21 april. H. de Groot: Hoge Pi en de behoudswetten, 28 april. P. H. A. van Dam: Experimentele bepaling van de verhouding der werkzame doorsneden a (v -f n) en a (v + p), 12 mei. Landelijk seminarium, 19 mei. T.-M. Yan: Lepton pair production in hadronic collisions. D. Darby: Gauge models and atomic parity violation. P. van Nieuwenhuizen: Supergravity: an introduction and recent results. A. S. Goldhaber: High-energy collisions of nuclei; bang or bust?, 26 mei. R. Gründeman: n en A> uitwisseling in meson-baryonverstrooiing hij een impuls van 2'h tot 200 GeVlc, 2 juni. P. Stevens: Bundelseparatic in het 100-GeV-gebied, 23 juni. B. Koene: Onderzoek bij het TRIUMFcyclotron, 8 september. P. Zwart: Het zoeken naar vrije quarks, 15 september. G. Muller: Spectroscopie van gecharmeerde deeltjes, 22 september. J. Smith: Multimuon production by neutrinos and anti-neutrinos, 29 september. W. Fischler: QCD and heavy QQ systems, 6 oktober.
W. Ochs: Energy inclusive measurements for soft and deep inelastic hadronic interactions, 10 februari. Th. Ruijgrok: Correlaties in veeldeeltjesproduktie t.g.v. isospinbehoud, 17 februari. W. Spierenburg: Proportionele kamers met helisch gewonden vertragingslijn, 24 februari. J. Panman: Pionische atomen: een experiment met het CERN S.C., 3 maart. W. de Boer: Recente resultaten van de OESY dubbelarm spectrometer (DASP), 17 maart.
Landelijk seminarium, 13 oktober. J. C. Kluyver: Strong interactions I. R. T. Van de Walle: Strong interactions II. C. M. van der Kolk: Quantum Chromodynamics. W. Hoogland: Weak interactions. B. de Wit: Unification of particle interaction. F. A. Berends: e*e- reactions.
Symposium over electron-proton fysica, 7 april. A. N. Diddens: The long-range prospects for High Energy Physics in Europe. E. Gabathuler: Past, present and future of deep-inelastic lepton scattering. M. K. Gaillard: Theoretical aspects of High-Energy e-p collisions.
C. Daum: Voorstel voor een experiment ter bestudering van fotoproduktie bij hoge-energie en intensiteit, 20 oktober. K. Gaemers: LEP studieweek Les Houches, 27 oktober. J. A. M. Vermaseren: Twee fotoninteracties in electron-positronannihilatie, 2 november.
£^^^
Zakelijk/organisatorisch
verslag
Hochenergiephysik, Berlijn, Duitsland, 7 juni. E. W. Kittel: Ahnlichkeiten in tief inelastischer Streuung in schwacher, electromagnetischer und starker Wechselwirkung. Tagung der österreichischen Physikalischen Gesel Ischaft, Fachkreis Kern-u, Innsbruck, Oostenrijk, 28 september. E. W. Kittel: Tief inelastic Strcmmg und J. van Klinken: Kernfysische pariteitskonsequenzen fiir starkc Wechselwirexperimenten, 10 november. kung. Seminar Inst. fiir HochenergicJ. Schutten: De nieuwe versneller van physik, Wenen, Oostenrijk, 20 oktober. het IKO, 17 november. E. W. Kittel: Experimentele HogeH. Tiecke: Electroncalorimeter in de Energiefysica in Nijmegen. Fysisch ACCMOR-spectrometer, 25 november. colloquium, Nijmegen, 7 november. H. Hoffman: Colour chemistry, E. W. Kittel: Charge Structure in 1 december. Multiparticle Production. Triangular Meeting on Particle Physics, Marilleva, Landelijk seminarium, 8 december. A. Donnachie: Elastic scattering at large 1. Italië, 15 december. J. C. Kluyver: The large exposure 4.2 G. 't Hooft: Permanent quark confineGeV/c K~p bubble chamber experiment. ment and topology in gauge theories. H. de Groot: The transverse momentum Int. Symposium on recent bubble chamber physics, Sendai, Japan, dependance of quark fragmentation 17 augustus. functions of cascade models. W. Metzger: Preliminary Results 70 GeV/c K+p BEBC experiment. S. Barshay: How to study a gluon jet Open-SPSC-meeting, CERN, Geneve, produced by antiproton-proton colliding 27 juni. beams. - A possible origin for temperature in strong interactions, J. C. Sens: Quarks, gluons and hadronic 15 december. interactions. Fourth General Conference of the European Physical Society, University of York, Engeland, Wetenschappelijke voordrachten, 26 september. gegeven buiten het NIKHEF: R. T. Van de Walle: De verborgen A. N. Diddens: Recente ontwikkelingen quark-structuur der materie. Colloquium in de elementaire-deeitjesfysica. Koninklijke Maatschappij Diligentia, Colloquium Ehrenfestii, Leiden, Den Haag, 9 januari. 8 november. R. T. Van de Walle: Use of a DRTK. J. F. Gaemers: Polarization effects in device for the diagnosis of cervixhigh-energy e+e—interactions. carcinoma. Colloquium Universiteit LEP Summerstudy, Les Houches, Turijn, Italië, 26 januari. Frankrijk, 13 september. R. T. Van de Walle: Experimental K. J. F. Gaemers: W± production in evidence for diquark substructure inside e*e— collisions at high energies. baryons. Colloquium Universiteit van Universiteit van Leuven, België, Turijn, Italië, 27 januari. 12 december. R. T. Van de Walle: Recent results from D. J. Holthuizen: Results on 7.3 and the ACNO-collaboration (K~p at 12 CeV/c pp experiments in the CERN 4.2 GeV/c). Seminar at K.E.K. (National 2 m chamber. Seminar on antiprotonLaboratory for High Energy Physics), proton interactions, Helsinki, Finland, Tsukuba, Japan, 22 augustus. 14 September. R. T. Van de Walle: Resonance ProducW. Kittel: Vebersicht fur EHS vorgetion in exclusive ( = Low Multiplicity) schlagener Experimente. Ill Physkalifinal states. Rapporteur-review at XIXe sches Inst. Aachen, Duitsland, 2 mei. Int. Conf. on High Energy Physics W. Kittel: Analytische Multikanal(Session A IE), Tokyo, Japan, analysen: Erreichter Stand und 24 augustus. Ausblick. Inst. fiir Hochenergiephysik, Berlijn, Duitsland, 7 juni. R. T. Van de Walle: States of the W. Kittel: Geplannte Physik mil dem Nijmegen BIOPEPR-project. Seminar at Europaischen Hybriden System. Inst. fiir Chiba-Cancer Research Institute, Tokyo, Landelijk seminarium, 3 november. D. R. Yennie: Hadronic structure of the photon in high-energy interactions. L. H. Karsten: Symmetries in lattice gauge theories in the weak-coupling regions. J. Smit: Hamiltonian calculations in lattice gauge theories.
125
Japan, 29 augustus. R. T. Van de Walle: Manifestation of diquark substructure. Meeting on ExoticResonances, Hiroshima, Jupan. 2 September. R. T. Van de Walle: Quark-Model. Seminarium Physics Department van de Universiteit van Chulalongkorn. Bangkok, Thailand, 20 september. R. T. Van de Walle: Diquarkx. Physics Colloquium Lab. Nucl. Sciences, MIT, Cambridge, USA, 20 oktober. R. T. Van de Walle: Diquarks. Seminarium Rijksuniversiteit te Mons, België, 21 november. R. T. Van de Walle: Diagnostic precoce automatisé du cancer uterin. Seminarium Rijksuniversiteit te Mons, België. 22 november. R. T. Van de Walle: Diquarks even inside the nucleon' Algemeen Colloquium, CERN, Genève, 28 november. B. de Wit: Covariant quantization of gauge theories with open gauge algebra. Summer Institute Ecole Normale Supérieure, Parijs, Frankrijk, 9 augustus. J. Hilgevoord: Einstein en de quantummechanica. Einstein Colloquium, Nijmegen, december. H. Hoffman: Color chemistry. NIKHEFH, Amsterdam, I december. L. H. Karsten: Symmetries of lattice theories in the weak coupling limit. Landelijk Seminarium HEF, Amsterdam. 3 november. J. Smit: Hamiltonian approach to lattice gauge theories. Landelijk Seminarium HEF, Amsterdam, 3 november. S. A. Wouthuysen: Spinor fields in a space-time with submetric structure. Pittsburgh, Pennsylvania, USA, april: Cleveland, Ohio, USA, april; Newark, Delaware, USA, april; Vrije Universiteit Amsterdam, 29 november. D. Atkinson; Marginally singular roy equations. CERN, Genève, januari. D. Atkinson: Phase-shift ambiguities. Univ. of Newcastle, NSW, Australië, September; A.N.U. Canberra, Australië, september; Univ. of Hobart, Tasmania, oktober. D. Atkinson: Introduction to gauge theories. Univ. of Newcastle, NSW, Australië, oktober. A. C. Heemskerk: Iteration methods for Roy's equations. DESY, Hamburg, december. F. A. Berends: Rapportage Tokio Conferentie. Landelijk seminarium hoge-
126
energiefysica, Amsterdam, 13 oktober. P. J. M. Bongaarts: Quantumvelden theorie en Ising systemen I, II. Interuniversitair seminarium over mathematische waarschijnlijkheidstheorie en statistische mechanica, Leiden, 5 oktober en 17 november. P. I. M. Bongaarts: Maxwell's equations in quantum field theory. Mathematisch Instituut, Leiden, 9 juni. J. J. de Swart: Nticleon-nucleon resonances in the MIT bag model. SIN-Villigen, Zwitserland, 17 januari; Univ. v. Basel, Zwitserland, 25 januari; Univ. v. Heidelberg, Duitsland, 26 januari. R. P. Van Royen: The renormalization Itroup and phase transitions. Institut für Theoretische Physik, Univ. Bonn, Duitsland, 31 januari. J. J. de Swart: Theoretische hogeenergiefysica en kernfysica. Colloquium Nijmeegse Fysica II, 14 februari. R. P. Van Royen: $4 and the renormalization group. Ecole Normale Supérieure, Parijs, Frankrijk, 8 maart. J. J. de Swart: NN resonances in the hag model. IKO, Amsterdam, 4 april. C. Dullemond: Beschrijving van mesonen met behulp van potentiaalmodellen. IKO, Amsterdam, 14 april. C. Dullemond: De terugkeer van nietrelativistische fysica bij zeer hoge energieën. Colloquium Nijmeegse Fysica III. 24 oktober. J. J. de Swart: Versing van de Tokyoconferentie. Landelijk seminarium Hogeenergiefysica, Nijmegen, 27 oktober. J. J. de Swarl: Multiqiiark states in the hag model. Theoretisch seminarium, Wuppertal, W.-Duitsland, 9 november. J. J. de Swart: Multiquarktoestanden in het zakmodel. Instituut voor Theoretische Fysica, Universiteit van Amsterdam, 30 november. R. P. Van Royen: Non-perturbtttive aspects of the renormalization group. Instituut voor Theoretische Fysica, Universiteit van Amsterdam, 7 december. 7. Bestuur, commissie De Commissie van de Werkgemeenschap voor Theoretische Hoge-energiefysica was op 31 december samengesteld uit: prof. dr. S. A. Wouthuysen, voorzitter, leider werkgroep H-th-A drs. F. R. Diemont, secretaris dr. C. Dullemond, wetenschappelijk
Hoge-energiefysica
secretaris, leider werkgroep H-th-N prof. dr. D. Atkinson, leider werkgroep H-th-G dr. F. A. Berends, leider werkgroep H-th-L prof. dr. A. N. Diddens prof. dr. Th. W. Ruijgrok, leider werkgroep H-th-U prof. dr. J. J. de Swart, leider werkgroep H-th-N prof. dr. J. A. Tjon prof. dr. H. A. Tolhoek, leider werkgroep H-th-G dr. R. P. Van Royen prof. dr. M. J. G. Veltman, leider werkgroep H-th-U De vergaderingen werden bijgewoond door dr. A. A. Boumans (directeur FOM), dr. P. J. M. Bongaarts en dr J. Smit (vertegenwoordigers FOM-personeelsraad) en door drs. J. Heijn, ter assistentie van de secretaris. De taak van de commissie is nader omschreven in 'Bestuurstaken van de Commissie van de werkgemeenschappen'. Het Interimbestuur van de sectie H van het Nationaal Instituut voor Kernfysica en Hoge-energiefysica bestaat uit 6 door het FOM-bestuur te benoemen leden. De Katholieke Universiteit Nijmegen en de Universiteit van Amsterdam dragen elk twee leden voor. Op 31 december was het Interimbestuur als volgt samengesteld: prof. dr. H. Brinkman (FOM), voorzitter dr. C. J. M. Aarts (KUN) prof. dr. ir. J. J. J. Kokkedee (FOM) prof. dr. G. den Boef (UvA) dr. K. O. Prins (UvA) prof. dr. R. T. Van de Walle (KUN); dr. A. A. Boumans vervulde de taak van secretaris. De vergaderingen werden voorts bijgewoond door prof. dr. A. N. Diddens (directeur sectie-H-NIKHEF en wetenschappelijk secretaris) en door dr. W. Hoogland, drs. M. C. T. Raaymakers en D. A. Sastradiwiria (voorlopige personeelsvertegenwoordigers). De Wetenschappelijke Programma Commissie van het Interimbestuur was op 31 december als volgt samengesteld: prof. dr. A. N. Diddens, voorzitter dr. P. Duinker prof. dr. E. W. Kittel prof. dr. Th. W. Ruijgrok prof. dr. ir. 1. C. Sens prof. dr. A. G. C. Tenner
127
SPECIALE COMMISSIES
129
Speciale Comissie voor de Theoretische Natuurkunde De Speciale Commissie voor de Theoretische Natuurkunde (SCThN) is in 1973 ingesteld in hoofdzaak om het FOM-bestuur bij te staan bij de beoordeling van voorstellen op het gebied van de theoretische natuurkunde en om het FOM-bestuur te adviseren in algemene zin bij beleidskwesties, die de theoretische fysica betreffen. Het beleid van FOM is er steeds op gericht geweest, theorie en experiment zoveel mogelijk met eikaar in contact te brengen. Daarom is het theoretisch onderzoek nimmer in een aparte werkgemeenschap ondergebracht, maar steeds ingedeeld bij een van de bestaande werkgebieden. Het is niet de bedoeling van het FOM-bestuur dit beleid te wijzigen. Er heeft zich echter een aantal ontwikkelingen voorgedaan, die alle direct of indirect verband houden met het krapper worden van de budgetten voor onderzoek. Deze maken het nodig scherper dan voorheen onderzoekvoorstellen te selecteren en tegen elkaar af te wegen. De vrees bestond, dat het theoretische onderzoek, waarbij het vaak niet mogelijk is de plannen vooraf zo concreet te formuleren als bij de experimentele onderzoeken vaak wel het geval is, hierdoor bij de selectieprocedure in de werkgemeenschappen niet die steun zou verkrijgen die de nodige continuïteit zou verzekeren. Het FOM-bestuur achtte het daarom wenselijk dergelijke voorstellen ook te laten beoordelen door een breed samengestelde groep van theoretici, waardoor tegelijk de mogelijkheid werd geopend om de theoretische voorstellen onderling af te wegen. In de tweede plaats bestaat in tijden van schaarste bij verschillende werkgemeenschappen de neiging om hun programma scherp af te grenzen. Dit kan een gevaar betekenen voor onderzoek dat zich op een grensgebied tussen twee werkgemeenschappen bevindt, of dat anderszins moeilijk in het programma van een bestaande werkgemeenschap kan worden ingepast. Het FOM-bestuur stelt zich op het standpunt, dat de natuurkunde in zijn geheel door FOM moet kunnen worden bestreken. Ook daarom was het wenselijk voorzieningen te treffen, die in dergelijke gevallen een adequate kwaliteitsbeoordeling van voorgestelde theoretische onderzoekingen zou waarborgen. De commissie bestaat uit de werkgroepleiders en
adjunctwerkgroepleiders van de FOM-werkgroepen op het gebied van de theoretische natuurkunde. Daarnaast zijn enkele leden op persoonlijke titel benoemd. De commissie heeft ook al vanaf 1973 geadviseerd over de voorstellen van theoretische aard in de Beleidsruimte van FOM. Eén voorstel daarbij, gehonoreerd in 1973, dat niet in een bepaalde werkgemeenschap was in te passen, is toen onder de directe verantwoordelijkheid van de SCThN gebracht, die dus in weerwil van haar speciale karakter toch een onderzoekproject 'beheert'. Dat project werd in de eerste weken van het verslagjaar voltooid en met een promotie afgerond.
130
Commissie De Speciale Commissie voor de Theoretische Natuurkunde was op 31 december als volgt samengesteld: prof. dr. P. W. Kasteleyn, voorzitter, leider werkgroep VS-th-L drs. F. R. Diemont, secretaris prof. dr. D. Atkinson, leider werkgroep H-th-G dr. F. A. Berends, leider werkgroep H-th-L prof. dr. E. Boeker prof. dr. J. de Boer, leider werkgroep M VI-A I dr. H. J. Boersma prof. dr. L. F. J. Broer, leider werkgroep Thl dr. P. J. Brussaard, leider werkgroep KVl-U dr. H. W. Capel, adjunctleider werkgroep VS-th-L prof. dr. W. J. Caspers prof. dr. J. A. M. Cox, leider werkgroep H-th-L dr. C. Dullemond, leider werkgroep H-th-N
Theoretische natuurkunde
prof. dr. F. Engelmann dr. T. de Forest prof. dr. S. R. de Groot, leider werkgroep M VUA II prof. dr. J. Hilgevoord dr. J. Hijmans, leider werkgroep M VI-A I prof. dr. N. M. Hugenholtz, leider werkgroep M Vl-G prof. dr. F. Iachello prof. dr. A. G. M. Janner, leider werkgroep VS-DN-N prof. dr. C. C. Jonker prof. dr. ir. J. J. J. Kokkedee dr. A. Lande, leider werkgroep K Vl-G prof. dr. J. M. J. van Leeuwen, leider werkgroep M Xl-D prof. dr. P. Mazur, leider werkgroep
MVl-L prof. dr. B. R. A. Nijboer prof. dr. Th. W. Ruijgrok, leider werkgroep H-th-U prof. dr. ir. J. J. de Swart, leider werkgroep H-th-N dr. A. Tip prof. dr. J. A. Tjon, leider werkgroep VS-th-U
prof. dr. H. A. Tolhoek, leider werkgroep H-th-G dr. R. Ph. I. Van Royen prof. dr. M. J. G. Veltman, leider werkgroep H-th-U prof. dr. ir. E. J. Verboven, leider werkgroep M Vl-N dr. B. J. Verhaar prof. dr. R. van Wageningen, leider werkgroep Kil prof. dr. M. P. H. Weenink, leider werkgroep TN Vil dr. Ch. G. van Weert, adjunctleider werkgroep M Vl-A II prof. dr. S. A. Wouthuysen, leider werkgroep H-th-A De vergadering werd bijgewoond door dr. C. Ie Pair (directie FOM), drs. A. Gaaff en drs. L. H. Karsten (vertegenwoordigers FPR) en door drs. H. G. van Vuren, ter assistentie van de secretaris. In de loop van het veslagjaar werd prof. dr. B. R. A. Nijboer als voorzitter van de Speciale Commissie opgevolgd door prof. dr. P. W. Kasteleyn.
131
Speciale Commissie voor de Technische Fysica De Speciale Commissie voor de Technische Fysica (SCTF) werd in 1974 ingesteld om te adviseren over voorstellen voor onderzoek waaraan een technischfysische verdienste kan worden toegeschreven. Daarnaast adviseert de commissie het FOM-bestuur over algemene beleidszaken die op de technische natuurkunde betrekking hebben. Het jaar 1978 kan een mijlpaal worden genoemd in de - overigens nog jonge - historie van de SCTF. Immers, na enkele jaren van intensieve voorbereiding konden in 1978 in het kader van de FOM-beleidsruimte voor het eerst aanvragen worden ingediend voor het programma voor technische natuurkunde. Deze verheugende ontwikkeling hield tevens in dat de taak van de commissie in de FOM-organisatie aanzienlijk werd verzwaard. Aangezien het nieuwe programma voor FOM nog een experiment is, is de gehele beoordelings- en selectieprocedure, die de ingediende aanvragen hebben ondergaan, namelijk intensief door de SCTF begeleid. Dit experimentele karakter van het nieuwe programma hangt enerzijds samen met de aard van het technischfysisch onderzoek en anderzijds met het feit dat naast de wetenschappelijke kwaliteit ook de zgn. utilisatie moest worden beoordeeld alsmede antwoord moest worden gegeven op de vraag of de aangeboden onderzoekingen überhaupt wel tot de fysica konden worden gerekend. Hoewel niet geheel afwezig, was de ervaring die FOM met dit soort onderzoek en het hanteren van dit soort beoordelingscriteria reeds had opgedaan, tot dusver nogal bescheiden. In de loop van het verslagjaar is ten behoeve van het programma een goede samenwerking met TNO tot stand gebracht. Deze samenwerking is met name van belang om te komen tot een adequate afbakening van de activiteiten van FOM en TNO op het gebied van het toegepaste onderzoek. Voorts kan de bij TNO aanwezige expertise een belangrijke steun zijn voor de verdere uitbouw van het programma voor technische natuurkunde. Voor het programma voor technische natuurkunde werden 21 projectvoorstellen ingediend. Deze aanvragen werden door een 15 personen tellende jury beoordeeld. De hiervoor gebruikte procedure komt overeen met die welke voor de andere beleidsruimte-aanvragen gebruikelijk is. De beoordeling vond dus plaats in twee ronden,
waarbij in de laatste ronde de jury kon beschikken over protocollen met daarin de commentaren van referees, juryleden en adviescommissies en de reactie daarop van de indieners, alsmede het resultaat van de beoordeling in eerste ronde en de uitslag van beoordelingen door adviescommissies. De set criteria waarmee de jury de aanvragen beoordeelde verschilt echter van het 'normale' beleidsruimteprogramma dat bestemd is voor fundamenteel onderzoek. Als gezegd werden drie beoordelingscriteria gehanteerd: de zogenaamde 'fysica-indicator' waarmee werd getoetst of en in hoeverre de aanvragen van belang zijn voor de natuurkunde, de wetenschappelijke kwaliteit en de utilisatie. Het eerste criterium was niet van belang voor de bepaling van de prioriteit, en diende uitsluitend ter afbakening van het terrein teneinde te voorkomen dat FOM aanvragen zou honoreren die geen bijdrage zouden leveren aan de vooruitgang van de fysica. De SCTF bracht aan het FOM-bestuur advies uit over de vertaling van het uiteindelijke beoordelingsresultaat in concrete besluiten ten aanzien van de ingediende aanvragen. Eerst werd vastgesteld dat op grond van de score op de fysica-indicator geen der projecten bij voorbaat voor honorering behoefde te worden uitgesloten. Vervolgens werden de projecten in een prioriteitenvolf^'de geplaatst. Hiertoe werd een algeheel oordeel gecreëerd waarin de beoordeling van de wetenschappelijke kwaliteit en de utilisatie voor respectievelijk 2/3 en 1/3 werd meegeteld. De 9 projecten die aldus de hoogste prioriteit verkregen, werden later conform het advies van de SCTF door het FOM-bestuur gehonoreerd. Zij zijn vermeld in de tabel. Een verheugende ontwikkeling die niet onvermeld mag blijven, is het feit dat drie van de gehonoreerde projecten de eerstkomende jaren uit een subsidie van het Ministerie van Economische Zaken kunnen worden gefinancierd. Behalve het financiële gewin van deze subsidieverlening is deze echter ook om een andere reden belangrijk. In deze steun komt namelijk tot uitdrukking dat het Ministerie van Economische Zaken verwacht dat het programma voor technische natuurkunde een bijdrage kan leveren aan de alom noodzakelijk geachte innovatie van het Nederlands bedrijfsleven. Het departement heeft zich inmiddels bereid verklaard - al naar gelang het aanbod en het resultaat van de beoordeling - ook een aantal van de projecten die in 1979 zullen worden ingediend, te subsidiëren.
Technische fysica
132
Gehonoreerde projecten in het programma voor technische natuurkunde projectnummer
indiener(s)
titel
affiliatie
werkgroep
75.78.08
prof. dr. ir. H. L. Hagedoorn
THE
AV
73.78.39 78.78.65 78.78.69
prof. dr. ir. W. J. Witteman prof. J. M. Smith prof. ir. C. J. Hoogendoorn
THT THD THD
TNVI TFIII TFII
78.78.81*
prof. dr. ir. A. J. Berkhout
THD
TFI
78.78.84
prof. dr. J. Los en dr. H . J. Hopman prof. dr. F. van der Maesen en dr. ir. A. H. M. Kipperman dr. ir. J. E. Mooij en dr. ir. T. M. Klapwijk dr. F. W. Saris
Vervolgstudie voor een 1,5 GeV elektronenopslagring, genaamd PAMPUS Hoogvermogen-lasersystemen Circulatieverschijnselen in bellenkolommen Natuurlijke convectie in zonncwarmtecollectoren Apertuur-synthese voor ultrasonore medische diagnostiek Oppervlakte-ionisatie van waterstof
Amolf
TNIII
THE
VS-E
THD
VS-D II
Amolf
AI
78.78.100* 78.78.101 78.78.103*
Ladingstransport door de zeer dunne isolerende laag van MIS-siliciumzonnecellen Ontwikkeling van dunne film DC SQUID-meetsystemen Produktie van siliciumsuperroosters d.m.v. molecuulstralen en korte laserpulsen
• Deze projecten worden door het Ministerie vun Economische Zaken bekostigd.
Als gevolg van deze gunstige ontwikkeling worden de vergaderingen van de SCTF thans ook bijgewoond door een vertegenwoordiger van het Ministerie van Economische Zaken. In tegenstelling tot de hiervoor gememoreerde royale en positieve houding van het Ministerie van Economische Zaken werd de opstelling van het Ministerie van Onderwijs en Wetenschappen als teleurstellend ervaren. Pogingen om voor de nieuwe taak die FOM met de start van het programma voor technische natuurkunde op zich heeft genomen en die tevens een uitbreiding van haar werkgebied en verantwoordelijkheden impliceert, een structurele verhoging van het basissubsidie te bewerkstelligen, bleven vooralsnog zonder succes. Dit had tot gevolg dal naast de drie door EZ te betalen projecten het aantal nieuwe technisch-fysische projecten, dat met FOM-geld kon worden gehonoreerd, tot vier beperkt moest blijven (de twee andere gehonoreerde projecten genoten reeds FOM-steun voor het programma van start ging). De SCTF betreurt het zeer dat zeer veel goed tot zeer goed technisch-fysisch onderzoek - ruim de helft van de aanvragen werd afgewezen - moet blijven liggen, alleen omdat daarvoor de nodige fondsen ontbreken. Dat het FOM-bestuur deze zorg deelt, moge blijken uit het feit dat van het pakket voorstellen
waarmee aan de regering werd geïllustreerd van welk een hoge kwaliteit onderzoek is dat FOM louter wegens geldgebrek niet vermag te kunnen honoreren, ook verscheidene technisch-fysische projectaanvragen deel uitmaakten. Met de start van het programma voor technische natuurkunde werd ook de vraag actueel hoe de gehonoreerde projecten binnen de FOM-organisatie zouden moeten worden ingepast. Met als uitgangspunt dat een goede wetenschappelijk coördinatie een eerste vereiste is, konden 4 projecten vrij eenvoudig in bestaande werkgroepen worden ondergebracht. Voor 2 andere projecten was deze organisatorische inpassing reeds in het verleden geregeld, aangezien aan de desbetreffende onderzoekingen al vanaf 1973 resp. 1975 via de beleidsruimte FOM-steun wordt verleend. Gelet op het karakter van het onderzoek lag het niet voor de hand de overige 3 projecten bij een van de bestaande werkgemeenschappen onder te brengen, zodat hiervoor een andere oplossing moest worden gezocht. Naar aanleiding van een overleg over dit probleem tussen de indieners van de desbetreffende projecten met enkele leden van het Uitvoerend Bestuur en de SCTF kwam het Uitvoerend Bestuur tot de conclusie dat het niet wenselijk zou zijn zoals de SCTF aanvankelijk had voorgesteld - over te
Zakelijk/organisatorisch
verslag
gaan tot oprichting van een werkgemeenschap voor technische fysica. De inhoudelijke verwantschap voor de desbetreffende projecten werd daartoe te gering geacht. Besloten werd deze projecten onder te brengen in een drietal werkgroepen (met de aanduiding TF I, TF II resp. TF III), die onder directe supervisie van de SCTF worden gebracht. Deze kan voor de begeleiding de hulp inroepen van de gebruikerscommissies, die met het oog daarop niet louter zullen bestaan uit gebruikers pur sang, maar ook uit experts van wie verwacht mag worden dat zij een waardevol oordeel over het onderzoek kunnen vellen en die met hun eigen kennis ook de projectleiders kunnen bijstaan, wanneer er bepaalde moeilijkheden opkomen. Deze gebruikerscommissies zullen dus ean begeleidende functie hebben naast hun gewone taak; op het functioneren van deze commissies wordt toegezien door de SCTF, waaraan zij rapporteren en die ook gerichte vragen aan die commissies kan stellen. Na verloop van enige tijd zal deze organisatorische constructie worden geëvalueerd. In het vervolg zullen de gebruikelijke gegevens over het onderzoek in het kader van de zgn. TF-projecten op deze plaats in het Jaarboek worden opgenomen. Over de andere projecten wordt gerapporteerd in verslagen van werkgemeenschappen en instituten waarin de desbetreffende technisch-fysische projecten bestuurlijk, organisatorisch en administratief zijn ondergebracht. Naast het creëren van een tweede geldstroom voor technisch-fysisch onderzoek is een van de belangrijkste doelstellingen van het FOM-programma voor technische natuurkunde dat de kennis die met onderzoekprojecten in het kader van dit programma wordt opgedaan, dient te leiden tot praktische toepassingen in de wetenschap, de techniek, de industrie of de maatschappij. Dit is ook de reden waarom de aanvragen behalve op de wetenschappelijke kwaliteit ook op de utilisatie worden beoordeeld. Om het gebruik van de onderzoekresultaten te bevorderen wordt - uitzonderingen daargelaten - bij elk technisch-fysisch project een zgn. gebruikerscommissie ingesteld, waarin - zoals de naam zegt potentiële gebruikers van de onderzoekresultaten zitting hebben. Hoewel FOM nog veel ervaring zal moeten opdoen met dit nieuwe programma en derhalve ook met het functioneren van gebruikerscommissies, is de gedachte dat de taak van een dergelijke commissie op z'n minst zou moeten zijn dat de leden via onder andere periodieke verslaggeving kennisnemen van de resultaten en vorderingen van het onderzoek. De maximale taak zou kunnen zijn dat de gebruikerscommissie de richting waarin het onderzoek zich dient te bewegen, mede bepaalt. Daartussen zijn uiteraard nog vele vormen denkbaar van betrokkenheid van een gebruikerscommissie bij de uitvoering van een project en de
133
uitzaaiing van de onderzoekresultaten. In de vorige alinea werd reeds gewezen op de extra begeleidende functie van een gebruikerscommissie bij een zgn. TFproject. Overigens worden - gezien het experimentele karakter van het programma voor technische natuurkunde - de gebruikerscommissies binnen de hiervoor aangeduide grenzen in principe vrijgelaten in de keuze van hun werkwijze en functioneren. Een dergelijke keuze zal uiteraard afhankelijk zijn van zowel de aard van het project als de projectleiding en de samenstelling van een gebruikerscommissie. Er wordt naar gestreefd vergaderingen van gebruikerscommissies te vermijden dan wel tot een minimum te beperken. Ten behoeve van de samenstelling van de gebruikerscommissies zijn van diverse kanten suggesties ontvangen. Uiteraard bieden de projectomschrijvingen een eerste aanknopingspunt voor het vinden van potentiële gebruikers. Deze informatie werd tijdens de beoordelingsprocedure verder aangevuld. Vervolgens werd advies ingewonnen bij EZ, TNO, werkgeversorganisaties, bedrijven e.d. De aldus verkregen groslijst werd met de indieners besproken en soms nog aangevuld. Als uitvloeisel daarvan werden daarna personen gepolst of zij bereid zouden zijn het lidmaatschap van een gebruikerscommissie te aanvaarden. Inmiddels zijn door de SCTF voor de meeste projecten gebruikerscommissies ingesteld; deze bevoegdheid werd door het Uitvoerend Bestuur aan de SCTF gedelegeerd. Voor de projecten die niet onder supervisie van de SCTF staan, werd over de samenstelling van de gebruikerscommissies vooraf het advies gevraagd van de desbetreffende werkgemeenschaps- en beleidscommissies. De SCTF kwam in het verslagjaar tweemaal in vergadering bijeen, hoofdzakelijk in verband met de hiervoor geschetste behandeling van de aanvragen en de ontwikkelingen rondom het programma voor technische natuurkunde. In het begin van 1979 werden enkele besluiten genomen waarin de samenwerking met TNO vastere vormen kreeg. Ir. J. Delcour (Technisch-Fysische Dienst TNO-TH) werd als vertegenwoordiger van TNO benoemd tot lid van de SCTF. TNO heeft FOM aangeboden een medewerker aan te trekken en hem vervolgens op het FOM-bureau te detacheren ten behoeve van het programma voor technische natuurkunde. In de meeste gebruikerscommissies hebben vertegenwoordigers van TNO-instituten zitting, zodat TNO op deze wijze ook een actieve bijdrage wil leveren aan de utilisatie van de bij FOM verkregen onderzoekresultaten. Naast deze officiële contacten zijn - mede dankzij de medewerking van de heer D. A. van Meel, Hoofddirecteur van Ie Nijverheidsorganisatie van TNO en tevens lid van de
134
Raad van Bestuur van FOM - inmiddels ook vele waardevolle informele contacten met TNO-medewerkers tot stand gekomen. Herfst 1978 werd besloten mede op grond van de steun die het Ministerie van Economische Zaken geeft, de naam van het programma te wijzigen in: 'programma voor technische natuurkunde en innovatie'. Aan het eind van het jaar verscheen een brochure die enerzijds bedoeld is om aan het programma bredere bekendheid te geven en anderzijds fungeert als een uitnodiging tot het doen van aanvragen. Naast de gebruikelijke FOM-kanalen en de laboratoria en instituten van de fysische subfaculteiten en afdelingen werd de brochure ook verspreid onder de afdelingen industriële vormgeving, chemische technologie, elektrotechniek en werktuigbouwkunde van de technische hogescholen, alwaar ook onderzoek met het predikaat 'fysisch' plaatsvindt. Uit het feit dat vele onderzoekers de brochure opvragen, kan worden afgeleid dat het programma kennelijk in een behoefte voorziet. Ook van de zijde van organisaties die zich meer beleidsmatig met innovatie bezighouden is de belangstelling groot (overheid, werkgeversorganisaties, onderzoekinstellingen, bedrijfsleven e.d.). Het is te hopen dat laatstbedoelde belangstelling mettertijd ook zal kunnen leiden tot een verbreding van de vooralsnog zwakke financiële basis die FOM zelf aan het programma kan geven.
Technische fysica
De Speciale Commissie voor de Technische Fysica was op 31 december als volgt samengesteld: prof. dr. ir. J. B. Ie Poole, voorzitter dr. C. Ie Pair, secretaris a.i. prof. dr. C. M. Braams prof. dr. ir. H. J. Frankena prof. dr. ir. G. Vossers prof. dr. ir. A. Wegener Sleeswijk prof. dr. ir. W. J. Witteman De vergaderingen werden bijgewoond door dr. P. W. J. de Graaf (vertegenwoordiger van het Ministerie van Economische Zaken), ir. R. H. J. Fastenau en ir. S. B. Luitjens (vertegenwoordigers FPR) en door drs. H. G. van Vuren, ter assistentie van de secretaris ad interim. In de loop van het verslagjaar legde prof. dr. ir. H. L. Hagedoorn het lidmaatschap neer. Zijn plaats werd ingenomen door prof. dr. ir. G. Vossers. WERKGROEP T F I Delft - Laboratorium voor Technische Natuurkunde, prof. dr. ir. A. i. Berkhout 1. Apertuur-synthese voor ultrasonore medische diagnostiek WERKGROEP TF II Delft — Laboratorium voor Technische Natuurkunde, prof. dr. C. J. Hoogendoorn 1. Natuurlijke convectie in zonnewarmtecollectoren WERKGROEP TF III Delft — Laboratorium voor Technische Natuurkunde, prof. dr. J. M. Smith 1. Circulatieverschijnselen in bellenkolommen
137
TRENDARTIKELEN
„J?J^
139
R. Griessen en D. G. de Groot Natuurkundig Laboratorium der Vrije Universiteit Amsterdam
Waterstof in metalen Tussen 1863 en 1868, kort na de separatie van palladium uit 'platinummischmetaal' door Woolaston en Tennant, ontdekten Deville, Troost en Graham dat waterstof abnormaal snel door dit overgangsmetaal diffundeert. Zij vonden tevens dat in palladium grote hoeveelheden waterstof kunnen worden opgelost. Met een tamelijk eenvoudig elektrolytische cel waren zij toen al in staat dichtheden van waterstof in het metaal te bereiken welke vergelijkbaar waren met die van vloeibaar waterstof. Deze ontdekking vormde het begin van een indrukwekkende lijst van publikaties over metaal-waterstof- en andere metaal-gassystemen. Na 1945 is de belangstelling voor metaalhydriden sterk toegenomen, aanvankelijk vooral met het oog op hun toepassing als moderatormateriaal in kernreactoren. De soms katastrofale gevolgen van waterstof op de mechanische eigenschappen van bijvoorbeeld staal enerzijds en de mogelijkheid om met behulp van metallische semi-permeabele membranen ultra zuiver waterstofgas te kunnen produceren anderzijds, waren verdere redenen die het bestuderen van waterstof in metalen tot een technologische noodzakelijkheid maakten. Sinds de zogenaamde energiecrisis in het begin van de jaren zeventig heeft het onderzoek aan metaalhydriden een nieuwe dimensie gekregen, omdat waterstof wordt gezien als een van de meest aantrekkelijke energiedragers van de toekomst.
Uit het hierboven genoemde zou men kunnen concluderen dat de betekenis en de problematiek van waterstof in metalen voornamelijk van technische aard is. Deze indruk wordt nog versterkt als men de duizenden artikelen over waterstof in metalen bekijkt. Tot het eind van de jaren zestig blijft het werk aan waterstof in metalen inderdaad een onderwerp met een uitgesproken sterk metallurgisch karakter. De beschrijving van waterstof opgelost in een metallisch gastheerrooster was dan ook zeer empirisch en bestond hoofdzakelijk uit het opstellen van steeds meer verfijnde thermodynamische modellen. Een van de eerste succesvolle modellen was dat van Lacher •) waarin waterstof als een roostergas wordt beschreven. De waterstofatomen kunnen vrij van de ene roosterplaats naar de andere springen en hun wisselwerking met andere waterstofatomen wordt behandeld in het kader van een gemiddelde-veldtheorie. Het roostergasconcept is later verder ontwikkeld en voerde tot de belangrijke theoretische werken van Lee en Yang 2), waarin wordt aangetoond dat het roostergasmodel mathematisch equivalent is met het Ising-model voor magnetische systemen. Voor Lee en Yang en andere fysici op het gebied van statistische mechanica vormde
het roostergas echter een min of meer abstract model, dat veel meer was opgesteld om het gedrag van thermodynamische functies bij fase-overgangen theoretisch te onderzoeken dan om specifiek metaalhydriden te beschrijven. Waterstof in metalen bleef dan ook voor velen een systeem met exotische eigenschappen die meestal niet konden worden verklaard, omdat geen adequate microscopische beschrijving bestond van het lichte en dus zeer mobiele waterstof in een rooster van zware metaalionen. Een indrukwekkende verschuiving van het onderzoeksterrein vindt plaats omstreeks 1970 wanneer de vastestof fysici - in een zekere zin - de hydrides 'ontdekken'. Aan de hand van enkele voorbeelden zullen wij nu proberen een indruk te geven van actueel onderzoek aan waterstof in overgangsmetalen. Deze voorbeelden zijn niet bedoeld om een gedetailleerd beeld van werk op dit gebied aan Nederlandse universiteiten en hogescholen en in industriële laboratoria te geven, maar vooral om fundamentele eigenschappen van hydriden te illustreren.
140
R. Griessen en D. G. de Groot
Fig. 1
dp/dT>0
0
0.2
04
0.6
X
0
0.2
0.4
0.6
*•
Een roostergas De geldigheid van de beschrijving van waterstof in een metaal als roostergas is omstreeks 1970 opnieuw uitvoerig bediscussieerd door Alefeld :1), die heeft gewezen op de verbazingwekkende analogie die bestaat tussen de tempcratuur-concentratie-fasendiagrammen (T-A-diagrammen) van overgangsmetaalhydriden en die van enkelvoudige systemen met een gas-, vloeistof- en een vaste fase. In figuur 1 ziet men bijvoorbeeld dat voor PdiH en Nb-H de topologie van de T-A-diagrammen dezelfde is als die van een normale enkelvoudige stof met een kritiek punt dat hoger ligt dan het triplepunt. Voor Ta-H en V-D hebben wij een speciale situatie waar het kritieke en het triplepunt samenvallen en waar op de coëxistenliclijn dp/dT<0. net zoals in bijvoorbeeld ijs, Ge, Bc. Si en Ce.
T-Jt-fasendiagrammen van vier karakteristieke overgangsmetaalhydriden (deuteriden). De r-o-fasendiagrammen (g is de dichtheid) voor 'normaal' enkelvoudig systeem (dp/AT > 0 ) en een 'ijsachtig' systeem (dp/dT < 0), zijn schematisch in de derde kolom aangegeven.
gesuperponeerd op een harde-bol-afstoting met korte dracht (van de orde van grootte van de Ie of 2e nabuurafstand). Alvorens de implicaties van een dergelijke interactie te bediscussiëren, willen wij nog kort aantonen dat experimenten in de buurt van het kritieke punt (Kkrjt) er duidelijk op wijzen dat de waterstof-waterstofinteractie een lange dracht heeft. Het beste vanderwaalsgas Op grond van de mathematische equivalentie van roostergas en Ising-model verwacht men dat bij het kritieke punt de T-jr-coëxistentielijn beschreven wordt door een relatie van de vorm (1)
De theoretische voorspelling van fasendiagrammen is zeer moeilijk en tot nu toe zijn veelal alleen tweedimensionale systemen berekend. De resultaten van deze berekeningen kunnen dus niet direct met experimentele gegevens voor T-.v-diagrammen worden vergeleken. Ze voerden echter tot de belangrijke conclusie dat de topologie van de normale fasendiagrammen (Pd-H, Nb-H) alleen met behulp van de volgende wisselwerking tussen twee waterstofatomen is weer te geven, namelijk een aantrekkende interactie met oneindig lange dracht,
en dat de compressibiliteit K van het roostergas divergeert volgens (2) Voor het driedimensionale Ising-model is jff = 5/16 en y = 5/4. In tabel 1 zijn de kritieke exponenten voor enkele gassen en ferromagneten samengevat. Voor al deze stoffen geeft het Ising-model een zeer goede
141
Waterstof in metalen
beschrijving van hun kritieke gedrag. Maar voor de twee tot nu toe onderzochte hydriden hebben wij de zeer merkwaardige situatie dat de grove gemiddelde-veldtheorie een beter resultaat geeft dan de exacte oplossing van liet Ising-model! Om de analogie met een gas nog duidelijker te maken is het hier misschien interessant op te merken dat de kritieke exponenten voor een vanderwaalsgas dezelfde zijn als die voor de gemiddelde-veldtheorie. Uit de tabel volgt dan dat waterstof in palladium een veel beter voorbeeld van een vanderwaahgas is dan koolzuur, zuurstof of een edelgas. Het is uiteraard duidelijk dat deze conclusie alleen dan geldig is wanneer de experimenten inderdaad in het kritieke gebied hebben plaatsgevonden. Met een eenvoudige argumentatie kan men aantonen, dat het kritieke gebied A T gegeven is door de volgende relatie
AT/r krit
waarin a de roosterconstante van het metaal is en b de dracht voorstelt van de waterstof-waterstofwisselwerking. In de experimenten aan hydriden is AT/Tkrjt > 5 • 10-3, wat overeenkomt met b > > 2a. Dit suggereert dat wij voor waterstof in metalen met een lange-drachtwisselwerking te maken hebben. Een directe elektronische wisselwerking is dus uitgesloten. Homer en Wagner hebben dan ook een theorie van de fase-overgang a-a' ('gas-vloeistof', zie figuur 1) opgesteld waar twee waterstofatomen indirect via de door hun veroorzaakte roostervervorming wisselwerken, een situatie die ons aan supergeleiding herinnert waar twee elektronen via roostertrillingen met elkaar wisselwerken. De dracht van deze elastische interactie is oneindig groot en de thermodynamische eigenschappen van een hydride zijn dan afhankelijk van de dimensies van het onderzochte monster!
(3)
Snelle diffusie Kritieke exponenten /? (coëxistentielijn of magnetisatie) en y (compressibiliteit of magnetische susceptibiliteit) voor enkele gassen, ferromagneten, PdH z en De theoretische waarden voor het Isingmodel zowel als de exponenten berekend met behulp van de gemiddelde-veldtheorie (Bragg-William-benadering) zijn in het onderste deel van de tabel aangegeven.
P
Y
0,35 0,35 0,359 0,361 0,353 0,35 0,368 0,37 0,37 0,368 0,38 0,55 —
1,26 1,26 1,24 1,18 1,25 1,25 1,21 1,25 1,28 1,29 1,31 1,01 1,02
3-dimensionaal Ising-model
Vis
V4
gemiddelde veldtheorie
v2
CO., Xe" *He 3He
°2
n-pentaan CrBr3 Gd Ni EuO Y 3 Fe 5 O,, Pd-H Pdo.9Ago.1-H
1
Tabel I
Een sterk argument voor de geldigheid van de roostergasbeschrijving is de hoge diffusiesnelheid van waterstof in metalen. Bij kamertemperatuur is de diffusiecoëfficiëni van waterstof in niobium ongeveer 10'-' maal zo groot als die van andere interstiticle onzuiverheden zoals stikstof, zuurstof en koolstof. Elke 10-'* s springt een waterstofatoom van de ene interstiticle roosterplaats naar de andere. Een overzicht van de experimentele resultaten voor de diffusie van waterstof en deuterium in enkele overgangsmetalen ••) is gegeven in figuur 2a-f. De temperatuurafhankelijkheid van de diffusiecoëfficiënt D is met behulp van een Arrhenius-plot weergegeven, omdat in een klassieke theorie van de diffusie wordt verwacht dat D - D„ exp l-EJkyT]
,
(4)
waar E:l de zogenoemde activeringsenergie is. De zeer hoge diffusiesnelheid van waterstof is hoofdzakelijk een gevolg van de uiterst lage waarden voor de activeringsenergie (voor alle hydriden die tot nu toe zijn onderzocht, geldt 0,05 é E.t & 0,5 eV). Figuur 2a duidt aan dat alle onderzochte overgangsmetaalhydriden in twee categorieën zijn te verdelen. In hydriden met een kubische ruimtegecentreerde structuur (bcc-structuur) is de diffusie bij kamertemperatuur meer dan een orde van grootte hoger dan voor kubische vlakgecentreerde (fee-) hydriden. De invloed van de kristallijne structuur van het gastheerrooster op de diffusiecoëfficiënt is nog duidelijker aangetoond in het geval van hydriden van ijzer en van palladium-koper (Pd0 47Cu0 5;J) (zie figuur 2c). Voor
142
R. Griessen en D. G. de Groot
temperaturen lager dan 900°C is de kristalstructuur van Fe bcc(ot-Fe) en de activeringsenergie is ongeveer een orde van grootte kleiner dan voor temperaturen waar Fe in de fcc-structuur (v-Fe) kristalliseert. Misschien nog indrukwekkender zijn de resultaten voor de palladiumkoperlegering voor welke men erin is geslaagd, met behulp van verschillende metallurgische procedures, zowel bcc- als fcc-kristalstructuren te prepareren. Bij kamertemperatuur is de diffusiecoëfficiënt 10* maal zo groot voor bcc-legeringen als voor legeringen met een fcc-kristalstructuur. De grote invloed van de kristalstructuur van een materiaal op de diffusiesnelheid kan
Een soortgelijk argument kan worden gebruikt om de toename van de activeringsenergie in één en dezelfde kolom (de groep V B metalen in figuur 2c) van het periodiek systeem te verklaren. Waren de gegevens in de figuren 2a t/m c nog met eenvoudige modellen te verklaren, voor de in figuur 2d t/m f weergegeven resultaten is dit zeker niet het geval. In figuur 2d ziet men bijvoorbeeld dat de activeringsenergie rond 220 K abrupt afneemt in Nb-H en in Ta-H. Gelijktijdig neemt ook de evenredigheidsconstante £>,, af. Dit duidt heel sterk op de aanwezigheid van een diffusie-
Fig. 2 300
1000
150
1000 300
150
10
Temperatuurafhankelijkheid van de diffusiecoëfficiënt D voor waterstof en zijn isotopen in overgangsmetalen in de limiet H/M — 0.
kwalitatief worden begrepen op grond van de grootte van de sprong die het waterstof maakt, gaande van de ene interstitiële plaats naar de andere. Uit neutronenverstrooiingsexperimenten is bekend, dat in bcc-kristallen waterstof zich op de interstitiële tetraëderplaatsen bevindt, terwijl in fcc-kristallen waterstof op octaëderplaatsen zit. Hieruit volgt direct dat waterstof grotere stappen moet nemen in een fee- dan in een bcc-kristal, omdat de oclaëder-octaëderafstanden langer zijn dan de afstanden tussen tetraëderplaatsen. Daarom is D
fcc <
D
bcc-
2
A
6
8 1/T
proces bij lage temperaturen, waarbij het waterstof niet meer thermisch geactiveerd wordt om de potentiaalbarrière E:l te overwinnen, doch waarbij het proton bij een lagere energie door de barrière tunnelt. Dit is echter een ingewikkeld proces omdat de atomen van het metaalrooster gedurende het tunnelen ook nog bewegen als gevolg van de coulombafstoting tussen protonen en metaalionen. Een ander probleem in de theorie van de diffusie van waterstof in metalen is verbonden met het optreden
143
Waterstof in metalen
van anomale isotopie-effecten. In vanadium bijvoorbeeld (figuur 2e) is D H /O D sterk temperatuurafhankelijk, terwijl in palladium waterstof zelfs langzamer diffundeert dan deuterium (figuur 2f). Op grond van klassieke modellen voor diffusie verwacht men immers DÜ/DD = (MD/Mnyi> =
VT,
(5)
waar M de massa van het isotoop is. Op dit moment bestaat nog geen bevredigende theorie over de diffusie van waterstof en zijn isotopen over het tcmperatuurinterval dat tot nu toe is onderzocht, namelijk van ongeveer 150 tot 1000 K. Het is de vraag of een theorie eigenlijk wel kan worden opgesteld zonder een gedetailleerde kennis van de microscopische interactie van waterstof met gastheerionen en met andere in het Elektrontoestandsdichtheidscurven voor zuiver V en Pd en de stoichiometrische hydriden VH en PdH. Foto-emissiespectra zijn aangegeven voor V sn VHo,74 en voor Pd en PdHo,ec- Het nulpunt van de energieschaal is willekeurig gekozen bij het Fermi-niveau. 3
-
2
-
Fig. 3
metaal opgeloste waterstofatomen. Een eerste stap in deze richting is de bepaling van de elektronenstructuur van overgangsmetaalhydriden. De eenvoudigste onzuiverheid Een van de oudste problemen van de vastestoffysica is de beschrijving van de afscherming van een positief geladen onzuiverheid door geleidingselektronen. Dit probleem is tot nu toe niet exact opgelost, zelfs niet voor het zeer vereenvoudigde model van vrije elektronen in een constante achtcrgrondpotentiaal (het zogenaamde jelliummodcl). Dit verklaart misschien waarom de laatste tijd zoveel aandacht wordt geschonken aan de elektronische structuur van protonen, positronen en muonen in metalen. Ook om meer praktische redenen zijn de hydriden vaak gekozen als testmateriaal voor nieuwe modellen van elektronische-bandenstructuren, omdat zij in een zekere zin als de meest eenvoudige interstitiële legeringen kunnen worden beschouwd. Dat zulke tests nog nodig zijn kan men duidelijk begrijpen als men zich realiseert dat tot nu toe bijna uitsluitend de elektronenstructuren van stoffen met een perfecte periodieke kristalstructuur zijn onderzocht. Aangezien voor een legering de translatiesymmetrie van het rooster echter verloren gaat, moeten andere methoden worden toegepast om de eigenschappen van wanordelijke legeringen te berekenen. Zonder in details te treden kan men al een goede indruk krijgen over de invloed van waterstof op de elektronenstructuur van een overgangsmetaal door de elektrontoestandsdichtheid n(E) als functie van de energie E van een stoichiometrische hydride met die van het zuiver metaal te vergelijken. In figuur 3a t/m d zijn berekende toestandsdichtheden 5) voor een fee- (Pd, PdH) en een bcc- (V, VH) metaal-waterstofsysteem weergegeven. Alhoewel de n(£)-curven voor zuiver V en Pd nogal wat verschillend zijn, is het opmerkelijk dat het effect van het oplossen van waterstof op interstitiële plaatsen kwalitatief hetzelfde is: enerzijds zijn er duidelijk toestanden naar lagere energieën verschoven, anderzijds heeft de toestandsdichtheid aan de hoge-energiekant haar vorm globaal behouden. Dit betekent dat een model van starre banden niet van toepassing is voor overgangsmetaalhydriden. Deze conclusie wordt gesteund door de foto-emissiespectra in de figuren 3e en f waar de vervorming van de n(E) bij lagere energieën duidelijk is te zien.
I
-6
-3
Om het karakter van deze laagenergetische toestanden gemakkelijker te kunnen onderzoeken, kan men het bandenstructuurprobleem voor het gehele kristal tot het
R. Griessen enD.G. de Groot
144
eenvoudiger eigenwaardenprobleem van een kluster reduceren. In het geval van palladium is het kluster octaëdrisch en de energie van de eigentoestanden van de elektronen is in figuur 4 aangegeven. De bezette niveaus bevinden zich in een nauwe 'band' rond -0,5 Ryd. Om een hydride te simuleren kan men deze berekening herhalen voor dezelfde octaëder maar nu met één interstitieel waterstof in zijn centrum. Het corresponderende energieschema is fundamenteel veranderd. Het laagste
In het verleden zijn vooral foto-emissie-experimenten gebruikt om deze theoretische voorspellingen te toetsen. In figuur 3 is duidelijk te zien, dat de resolutie van zulke experimenten veel te gering is om een gedetailleerde analyse van de invloed van waterstof op de energieniveaus van een metaal te maken. Wij kunnen echter gebruikmaken van het De Haas-Van Alphen-effect om de veranderingen van het Fermi-oppervlak als functie van de waterstofconcentratie zeer nauwkeurig te bepalen.
-0562 10)
Fig. 5
Invloed van de waterstofconcentratie x op de grootte van extremale doorsneden A (gearceerd) van het Fermi-oppervlak van Pd. De getallen geven de experimentele dln/4/d*-waarden weer, terwijl tussen haakjes de berekende waarden zijn gegeven.
[ooi]
-m. -07t -0770 12)
- [010] -10
.•-1061
RJ6H Energicniveauschema voor palladium, palladium-watcrstof en waterstof. De berekeningen zijn uitgevoerd voor een octaëder van 6 Pd-atomen, waaraan, voor het geval PdnH, één interstiticel waterstof is toegevoegd. De energie is gegeven in Rydbergs, terwijl tussen haakjes de bezetting van ieder niveau is vermeld.
11)
(2)
H
Fig. 4
niveau gaat bijna 0,3 Ryd omlaag, het hoogste 0,12 Ryd, terwijl al de andere min of meer als één geheel een kleine verlaging ondergaan. Voor een kluster van zeven atomen vindt men dus al kwalitatief dezelfde situatie als voor een echt kristal. De waterstofpotentiaal is sterk genoeg om een palladiumniveau uit de oorspronkelijke 'band' te breken en op ongeveer -1,1 Ryd te plaatsen. Dit niveau is nauw verwant met het atomaire niveau van een vrij waterstofatoom en de bijbehorende ladingsverdeling is hoofdzakelijk rond het proton geconcentreerd.
Kortgeleden zijn wij erin geslaagd het De HaasVan Alphen-effect voor de eerste keer te gebruiken om de afhankelijkheid van de waterstofconcentratie van het Fermi-oppervlak van PdHj. (x < 1 at % H) te bepalen. De experimentele en theoretische resultaten zijn in figuur 5 aangegeven. De overeenstemming is uitstekend te noemen vooral als men zich realiseert dat alleen het atoomgetal en de roosterconstante van palladium als parameters in de theorie zijn ingevoerd. Deze goede overeenstemming is van bijzonder belang omdat zij duidelijk aantoont dat men nu vat heeft op de microscopische beschrijving van interstitiële legeringen. Men moet echter niet vergeten dat zulke berekeningen uitsluitend geldig zijn voor het geval dat de waterstofatornen in het metaalrooster zijn ingevroren, een benadering die eigenlijk vanwege de grote nulpuntsenergie van waterstof niet eens bij het absolute nulpunt opgaat.
Waterstof in metalen
145
Hoge- Tc-supergeleider
dat legeringen zoals Nb:,Sn, V.,Ga en Nb3Al een hoge overgangstemperatuur (ongeveer 18 K) hebben indien het aantal elektronen per atoom e/a ongeveer 4,7 of 6,5 is. Men zou dus kunnen verwachten dat het toevoegen van waterstof de mogelijkheid zal bieden een voor hoge T(, gunstige e/a te realiseren. Voor Ti.sAu bijvoorbeeld is e/a = 5,75 en Tc «s 0,002 K in overeenstemming met de bovengenoemde regel. In strijd met deze vuistregel is echter dat zowelTiAuaHals TiAu:1H28 niet supergeleidend zijn.
De ontdekking in 1970 respectievelijk 1972 dat Th4HIfl en PdH supergeleiders zijn met relatief hoge sprongtemperaturen (rc;=a 8 K respectievelijk 9,2 K), terwijl de zuivere metalen pas bij veel lagere temperaturen (r c (Th) = 1,3 K, r c (Pd)<0,001 K) supergeleidend worden, heeft het onderzoek naar de invloed van geabsorbeerd waterstof op het supergeleidend gedrag van metaal-waterstofsystemen sterk gestimuleerd. De gedachte was dat met name de hoge waterstofdichtheid in deze systemen verantwoordelijk is voor de hoge overgangstemperatuur. Deze opvatting is gebaseerd op de verwachting dat metallisch waterstof een supergeleider met hoge sprongtemperatuur (ongeveer 100 K) is. Dat deze eenvoudige interpretatie niet van toepassing is ziet men in figuur 6, waaruit blijkt dat de sprongtemperatuur van 'goede' supergeleiders Nb, V en Ta (T,, = 9,2, 5,4 en 4,5 K resp.) sterk wordt onderdrukt door de geabsorbeerde waterstof. Voor de dihydriden NbH, en VHo, treedt boven 1,2 K geen supergeleiding op.
De overgangstemperatuur van Nb.,Sn-H, Nb, )78 GeOi*,-H evenals die voor HfV.,-H en HfV.,-D, neemt met toenemende waterstofconcentratie af. Deze afname kan met behulp van het volgende argument worden 'verklaard'. Uit bandenstructuurberékeningen en soortelijke-warmte-experimenten bij lage temperaturen is bekend dat de meeste van de bovengenoemde stoffen een grote elektrontoestandsdichtheid bij de Fermi-energie hebben. Volgens Bardeen, Cooper en Schrieffer 6) is de overgangstemperatuur gegeven door
Een soortgelijk gedrag vindt men ook voor meer ingewikkelde systemen. Het is bijvoorbeeld wel bekend
7C=
6> D exp[-Vit(£ F )]-i,
(6)
Fig. 6
Supergeleidende sprongtemperatuur Tc van overgangsmetalen, intermetallische legeringen en TaSs in afhankelijkheid van de hoeveelheid opgeloste waterstof. Systemen waarbij een fase-overgang optreedt of waarvan uitsluitend stoichiometrische verbindingen zijn onderzocht, zijn met een gestreepte lijn aangegeven. In de inzet is de maximale 7"c-waarde uitgezet als functie van het aantal atoomprocenten gelegeerd metaal.
0.4
0.8
12
1.6
2.0
CONCENTRATIE X = H/M
2A
%
R. Griessen en D. G. de Groot
146
waarin 0 D de Debye-temperatuur is en V een effectieve elektronpaarpotentiaal. Uit deze uitdrukking volgt dan dat, indien toevoegen van waterstof het Fermi-niveau zodanig verschuift dat het buiten een gebied van hoge toestandsdichtheid komt te liggen, 7C sterk zal dalen. Dat men voorzichtig moet zijn met zulke eenvoudige redeneringen kan misschien het best aan het palladiumwaterstofsysteem worden uitgelegd. Zoals uit figuur 6 blijkt is Pd-H (of Pd-D) de enige hydride waar Te continu met de waterstof- (of deuten\im)concentratie toeneemt. Uit figuur 3 is echter duidelijk te zien dat n(Ee) met toenemende concentratie afneemt (boven 63 atoomprocent waterstof neemt n{E¥) een lage constante waarde aan). Volgens vergelijking (6) zou men dan verwachten dat Pd-H x helemaal nooit supergeleidend zou worden voor x > 0,7. Deze moeilijkheid heeft de interesse van vele theoretici gewekt en in de laatste vijf jaar zijn verschillende theorieën opgesteld om de sterke toename van Tc in PdHj. te verklaren en verder ook nog om de microscopische oorzaak van het zogenaamde inverse isotopieeffect (d.i. dat Tc van PdD x hoger is dan Te van PdHj. alhoewel de atomaire massa van waterstof twee keer zo klein is als die van deuterium) te verklaren. Een interessant idee om het inverse isotopie-effect te verklaren is door Miller en Satterthwaite 7) voorgesteld. In de discussie van de elektronenstructuur van metaalhydriden hebben wij gezien dat een deel van de toegevoegde elektronen gaat zitten in een laag-energetische bindingstoestand. Vervolgens beredeneert men dat de grotere nulpuntsbeweging van waterstof ten opzichte van deuterium zal resulteren in een grotere overlap van de golffunctie van palladium en waterstof. Dientengevolge is er een sterkere binding tussen palladium en waterstof dan tussen palladium en deuterium. Als gevolg daarvan zijn er meer elektronen in de Pd-H-bindingstoestand dan er zijn voor Pd-D. Voor eenzelfde vulling van de banden bij de Fermi-energie (dus zelfde r o ) zal men in het hydride meer elektronen, dus hogere waterstofconcentraties nodig hebben dan in het deuteride. Dit idee is belangwekkend omdat een nieuw ingrediënt namelijk de nulpuntsenergie in het probleem wordt ingebouwd, maar het verklaart niet waarom PdH eigenlijk supergeleidend wordt. In de bovenstaande theorie wordt het verschil in de elektrontoestandsdichtheid in PdH en PdD als oorzaak aangewezen voor de waargenomen supergeleiding in beide systemen. Daarbij werd reeds de nadruk gelegd op het verschil in bindingskracht, een argument dat al eerder door Ganguly 8 ) naar voren is gebracht.
Neutronenverscrooiingsexperimenten hebben bevestigd dat de Pd-H-krachtconstante ongeveer 20% sterker is dan die voor Pd-D, of anders geschreven dat (7)
1,2
waar M1I(I)) de ionenmassa van waterstof (deuterium) is en w„ a) , een gemiddelde frequentie van de optische fononen weergeeft. Het in vergelijking (7) aangegeven resultaat leidt direct tot een invers isotopie-effect zoals Papaconstantopoulos en andere «) hebben aangetoond. Zij beredeneren dat de elektron-fononkoppelingsparameter gelijk is aan (8) waarbij (9)
iikm'MIsch
optisch '
(10) "H(D>
De functies V\\,\^ hangen uitsluitend van de elektronenstructuur af en niet van het fononenspectrum. Aangezien waterstof en deuterium in een metaal elektrisch identiek zijn is »?„ = »?„. Derhalve volgt uit vgl. (7) en (10) dat Xl{ = 0,83A„. Dit resultaat leidt onmiddellijk tot een invers isotopie-effect, d.i. T(.(PdD)>T(,(PdH), omdat exp { -1,04(1 +k)M-l* d+0,62.1)] } (11) waarin u. ~ 0,1 zoals voor de meeste overgangsmetalen. Uit de bandenstructuurberekening volgt dat ^opt *** 0,7At„taa, zodat de afhankelijkheid van de waterstofconcentratie van Te hoofdzakelijk door lillVl wordt veroorzaakt. De berekende concentratieafhankelijkheid van 7*,. voor PdH^Dj.) is in goede overeenstemming met het experiment. Dezelfde theorie geeft ook een verklaring van de hoge sprongtemperaturen (tot 17,6 K) die gevonden zijn in het Pd-Ag-Hsysteem 10 ). Deze hoge waarden voor Tc wekken misschien de indruk dat op het gebied van de toepassingen van hydriden een grote activiteit bestaat om supergeleiders met hoge Tc te bereiden. In de rest van dit artikel zullen wij echter laten zien dat op het terrein van toepassingen hoofdzakelijk aan energie-opslagsystemen wordt gewerkt.
147
Waterstof in metalen
Metaalhydride en vervoer Waterstof kan worden beschouwd als de ideale brandstof voor vele soorten energie-omzetters " ) . Het kan tegenwoordig goedkoop uit kolen worden geproduceerd en het verbrandingsprodukt is niet milieuverontrcinigcnd. Op lange termijn, als de fossiele-brandstofreserves uitgeput raken, kan waterstof functioneren als een eenvoudig te transporteren en te bewaren brandstof, welke door middel van elektrolyse uit water kan worden geproduceerd door gebruik te maken van elektriciteit, geleverd door een primaire energiebron. Een belangrijk probleem echter is gelegen in het vinden van niet alleen een geschikte maar ook economisch aantrekkelijke opslagmogelijkheid. Opslag in de vorm van een samen-
Plateaudruk-tempeiatuur-relatie voor verscheidene metaalhydriden. Hydriden voor start- en verbrandingsmotoren, hebben p-T karakteristieken in de gearceerde gebieden (startmotor-bovenste gebied).
Fig. 7
geperst gas of cryogene vloeistof lijkt niet geschikt, indien waterstof tot het dagelijks gebruik gaat behoren. Een veelbelovend alternatief is opslag in de vorm van een metaalhydride. Afhankelijk van de toepassing zullen metaalhydriden met verschillende eigenschappen moeten worden gebruikt. Voor gebruik als 'tank' in conventionele auto's zijn vooral een hoge waterstofconcentratie per volume- en gewichtseenheid en goede ab- en desorptiekinetiek noodzakelijk. De hydriden die voor dit doel geschikt zijn reageren exotherm met waterstof. Deze hydriden zijn bijna altijd reversibel en de waterstof kan worden teruggewonnen door de druk te verlagen of de temperatuur te verhogen, onder respectievelijk boven de druk en temperatuur waarbij het absorptieproces plaatsvindt. Om grote veranderingen in de evenwichtswaterstofconcentratie met zo klein mogelijke variaties van druk of temperatuur te kunnen bereiken is het gunstig hydriden te gebruiken met vanderwaalsachtige isothermen, dat wil zeggen isothermen die een plateau vertonen in het twee-fasengebied. De temperatuurafhankelijkheid van de plateaudruk kan worden weergegeven door de Van 't Hoff-relatie
TEMPERATUUR[°C] 600
log pa = -{A/T) + B,
400
(12)
zoals in figuur 7 voor verscheidene hydriden is getoond. In de figuur zijn tevens aangegeven de gewenste /?-7"-karakteristieken voor hydriden die de brandstof leveren voor een start- en verbrandingsmotor. Tot nu toe hebben alleen Fe-Ti-H en Mg-Ni-H toepassing gevonden v-). In vele laboratoria wordt nu met veel enthousiasme aan betere, lichtere en goedkopere metaalhydriden gewerkt. In dit soort onderzoek is vaak gebruikgemaakt van een door Miedema 1:>) geintroduceerd model waarmee op eenvoudige wijze de enthalpie voor de vorming van een ternair hydride is te voorspellen uit de bekende enthalpieën voor de corresponderende binaire hydriden en binaire intermetallische verbindingen.
0.01
1.5
2.0
Z5
1000/T [K"']
3.0
3.6
Hoewel het Miedema-model verbazingwekkend nauwkeurige voorspellingen levert, verschaft het niet genoeg inzicht in de microscopische aspecten van de hydridevorming. De rol van de elektronenstructuur, het belang van de aanwezigheid van d-(of f-) elektronen, de invloed van de waterstof-waterstof- en waterstof-gastheerionwisselwerking op de diffusie en de mechanismen van de dissociatie van H.,-moleculen en de ab(ad)sorptie van waterstof aan oppervlakten vormen essentiële vragen waarop men in de toekomst het antwoord hoopt te vinden.
148
De in figuren 3 t/m 5 getoonde gegevens zijn het resultaat van berekeningen van A. Bansil en C. E. van Dijkum en door W. J. Venema, R. Feenstra en F. H. Blom uitgevoerde experimenten. Referenties 1. J. R. Lacher, Proc. Roy. Soc. London AJ61 (1937) 525. 2. T. D. Lee, C N, Yang, Phys. Rev. 87 (1952) 410. 3. G. Alefeld, Phys. Status Solidi 32 (1969) 67 en Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 76 (1972) 746. 4. J. Völkl, G. Alefeld: Diffusion in Solids: Recent developments. Ed. A. S. Nowick, J. J. Burton, Acad. Press (1975) 231. 5. A. C. Switendick: Hydrogen Energy. Part B, ed. T. N. Veziroglu, Plenum Press (1975) 1029. 6. J. Bardeen, L. N. Cooper, J. R. Schrieffer, Phys. Rev. 108(1957)1175. 7. R. J. Miller, C. B. Satterthwaite, Phys. Rev. Lett. 34 (1975) 144. 8. B. N. Ganguly, Z. Physik 265 (1973) 433 en Phys. Rev. B14 (1976) 3848. 9. D. A. Papaconstantopoulos, B. M. Klein, E. N. Economou, L. L. Boyer, Phys. Rev. B17 (1978) 141. 10. B. Stritzker, Z. Physik 268 (1974) 261. 11. D. P. Gregory: The Hydrogen Economy. Scientific American, januari 1973, p. 13. 12. Bijvoorbeeld is de door de Billings Corporation gebouwde schoolbus op de foto aan het begin van dit artikel voorzien van twee Fe-Ti-H-tanks. Een soortgelijke bus van Mercedes gebruikt een dubbele tank van Fe-Ti- en Mg-Ni-hydriden. 13. A. R. Miedema, J. Less Common Met. 32 (1973) 117; \. R. Miedema, R. Boom, F. R. de Boer, J. Less Common Met. 41 (1975) 283. Literatuur 1. W. M. Mueller, J. P. Blackledge, G. G. Libowitz: Metal Hydrides. Academic Press (1968). 2. Hydrogen in Metals: Basic properties in Topics in Applied Physics. Volume 28. Ed. G. Alefeld, J. Völkl, Springer (1978). 3. Hydrogen in Metals: Application-oriented properties id. volume 29 (1979). 4. Hydrogen in Metals, J. Less Common Met. 49, No. 1/2 (1976). 5. Hydrogen energy, ed. T. N. Veziroglu, Plenum Press (1975). 6. Hydrides for energy storage, ed. A. F. Andresen, A. J. Maeland, Pergamon Press (1978).
R. Griessen en D. G. de Groot
7. TNO-rapport: Toekomstige mogelijkheden van waterstof als energiedrager in Nederland (1975). 8. K. D. Beccu, H. Lutz, O. de Pous: The chemical storage of Hydrogen in Metals and their alloys. Battelle Research Centre Geneva (1976). 9. E. M. Dickson, J. W. Ryan, M. H. Smulyan: The hydrogen energy economy. A realistic appraisal of prospects and impacts. Praeger (1977).
151
El diametro del Aleph seria de dos o tres centimetros, pero el espacio cósmico estaba ahï, sin disminución de tamano. Jorge Luis Borges, El Aleph
S. R. de Groot Instituut voor Theoretische Fysica van de Universiteit van Amsterdam
Neutrino's in het heelal Neutrino's, massaloze deeltjes uitsluitend onderworpen aan de zwakke kracht, speelden een beslissende rol in het tijdvak van 1(H tot 10 seconden na de oerknal. De transportcoëfficiënten van neutrinostelsels bepaalden de evolutie van het heelal. Deze grootheden zijn berekend in het kader van de relativistische kinetische theorie voor quantumsystemen. Op grond hiervan konden scheiding van materie en antimaterie, en ook reactieve processen, worden geëvalueerd. Neutrino-kern-wisselwerkingen zouden voorts verantwoordelijk kunnen zijn voor het supernova-verschijnsel.
Cosmologische tijdperken; het neutrino-oergas
Transportverschijnselen in de cosmos
Volgens een huidige opvatting ontwikkelde het heelal zich uit een oorspronkelijke singulariteit, de oerknal geheten. Een aantal voorspellingen, gedaan op grond van dit uitgangspunt zijn empirisch bevestigd.
In de theorieën over bouw en ontwikkeling van het heelal, zoals die van Misner, Pontecorvo, Ruderman, Weinberg, De Graaf, Thome, Wheeler, Belinskii, Chalatnikov, Zel'dovich, Novikov en anderen '), is de kennis van transportcoëfficiënten essentieel. De waarden van deze werden echter veelal op grond van ruwe benaderingen of onderstellingen ad hoc gevonden. Bovendien bleven soms nog onbekende, aan te passen constanten in het resultaat staan. Verschillende van de bovengenoemde natuurkundigen en astrofysici brachten naar voren dat een meer betrouwbare aanpak om waarden te vinden voor de transportcoëfficiënten van systemen bij zeer hoge temperaturen uiterst gewenst zou zijn.
De oerknal werd gevolgd door een aantal stadia van ontwikkeling. Gedurende de eerste van deze bestond het heelal voornamelijk uit sterk wisselwerkende deeltjes: deze periode heet daarom wel het 'hadron-tijdvak'. Het duurde 10-* seconden. Toen begon een tweede tijdsgewricht, waarin neutrino's, elektronen, muonen, hun antideeltjes en voorts fotonen de hoofdrol speelden. De wisselwerkingen tussen deze deeltjes zijn bepaald door de zwakke en de elektromagnetische krachten. Deze periode heet het 'lepton-tijdvak', omdat lichte deeltjes de ontwikkeling bepaalden. De dominerende processen waren elastische botsingen, zoals tussen neutrino's, of tussen neutrino's en antineutrino's, en ook reactieve processen, zoals de produktie van een elektron-positon-paar bij de botsing van een neutrino met een antineutrino. De duur van het lepton-tijdvak was 10 seconden. De temperatuur was bij de aanvang 10<2 keivin, de deeltjesdichtheid 10" m-s en de 'afmeting' ('cosmische schaalfactor') van het heelal 1 0 " m.
Zo'n verfijnde methode is de kinetische gastheorie, waarvan de oorspronkelijke versie afkomstig is van Boltzmann i). Deze berust op een beschouwing van binaire botsingen van deeltjes en een geschikte statistische beschrijving. Genoemde theorie is echter op twee manieren beperkt: ze is non-relativistisch en klassiek. Voor de beschrijving van de cosmische deeltjes, die zeer hoge snelheden bezitten - de neutrino's hebben zelfs de lichtsnelheid omdat hun massa nul is - en die een spin dragen, is het nodig een formalisme op te zetten dat
S.R.de Groot
152
voldoet aan de eisen van de speciale relativiteitstheorie, en dat met het quanteuze karakter rekening houdt. Het is de laatste jaren, door werk van Israel, Anderson, Stewart en de in de bovenstaande alinea genoemden, gelukt zulk een theorie op te zetten 2 ). Het belang ervan schuilt overigens niet alleen in de mogelijke toepassingen, maar minstens evenzeer in het ontsluiten van een nieuw terrein van de natuurkunde: een academisch belang dus, of, als u wilt, een cultureel belang. In dit artikel over 'ontwikkelingsneigingen' zal voornamelijk worden ingegaan op resultaten en mogelijke toepassingen. Daarbij zal blijken dat de nadruk valt op de neutrino's: achtereenvolgens komen zuivere neutrinogassen, neutrino-antineutrino-mengsels, reactieve neutrino-antineutrino-processen en neutrino-kernwisselwerkingen aan de orde.
Het zuivere neutrino-gas
Sommige cosmologen beweren met klem dat in het begin voornamelijk materie en slechts weinig antimaterie voorhanden was. Als dat zo is, dan is het met het oog op het boven betoogde, het zuivere neutrino-gas een goed model voor de situatie van het lepton-tijdvak. Dan gelden volgens de relativistische kinetische theorie in zeer goede benadering lineaire wetten voor de transportverschijnselen *). De eerste van deze drukt uit dat de warmtestroom /^(met [/, = 0,1,2, 3 de tijd- en ruimtecomponenten, zoals het hoort in de relativiteitstheorie) evenredig is met de temperatuurgradiënt \/t'T (waar V" staat voor differentiaties naar tijd- en ruimtecoördinaten; de metriek is zodanig dat in het eigen stelsel de componenten 0, -d/dx, -d/dy, -d/dz zijn), terwijl de evenredigheidsfactor het warmtegeleidingsvermogen X is: = A
Over de zwakke wisselwerking
Het oergas van de lepton-periode bevatte, zoals gezegd, deeltjes met zwakke en elektromagnetische wisselwerking. De werkzame doorsneden oz en ae, die corresponderen met deze wisselwerkingen zijn voor een energie kT (k, de constante van Boltzmann, gelijk aan 1,38 x 10-23 kgm-s-s-K-1; 7" de temperatuur) te schrijven als respectievelijk
(2)
De lineaire wetten voor de visceuze stroming drukken uit dat het spoorloze en symmetrische deel TU1V (fi, v = 0, 1, 2, 3) van de visceuze druktensor evenredig is met het spoorloze en symmetrische deel < V " t / v > van de gradiënt van de hydrodynamische snelheid il!', terwijl het spoor van de visceuze druktensor evenredig is met de divergentie \Jf V^ van de hydrodynamische snelheid:
(1) =2t) waar G de zwakke koppelingsconstante is, a de voor de elektromagnetische koppeling karakteristieke fijnstructuurconstante, ft de quantumconstante van Planck en c de lichtsnelheid. De constante G heeft de dimensie van een energie maal een volume en de grootte 1,44 x 10-»2 ms-kg-s'2. De fijnstructuurconstante a is dimensieloos en heeft de grootte 1/137,04. Voorts is ft — 1,06 x 10-34 m2kgs-« en c = 3,00 x 108 m . s -i. Met deze getallen en de reeds genoemde deeltjesdichtheid vindt men dat aan de voorwaarden voor toepasbaarheid van de relativistische kinetische gastheorie ('vrije weglengten' der deeltjes veel kleiner dan de afmeting van het systeem, en veel groter dan de afmeting der deeltjes) ruimschoots voldaan is. Verder is ten gevolge van de relatieve geringheid van de zwakke koppelingsconstante G de vrije weglengte der neutrino's zoveel groter dan die van de geladen deeltjes, dat voor het transport van energie en impuls de zwakke wisselwerking volstrekt dominerend is. Voor de zwakke wisselwerking wordt de Hamilton-dichtheid H gebruikt van de neutrale stroom in de Weinberg-Salaminteractie 3 ). Volgens deze is H gelijk aan G maal een produkt van vier neutrino-veldoperatoren.
(3)
De evenredigheidsconstanten zijn de (schuif-)viscositeit rj en de volumeviscositeit t}v). Voor de transportcoëfficiënten van het zuivere neutrino-gas 5) wordt - in eerste orde - gevonden: A = 3 n H*cV&0 *G*, t] = 3 n fl*cV\U % = 0,
(4)
uitdrukkingen die tonen hoe warmtegeleidingsvermogen en viscositeit afhangen van de temperatuur 7 en van de natuurconstanten G, ft en c. De volumeviscositeit is nul als gevolg van het feit dat neutrino's geen massa hebben. De berekening is ook in willekeurige orde uitgevoerd en door een geëigende extrapolatieprocedure zijn exacte waarden verkregen «). Deze laatste zijn iets groter hoogstens een halve orde van grootte - dan de resultaten in eerste orde. Ze zijn zoals volgt na invullen van de waarden der constanten en de temperatuur van 1012 keivin van het lepton-oergas: X = 6,6 x 1028 mkgs-3-K-i, T) = 1,0 x 1023m-»-kg-s->, % = 0, (5)
153
Neutrino's in het heelal
uitgedrukt in de onvolprezen eenheden van het 'Système International d'Unités', dat hier geen kwaad kan, want elektromagnetisme speelt geen rol (de eenheden heten ook wel watt per meter-kelvin voor A, en pascal-seconde voor tj). Deze getallen zijn zeer veel groter dan de waarden voor aardse gassen, voor dewelke men voor X en tj getallen aantreft in de buurt van 10-7 e n 10-» (mêmes unites qu'auparavant).
Voor *, = 1 (x2 = 0) reduceren (8), (11) en (12) tot (4). Voor X.É = 3/4 worden als - exacte - waarden gevonden»), met T = IO12K en n = 10"m-3 voor het primordiale gas: A = 8,0x 1028mkgs-3K-», DT = 4,3 x (13) D = 1,3 x 10'
en voor JC, = x2 = V2, dus gelijke hoeveelheden materie en antimaterie.'
Het neutrino-antineutrino-mengsel
Andere cosmologen beweren met klem dat in het begin evenveel materie als antimaterie voorhanden was. Als dat zo is, dan is met het oog op het boven betoogde, het neutrino-antineutrino-mengsel een goed - en fraai symmetrisch - model voor het lepton-oergas. De lineaire wetten worden nu, in de eerste plaats, verbanden tussen warmtestroom IQ en diffusiestroom I{' van de neutrino's enerzijds, en temperatuurgradiënt V^* T e n de gradiënt V " jfj van de fractie neutrino's JC, (de fractie antineutrino's is x2 = 1-*,) anderzijds: IQ = A
(7)
alwaar n de deeltjesdichtheid is. In deze wetten treden als transportcoëfficiënten op: A, het warmtegeleidingsvermogen, D de diffusiecoëfficiënt en twee grootheden, die kruisverschijnselen beschrijven: D'T de Dufourcoëfficiënt en Dr de thermodiffusiecoëfficiënt. De wetten voor visceuze stroming blijven van de vorm (3). De berekening in eerste orde levert nu de uitkomsten «): A = 3JC (97 + 112 *,*.,) fi*cV80 (97 + 12 x,*Q) kT*G*, (8)
D = 3,31 (95 — 12 x.x9) fi*cV80 (97 + 12 xtx,
A = 8,3 x 10S8m.kg.s-s.K-i, DT = 0,
(15)
D = 1,2x 10' m2s-i, ti = 1,2x 102» m -"kgs-'. (16) Aardse diffusiecoëfficiënten D zijn weer veel kleiner (bijvoorbeeld ongeveer 10"4m2s-») dan de hemelse. Thermodiffusiecoëfficiënten daarentegen kunnen op aarde wel tot lO^m^s^-K.-' oplopen, en zijn dus van dezelfde orde als, of groter dan, hun hemelse tegenhangers.
(6)
= DT xxx2 n VA* T + Dw V " *i>
DT = D'T = 72;t (x^x.,) Wca/80 (97 + 12 xtx2
= 1,1 x 102»m-'kgs-i, (14)
(9) (10)
= 3n (119 + 184 *,*„) H*cVlS4 (119 + 52 Jtt*, (11)
Separatie van materie en antimaterie
Uit de formules en getallen voor het neutrino-antineutrino-mengsel zou men speculerenderwijs iets kunnen afleiden, dat bij zou kunnen dragen tot de oplossing van het raadsel der scheiding van materie en antimaterie e ). In de eerste plaats ziet men uit de formules (7), (9) en (10), dat de meest abondante component de neiging heeft naar de relatief koudere delen van het systeem te diffunderen: immers, bijvoorbeeld voor xt > x0 is (9) positief, en dan leert de eerste term rechts in (7), dat de diffusiestroom van de neutrino's van warm naar koud loopt (vergeet niet dat V " T in het eigen stelsel 0, -3T/Bx,-dT/dy, -BT/dz was); de lezer kan het nu zelf voor xt < x., uitkienen om de abondantieuitspraak te verifiëren. Meer relevant nog voor het scheidingsprobleem is de mate van separatie in een temperatuurveld. Uit (7) is te zien dat deze wordt bepaald door een grootheid, die 'thermodiffusiefactor' heet:
(12) Deze formules tonen symmetrieën, inherent aan een mengsel, dat misschien wel het meest elegante van de wereld is. Zo zijn de 'directe' coëfficiënten A, D en t) invariant voor verwisselen van de fracties x, en x2, terwijl de - gelijke - kruiscoëfficiënten DT en D'T dan van teken omslaan. En TJV is nog steeds nul, want de deeltjes zijn massaloos.
a: = DT T/D.
(17)
Immers bezie, voor het gemak, eens de stationaire toestand met /f = 0. Dan toont (7) dat de mate van separatie in een temperatuurveld, waarvoor we kunnen kiezen | V " *, I / *i* 2 gedeeld door | V1" 7 I IT, inderdaad gegeven wordt door (17). Nu is a in het oergas voor een compositie x, = 3/4 en een temperatuur
S. R. de Groot
154
van 1013 keivin gelijk aan 0,33. Dit is een heel redelijke grootheid: slechts weinig kleiner dan het getal waargenomen in aardse systemen, waar separatie door temperatuurvelden wordt waargenomen. Rest nog na te gaan of de ruimte-tijd-dimensies beschikbaar in het lepton-tijdvak voldoende zijn om de separatie toe te laten. Hiertoe dient men, door oplossing van de vergelijkingen in kwestie, de karakteristieke tijd 6 te kennen, waarin concentratiegradiënten worden opgebouwd (of afgebroken) over een ruimtelijke afmeting ter grootte van A, Deze tijd is ruwweg gelijk aan AVtfD. Als nu voor 8 als tijden binnen het lepton-tijdvak 0,1 s, 1 s en 10 s gekozen worden, dan vindt men voor A respectievelijk 4 x lO^m, 104m en 4 x 101* m. Deze waarden moeten klein zijn ten opzichte van de straal van het heelal in het tijdsgewricht in kwestie. Aangezien die straal van de orde van 10*4m was, is de gegeven beschouwing niet gefalsifieerd.
Reactieve processen
Naast bovengenoemde neutrino-verschijnselen bestaan nog andere processen, eveneens beheerst door de neutrale stroom van de zwakke wisselwerking. De theorie voor deze processen is ook ontwikkeld, en waarden voor de transportgrootheden zijn verkregen. Toepassingen in de astrofysica zullen zeker mogelijk zijn, al hangen de specifieke modaliteiten af van de fysische omstandigheden. Belangrijk zijn, naast de elastische botsingen die boven ter sprake kwamen, reactieve processen, en wel vooral de omzetting van een neutrino-antineutrino-paar in een elcktron-positon-paar. Hierbij gaat, naast de andere transportverschijnselen, ook de volumeviscositeit r)e, die voorkomt in de tweede lineaire wet van (3), een rol spelen, omdat nu deeltjes met massa - de elektronen voorkomen ').
Neutrino-kern-wisselwcrkingen
Nog een effect dat wordt beheerst door de neutrale stroom van de zwakke wisselwerking is de interactie neutrino-kern. Deze speelt een essentiële rol bij de evolutie van zware sterren. De neutrinoflux bij het instorten tot neutronenster of zwart gat is enorm. Volgens Freedman 8) zou de - coherente - verstrooiing van neutrino's aan atoomkernen een mechanisme kunnen zijn voor de met deze collaps gepaard gaande supernovaexplosie. De reeds ontwikkelde theorie kan ook hierop worden toegepast en de volumeviscositeit blijkt hierbij een belangrijke factor te zijn 9 ).
Erkentelijkheid
De resultaten betreffende transportverschijnselen in relativistische systemen i») zijn verkregen door leden van een groep, die in en buiten FOM-verband (werkgroep M VI - AH) aan de Universiteit van Amsterdam werkzaam waren en zijn op diverse gebieden van de relativistische kinetische theorie. Het betreft hier: Ch. G. van Weert, W. A. van Leeuwen, W. Th. Hermens, P. H. Polak, J. Guichelaar, A. J. Kox, Th. J. Siskens, W. P. H. de Boer, P. C. de Jagher, P. H. Meltzer, J. J. Dijkstra, H. van Erkelens, L. J, van den Horn, G. A. Q. Salvati en schrijver dezes. Hulp en advies werd verleend door L. G. Suttorp en M. A. J. Michels.
Litteratuur 1. Zie: S. R. de Groot, W. A. van Leeuwen en Ch. G. van Weert, Zeitschrift für Physik B 32 (1979)431. 2. W. P. H. de Boer en Ch. G. van Weert, Physica 85A (1976) 566. Th. J. Siskens en Ch. G. van Weert, Physica 86A (1976) 80; 91A (1978) 303. Relativistisch en klassiek: A. Lichnerowicz en R. Marrot, C. R. Acad.Sci. Paris 210 (1940) 759. Non-relativistisch en quanteus: L. Waldmann, Zeitschrift Naturf. 13A (1958) 609; R. F. Snider, J. chem. Phys. 32 (1960) 1051. 3. S. Weinberg, Phys. Rev. Lett. 19 (1967) 1264; 27 (1971) 1688. A Salam, Proc. 8th Nobel Symp. (1968). S. R. de Groot, A. J. Kox en W. A. van Leeuwen, Physica 84A (1976) 613. Th. J. Siskens en Ch. G. van Weert, Physica 89A (1977) 163. 4. W. A. van Leeuwen, P. H. Polak en S. R. de Groot, Physica 63 (1973) 65. W. A. van Leeuwen, A. J. Kox en S. R. de Groot, Physica 79A (1975) 233. 5. W. A. van Leeuwen en S. R. de Groot, Lett. Nuovo Cimento 6 (1973) 470. W. A. van Leeuwen, P. H. Meltzer en S. R. de Groot, C.R. Acad.Sci. Paris 279B (1974) 45. 5. R. de Groot, W. A. van Leeuwen en P. H. Meltzer, Nuovo Cimento 25A (1975) 229. 6. W. P. H. de Boer en S. R. de Groot, C.R. Acad.Sri. Paris 286B (1978) 325. Physica 93A (1978) 485. W. P. H. de Boer, S. R. de Groot en L. J. van den Horn. C.R. Acad. Sci. Paris 287B (1978) 243, Physica 94A (1978) 91, 626. S. R. de Groot, W. P. H. de Boer en L. J. van den Horn, Proc. Kon. Ned. Akad. Wet. (1979), in druk. 7. Th J. Siskens, Physics Lett. 62A (1977) 135. Th. J. Siskens en Ch. G. van Weert, Physica 91A (1978) 303. 8. D. Z. Freedman, Phys. Rev. D9 (1974) 1389. 9. Th. J. Siskens en L. J. van den Horn, Physics Lett. 76B (1978) 374. 10. S. R de Groot, W. A. van Leeuwen en Ch. G. van Weert, Relativistic kinetic theory. Principles and applications. (Monografie in voorbereiding.)
157
A. Tip en G. Nienhuis
Atomen in verval
FOM-Instituut voor Atoom- en Molecuulfysica, Amsterdam Fysisch Laboratorium, Utrecht
Aangeslagen atomen kunnen vervallen onder het uitzenden van een elektron of van een foton. Het energiespectrum en de polarisatie van de uitgezonden deeltjes weerspiegelen eigenschappen van het atoom zelf of van de wisselwerking met de omgeving waarin het verkeert. Recent experimenteel onderzoek gebaseerd op de beschikbaarheid van lasers met hoge intensiteit levert veel nieuwe resultaten op het gebied van autoioniserende toestanden van vrije atomen en van fotonemissie door atomen onder invloed van botsingen. Mede hierdoor bestaat er een levendige theoretische belangstelling voor deze onderwerpen.
Oorzaken van verval
Aangeslagen atomen, moleculen en ionen (samenvattend: atomaire systemen) kunnen vervallen onder het uitzenden van deeltjes. Deze mogelijkheid levert een belangrijk middel bij het onderzoek van atomaire structuur en bij de studie van botsingsprocessen. Als we afzien van moleculaire dissociatie dan zijn de uitgezonden deeltjes elektronen of fotonen. Zoals algemeen bekend is, kunnen aangeslagen atomen vervallen onder uitzenden van straling. Daarnaast zijn er atomaire toestanden die elektronen kunnen uitzenden, de zogenaamde autoioniserende toestanden. Wordt het elektron uitgeworpen vanuit een atomaire binnenschil dan spreekt men van een Auger-proces. De benodigde energie komt beschikbaar doordat tegelijkertijd een ander elektron terugvalt naar een niet bezette toestand met een lagere energie. Atomaire systemen kunnen in vervallende toestanden worden gebracht door botsingen met elektronen, atomen of ionen, door absorptie van straling of door combinaties van deze processen. De uitgeworpen deeltjes dragen informatie over de toestand van het systeem voorafgaand aan het verval, en daarmede over het aanslagproces dat deze toestand heeft gevormd. Een stroom van elektronen of fotonen die in een bepaalde richting wordt uitgezonden wordt gekarakteriseerd door zijn intensiteit, zijn energiespectrum en zijn polarisatievector. Een volledige meting van deze grootheden als functie van de detectierichting geeft alle informatie die in de uitgezonden deeltjes is vervat. De vervallende toestand wordt gekarakteriseerd door zijn vervalsnelheid, zijn Massificatie in termen van één-elektronbanen en quantumgetallen en de eventueel anisotrope verdeling over de magnetische subtoestanden.
Vervals/letheden De vervalsnelheid kan in het algemeen worden berekend met de 'Gulden Regel' van Fermi. De vervallende toestand is geen echte stabiele toestand maar kan worden opgevat als een eigentoestand van een benaderende hamiltoniaan Ho, waarin de voor het verval verantwoordelijke wisselwerkingsterm is weggelaten. Bij stralend verval is dit de wisselwerking tussen de ladingsverdeling van de elektronenwolk en het elektromagnetische stralingsveld. In een multipoolontwikkeling geeft de elektrische dipool meestal de belangrijkste term. Een karakteristieke eigenschap van de daarmee corresponderende elektrische-dipoolstraling is dat zijn intensiteit alleen wordt bepaald door de polarisatie en niet door de richting van de uitgezonden straling. De orde van grootte van de vervalkans per tijdseenheid is Ft J=S a rf cl As waar a («* 1/137) de fijnstructuur constante, r een maat voor de afmetingen van het atomair systeem en k de golflengte van de uitgezonden straling is. Voor zichtbaar licht is Ft ongeveer 107 s-1. Bij elektron-uitwerping is het de coulombafstoting tussen de elektronen die de vervalkans per tijdseenheid Fe bepaalt. Deze heeft de grootte-orde f c « a^ r m&l (ft AdB>, waar m de elektronmassa en A de De Brogliegolflengte van het uitgeworpen elektron is. We vinden zo dat Fe« 10 M s-1 dus autoioniserend verval vindt in het algemeen veel sneller plaats dan stralend verval. De energie-eigenwaarde £ van de benaderende hamiltoniaan Ha die hoort bij de oorspronkelijke vervallende toestand wordt door de voor het verval verantwoordelijke wisselwerking (altijd een koppeling met de continuümtoestanden van /ƒ„) verschoven, E -»• E + A, en verbreed. Een maat voor de breedte is tiFt, respectie-
158
velijk tiFK. De oorspronkelijke eigenwaarde gaat dan over in een resonantie of spectrale concentratie, een soort verdichting van het continue spectrum. We kunnen positie en breedte samenvatten in het complexe getal z = E + A + UiF. Het blijkt vaak mogelijk te zijn aan zulke z een veel diepere mathematische betekenis te geven. Detectie i>an vervallende toestanden De meest directe manier om vervallen toestanden waar te nemen is door middel van detectie van het uitgezonden deeltje. De emissielijnenspectra van atomaire systemen vormen wel het bekendste voorbeeld. Op soortgelijke wijze kunnen we ook het energiespectrum van uitgeworpen elektronen meten. Scherpe lijnen hierin wijzen dan op de aanwezigheid van autoioniserende toestanden. Een vervallende toestand kan ook worden gedetecteerd bij zijn vorming. We kunnen bijvoorbeeld aangeslagen toestanden waarnemen als pieken in de botsingsdoorsnede voor absorptie van fotonen als functie van de fotonfrequentie. Zulke pieken worden resonanties genoemd. Zowel 'gewone' aangeslagen toestanden als autoioniserende toestanden kunnen op deze manier worden bestudeerd, waarbij met name de energie goed kan worden bepaald. Het totale aanslag- en vervalproces leidt tot fluorescentie in het eerste geval en fotoionisatie in het tweede. Vervallende toestanden kunnen ook worden gevormd door botsingen van elektronen met atomen. Omdat het elektron na de botsing nog een hoeveelheid energie kan hebben vertonen de aangeslagen toestanden zich niet als scherpe pieken in de botsingsdoorsnede als functie van de inkomende energie, maar als drempels waarboven excitatie mogelijk is. Scherpe lijnen treden wel op in het spectrum van het energieverlies dat de elektronen gedurende de botsing lijden. Behalve deze directe excitatie doet zich bij elektronatoombotsingen de mogelijkheid voor van vorming van een vervallende toestand van het totale elektron-atoomsysteem. Bij bepaalde energieën van het inkomende elektron kan een metastabiele toestand ontstaan van het negatieve ion, die na korte tijd weer uiteenvalt in een elektron en een atoom. Dit proces veroorzaakt resonanties in botsingsdoorsneden en metingen hiervan geven dan ook informatie over deze metastabiele toestanden. Op dezelfde wijze kunnen zo ook autoioniserende toestanden van een atoom worden gevormd door elektronen met een passende energie te verstrooien aan enkelvoudig positief geladen ionen.
A. Tip en G. Nienhuis
Vrije systemen Zoals we uit de quantummechanica weten zijn eigentoestanden van een hamiltoniaan stabiel, dat wil zeggen deze veranderen niet in de loop der tijd. Bij atomaire systemen kenmerken zulke stabiele gebonden toestanden zich als permanent in de ruimte gelocaliseerde toestanden. Anderzijds weten we dat aangeslagen toestanden in het algemeen vervallen onder uitzenden van fotonen. Dit kunnen dan elektrische- of magnetische-dipool- of hogere-multipoolovergangen zijn. De reden hiervoor is dat we, strikt genomen, het systeem moeten beschrijven met een hamiltoniaan samengesteld uit die van het atoom, het stralingsveld en van de wisselwerking tussen beide. Door de aanwezigheid van deze wisselwerking bezit het gecombineerd systeem van atoom en stralingsveld nauwelijks meer stabiele toestanden. We kunnen aangeslagen toestanden met een eindige levensduur dan opvatten als resonanties van dit grotere systeem. Van positronium (e+ - e~) is zelfs de grondtoestand niet stabiel. Het elektron-positronpaar kan namelijk vervallen in een stel fotonen. Een atoom zoals waterstof heeft echter een stabiele grondtoestand. Het proton is namelijk een baryon en op grond van een behoudwet voor het aantal baryonen en het feit dat andere baryonen equivalent zijn met een veel hogere energie dan in het systeem aanwezig is, kunnen we verval uitsluiten op grond van energiebehoud. Kennis van de levensduur van aangeslagen toestanden (dat wil zeggen de breedte van resonanties zoals hierboven besproken) is van groot praktisch belang in verband met laserwerking. Het is belangrijk het bovengenoemd concept van resonantie verder te bestuderen, dit in verband met het gedrag van atomaire systemen in intense stralingsvelden (multifotonovergangen en dergelijke). Het is op het ogenblik gangbaar hiervoor een semi-klassieke aanpak te gebruiken in de vorm van een klassiek tijdafhankelijk veld als parameter in de hamiltoniaan. Op het moment is er nogal wat tegenspraak tussen de bestaande theorieën van dit type over het gedrag van diverse fysische grootheden in de limiet van hoge veldsterkte. In een volledig quantummechanische opzet komt de veldintensiteit alleen voor in de begin- en eindtoestand van het systeem (aantal en soort van de fotonen) maar niet in de hamiltoniaan terwijl juist de toestanden niet voorkomen in de beschrijving van energie en breedte van de resonanties (maar wel in hun relatieve sterkte). Experimenteel onderzoek van autoioniserende toestanden Laten we nu verder de wisselwerking met het elektromagnetisch veld buiten beschouwing dan houden we een atomair systeem over met een aantal stabiele
159
Atomen in verval
gebonden toestanden. Op mathematische gronden valt hierover het volgende te zeggen (onder verwaarlozing van spin-bijdragen in de hamiltoniaan, dus bij zuivere coulombwissel werkingen): a. Negatieve ionen bezitten een eindig aantal gebonden toestanden in het energiegebied lopend van minus oneindig tot en met de ionisatiegrens. Voor H~ is dat maar één '). b. Neutrale atomen en positieve ionen hebben er een oneindig aantal in dit gebied met de ionisatiegrens als hun (enige) verdichtingspunt. Naast gebonden toestanden zijn er metastabiele toestanden, die ook autoioniscrende toestanden of resonanties worden genoemd. Een atomair systeem in zo'n toestand valt na verloop van tijd uiteen onder uitzenden van één of meer elektronen. Deze toestanden kan men experimenteel op verschillende manieren bestuderen. Men kan een verstrooiingsexperiment doen en kijken naar resonantiestructuur in de corresponderende werkzame doorsnede. Deze methode heeft als nadeel het beperkt oplossend vermogen van de experimentele apparatuur ( ^ 2 meV in e~-atoom-
"hcü
o» 0;
De cyclus van optredende processen bij resonantiespectroscopie. Horizontale lijnen zijn atomaire niveaus, gearceerde stroken negatief-ionresonanties. Stralingsovergangen zijn door golflijnen aangegeven, terwijl stippellijnen de vormings- en vervalprocessen van de resonanties aanduiden.
Fig. la
verstrooiing). Het is echter ook mogelijk fotoionisatieexperimenten te doen. Men begint met een systeem in een stabiele toestand en maakt een elektrische-dipoolovergang naar een continuümtoestand met behulp van een afstembare monochromatische fotonenbron (bijvoorbeeld een kleurstoflaser). Door de fotonfrequentie <x> te variëren en de intensiteit van de vervalprodukten (bijvoorbeeld elektronen) te meten als functie van 10 kan men het profiel van autoioniserende continuümtoestanden bepalen (resonantiestructuur in de ionisatiedoorsnede) wat de positie en breedte (en daarmee de levensduur) van de autoioniserende toestand oplevert. Het oplossend vermogen wordt onder deze omstandigheden bepaald door de lijnbreedle van de stralingsbron. Deze methode werkt niet voor elektronatoomsystemen omdat deze of geen gebonden toestanden bezitten (bijvoorbeeld e - - He) of omdat deze moeilijk te produceren zijn met voldoende intensiteit. Kort geleden echter is in het kader van een FOMbeleidsruimteproject een belangrijke doorbraak op dit gebied tot stand gekomen -). Het idee is om een elektron aan een atoom te verstrooien onder de gelijktijdige aanwezigheid van een sterk monochromatisch stralingsveld (frequentie a>) afkomstig van een kleurstof laser. Als de aanvankelijke elektron-energieverdeling zodanig is dat de energie van een resonantie van het elektron-atoomsysteem hier binnen valt dan zal, omdat deze resonantie een zekere levensduur heeft, het systeem de mogelijkheid hebben een foton te absorberen en de kans hierop vertoont een sterke toename als de energie fïw correspondeert met het energieverschil tussen twee resonanties. Het systeem komt dan in een tweede, hogere, resonante toestand, die na enige tijd vervalt in een aangeslagen atomaire toestand en een vrij elektron (zie figuur la). Het atoom vervalt tenslotte onder het uitzenden van straling (frequentie w0) naar een lagere toestand en de intensiteit hiervan wordt nu als functie van üi gemeten. Sterke pieken treden op als hto met het energieverschil tussen twee resonanties correspondeert. Het oplossend vermogen wordt nu bepaald door de lijnbreedte van de stralingsbron. In figuur lb worden enige experimentele resultaten voor e~ - Ne gepresenteerd. Het profiel van de structuur wordt in principe bepaald door de profielen van beide resonanties, maar uit een nadere analyse van het probleem blijkt dat bij voldoende breedte en homogeniteit van de energieverdeling van de oorspronkelijke elektronbundel het profiel van de onderste resonantie niet ter zake doet. Met behulp van deze resonantiespectroscopie is het zo mogelijk de relatieve posities van resonanties te bepalen met een oplossend vermogen dat een grootte orde beter is dan met directe e--atoomverstrooiingsexperimenten mogelijk is.
160
A. Tip en G. Nienhuis
Fig. 1b 7 NEON
5060
5022
5003
4984
4965
4946
DYE.LASER WAVELENGTH (A)
Massificatie van autoioniserende
toestanden
Dit soort experimentele resultaten maakt het probleem van de klassificatie van resonanties weer acuut. Zoals bekend worden atomaire toestanden vastgelegd in termen van waterstofachtige toestanden. In een veel-elektronatoom kan men, als de elektron-elektronwisselwerkingen worden weggelaten, de toestand van elk elektron vastleggen met de quantumgetallen nlm van de corresponderende waterstofachtige eigenfunctie. De totale toestand, die dan in het algemeen sterk gedegenereerd is, wordt dan uit deze toestanden opgebouwd. Laat men nu de elektronafstotingsterm aangroeien van nul tot zijn werkelijke waarde, dat wil zeggen men beschouwt de hamiltoniaan H{X) =
Jt;
0
(1)
waar Ho de atomaire hamiltoniaan zonder elektronafstotingstermen is en Vu,p deze laatste termen representeert, dan kan men de eigenwaarden en eigenfuncties volgen als functie van X (de aanvankelijke degeneratie
4927
4908
Gemeten resonantiestructuur in een elektron-neonsysteem. Verticaal staat de intensiteit van de atomaire vervalstraling met frequentie wo uit tegen horizontaal de frequentie co van de gebruikte kleurstoflaser. De stippellijn geeft de gemeten structuur aan volgens conventionele methoden; de fijnstructuur ontbreekt geheel.
wordt minder voor X > 0 en toevoegen van spintermen geeft verdere opsplitsing). Is dit gedrag analytisch dan is zo het gestelde doel bereikt. Hier stuiten we echter op een belangrijk onopgelost theoretisch probleem; zelfs voor de laagste eigenwaarde van helium is analyticiteit over het gehele gebied 0 < X < 1 (nog) niet aangetoond. Dus gaat men tot nu toe meer pragmatisch te werk en klassificeert naar dié combinatie van waterstofachtige toestanden die in een berekening het sterkst bijdraagt tot de uiteindelijke toestand. Beide methoden hoeven echter niet noodzakelijk tot hetzelfde resultaat te leiden. Voor resonanties volgt men ook de laatste methode. Een met een resonantie-energie corresponderende toestand is niet normeerbaar (anders was het een gebonden toestand) maar heeft wel een belangrijke normeerbare bijdrage waarop de twee methode toepasbaar is. De eerste methode zou in dit geval weer neerkomen op het volgen van eigenwaarden als functie van X, maar nu met de extra complicatie dat we weten dat voor X = 1 deze niet langer met een normeerbare eigenfunctie corresponderen. Mathematisch krijgen we dan te maken met analytische voorzetbaarheid in een hoger Riemann-vlak.
161
Atomen in verval
De dilatatiemethode Een belangrijke recente theoretische ontwikkeling (twee internationale conferenties waren in 1978 aan dit onderwerp gewijd), die dit althans gedeeltelijk mogelijk maakt, is de dilatatie- of complexe rotatiemethode, ontwikkeld door Combes et al. 3) en Simon 4 ). Deze methode is ook toegepast op analyticiteitsproblemen samenhangend met dispersierelaties 5 ). Voor praktische toepassingen komt de methode neer op een complexe coördinatentransformatie, r — rexp[iy], waardoor H = T + V (T is de totale kinetische, V de potentiële energie) overgaat in de niet-Hermitische operator. H{\p) = exp[2iy] T + exp[iy] V = (2) Zolang ]yl < V2 zijn gebonden toestanden invariant, terwijl niet-reële eigenwaarden behorende bij normeerbare eigenfuncties worden geïnterpreteerd als rehonanties 4 ); het reële deel geeft hun positie en het imaginaire deel hun breedte, zoals reeds in de inleiding werd gesuggereerd. Deze eigenwaarden treden op voor voldoende grote y> maar hangen verder niet van V af. Het totale spectrum van H(y) is geschetst in figuur 2. Elektron-atoomresonanties vallen uiteen in twee groepen; vormresonanties en Feshbach-resonanties. Vormresonanties zijn van het potentiaalverstrooiingstype: Het elektron beweegt zich in een door het atoom veroorzaakte effectieve potentiaal en hierin kunnen gebonden toestanden bestaan. Is de potentiaal te zwak dan gaan deze gedeeltelijk of geheel over in zogenaamde virtuele toestanden (energie negatief reëel maar geen
corresponderende gebonden toestand) of resonanties (energie niet reëel, reële deel positief ten opzichte van het atomaire energieniveau). Als we X = 0 nemen in (2), dan treden er gebonden toestanden op met energie op de reële as tussen de diverse bijdragen van het continue spectrum (zie figuur 2). Voor X > 0 bewegen deze zich in het beneden-hal f vlak en gaan zo over in de Feshbach-resonanties waarvoor dus een klassificatic in termen van één-elektrontoestanden mogelijk is. Vormresonanties corresponderen ook met complexe eigenwaarden en bijbehorende normeerbare eigenfuncties van H(\i>). Deze zijn dus op dezelfde manier te berekenen als die van Feshbach-resonanties. Ze zijn ook afwezig als X = 0 en corresponderen dan waarschijnlijk met een gebonden toestand, waarbij voor i — O een continuümgrens (een vertakkingspunt) moet worden gepasseerd. Dit leidt tot analyticiteitsproblemen, die tot nu toe nog niet zijn opgelost. Een aangepaste vorm van de dilatatiemethode is toepasbaar op twee-centrum-coulombsystemen: twee kernen op een vaste afstand R van elkaar, waarom een aantal elektronen beweegt. De corresponderende hamiltoniaan is de Born-Oppenheimer-hamiltoniaan HBO(R) voor een twee-atomig molecuul of moleculair ion. De eigenwaarden hiervan, beschouwd als functie van R, zijn de bekende adiabatische potentialen, die een belangrijke rol spelen in de beschrijving van atomaire verstrooiingsprocessen. Soms bestaat zo'n eigenwaarde niet over het gehele gebied 0 < R < «>. Het eenvoudigste voorbeeld is het systeem H-H" (zie figuur 3). Voor R = 0, dus als de kernen samenvallen reduceert de hamiltoniaan tot die van een He~ -ion dat geen
Fig. 2
Een beeld van het spectrum van H{i/>) in het complex energievlak voor een elektron-atoomsysteem. De kruisjes representeren eigenwaarden, de schuine lijnen het continue energiespectrum. Blokjes zijn eigenwaarden van Hn(y). De mogelijke baan hiervan als /. aangroeit van nul naar één is gestippeld getekend, e» is de laagste atomaire eigenwaarde, c\ de volgende.
£HL
*
A. Tip en G. Nienhuis
162
Fig. 3
Een schematisch adiabalisch correlatiediagram voor het H + H~ -systeem. Rechts staan de energieën van de systemen H + H~ en H + H in de grondtoestand aangegeven, links de He-grondtoestand en een Hc--rcsonatie. De rechte lijn stelt de in de tekst besproken adiabatischc potentiaal kromme voor, de stippellijn zijn mogelijke voortzetting als resonantie. De rechte lijn met arcering geeft de ondergrens van het continue spectrum van de BornOppenheimer-hamiltoniaan aan.
gebonden toestanden met een energie beneden de Hegrondtoestand bezit. Voor R = <x> daarentegen is de laagste energie-eigenwaarde van WBO de som van de grondtoestandenergieën van het H-atoom en H~ -ion. Het vermoeden bestaat, dat zo'n adiabatische potentiaalkromme dan voortzetbaar is als een (/{-afhankelijke) resonantie behorend bij HBO(R). De aangepaste dilatatiemethode stelt ons in principe in staat deze te berekenen. Het ligt voor de hand zo'n potentiaalkromme te interpreteren als een optische potentiaal en de elastische verstrooiing van bijvoorbeeld H aan H~ in termen hiervan te beschrijven. Het optisch gedeelte leidt dan tot het 'weglekken van waarschijnlijkheid1 naar het kanaal H + H ~ — H + H + e - . Voor lage elektronenergieën kan deze beschrijving echter niet goed zijn; de snelheid van de elektronen wordt dan vergelijkbaar met die van de kernen en een van de fundamentele voorwaarden voor een adiabatische beschrijving is dan niet vervuld. Recente experimentele resultaten «) betreffende de verstrooiing van negatieve halogeenionen aan edelgasatomen bevestigen deze conclusie. De dilatatiemethode in zijn standa?' 'vorm is wel toepasbaar op moleculaire predissociatiemodellen. In hun eenvoudigste vorm bt ïaan deze uit twee gekoppelde kanalen, waarbij in het eerste kanaal uitsluitend gebonden toestanden mogelijk zijn (bijvoorbeeld een harmonische-oscillatorpotentiaal), terwijl in het andere kanaal verstrooiing mogelijk is (de potentiaal gaat naar nul voor grote afstand). De koppeling laat de gebonden toestanden in het eerste kanaal dan overgaan in resonanties die nu met behulp van de dilatatietechniek
zijn te berekenen. Het is hier interessant te vermelden dat zo'n model een grote analogie vertoont met nietrelativistische 'quark-confinement' modellen. Tenslotte willen we nog de mogelijkheid aanstippen de dilatatiemethode uit te breiden tot atomaire systemen gekoppeld met een stralingsveld met als belangrijke toepassing de beschrijving van atomaire systemen in sterke stralingsvelden zoals reeds eerder genoemd. Nu worden niet alleen de coördinaten en impulsen der deeltjes maar ook de veldoperatoren getransformeerd. Door de materie-veldwisselwerkingsterm geschikt te kiezen kunnen divergentieproblemen worden vermeden. Het feit dat het elektromagnetisch veld samenhangt met massaloze deeltjes kan echter wel tot complicaties leiden.
Verval van gestoorde atomen Tot nu toe bespraken we vooral vervallende toestanden van vrije atomen, waarbij het vervalproces niet wordt beïnvloed door de omgeving waarin het atoom verkeert en onafhankelijk van het aan het verval voorafgaande excitatieproces kan worden beschreven. In vele experimentele situaties echter wordt het vervalproces in hoge mate beïnvloed door de wisselwerking van het vervallende atoom met zijn omgeving. Storing van autoionisatie Als eerste voorbeeld noemen we de uitwerping van elektronen na excitatie van een atomaire autoioniserende
163
A tomen in verval
toestand door botsing met een geladen deeltje met een energie vlak boven de drempel. Doordat de relatieve snelheid tussen de botsingspartners na de excitatie zo klein is, is het verstrooide deeltje pog dicht bij het atoom als dit autoioniseert. Het vervalproces vindt dan plaats in het veld van het naburige verstrooide deeltje, hetgeen zowel de vervalkans als de energie en het impulsmoment van het uitgeworpen elektron kan veranderen. Dit effect, dat bekend is geworden onder de naam postcollision-interaction is kortgeleden in een trendartikel in het FOM-jaarboek besproken 7 ). We laten het hier verder buiten beschouwing.
U
Ü) De invloed van een sterk stralingsveld op de autoionisatie is nog nauwelijks onderzocht. Doordat de snelheid van autoionisatie in het algemeen zo groot is, zal dit effect slechts bij zeer intense stralingsvelden van belang zijn. Wel van grote interesse is de uitwerping van elektronen onder invloed van een elektrompgnetisch veld vanuit een atomaire toestand die zonder dat veld niet zou ioniseren. Voorbeelden zijn fotoionisatie en veldionisatieprocessen.
(a)
Spectraallijnverbreding door botsingen
1
Ook het stralende verval van een atoom kan sterk worden beïnvloed door de wisselwerkingen die het ondergaat. Aangeslagen atomen in een gas van stoordeeltjes zenden spectraallijnen uit die door botsingen verschoven en verbreed zijn. Dezelfde theorieën die botsingsverbreding van atomaire-cmissielijnen beschrijven zijn overigens ook geldig voor absorptie, zoals uit evenwichtsbeschouwingen ingezien kan worden. Bij voldoende hoge druk van het stoorgas kan ook de sterkte van bepaalde spectraallijnen worden vergroot. terwijl tevens nieuwe spectraallijnen kunnen ontstaan. Men spreekt dan van botsingsgeïnduccerdc emissie of absorptie.
ü)
(b)
Lichtverstrooiing en fluorescentie bij lage intensiteit Gedurende de laatste jaren is er veel werk gedaan aan de uitzending van straling door atomen in een stralingsveld, waarbij het atoom bovendien nog aan botsingen onderhevig kan zijn. Als het aangeboden stralingsveld voldoende zwak is, is de intensiteit van de uitgezonden straling evenredig met de intensiteit van de invallende straling. In dit lineaire gebied kan men de absorptie en reëmissie van straling opvatten als verstrooiing van afzonderlijke fotonen aan het atoom. De invallende straling zorgt voor een voortdurende vorming van aangeslagen atomen die dan vervolgens weer onder uitzending van straling vervallen. Deze voorstelling van zaken is vooral aan-
/\
Fig. 4
Het twee-lijnenspectrum van fluorescentie bij lage intensiteit van de invallende straling. De Rayleighverstrooiing kan worden opgevat als elastische verstrooiing van een foton, waarbij het bovenniveau virtueel wordt bevolkt. Onder invloed van botsingen kan de absorptie van een foton leiden tot werkelijke bevolking van het bovenniveau, waarna de fluorescentielijn ontstaat door spontaan verval.
trckkelijk als de frequentie van de aangeboden straling dichtbij een resonantie-overgangsfrequentie van het atoom ligt. In dit geval bevat het spectrum van de uitgezonden straling twee lijnen, één bij de frequentie van het aangeboden licht, en één bij de resonantiefrequentie van het atoom. De eerste lijn komt overeen met Rayleigh-verstrooiing, en heeft een sterkte en een polarisatie die niet door botsingen wordt beïnvloed. Wel kan deze lijn door botsingen worden verbreed. De tweede lijn is slerk gedepolariseerd, en heeft een
A. Tip en G. Nienhuis
164
intensiteit die in hoge mate van de druk van het stoorgas afhangt. Als botsingen verwaarloosbaar zijn is deze intensiteit dit ook. Men spreekt dan ook van botsingsgeïnduceerde fluorescentie (zie figuur 4). De Rayleighverstrooiing kan men opvatten als momentane elastische verstrooiing van een foton, waarbij de aangeslagen toestand slechts als virtueel tussenstation fungeert, en niet werkelijk wordt bevolkt. Bij botsingsgeïnduceerde fluorescentie wordt door de gecombineerde werking van het stralingsveld en de botsingen de aangeslagen toestand bezet, en vervolgens vervalt deze na een tijd die overeenkomt met zijn levensduur. De theoretische beschrijving van deze processen is gegeven door Omont e.a. in 1972 «). Deze theorie is beperkt tot de stootlimiet ('impact limit1), waarin de botsingen als instantaan worden behandeld, en die geldig is in het centrale gedeelte van spectraallijnen. Metingen van de sterkte van de twee lijnen bij verstrooiing van licht aan strontium in argon als stoorgas zijn gedaan door Carlsten en Szöke «).
Fig. 5
Het drie-lijnenspectrum van fluorescentie bij hoge intensiteit van de invallende straling. Behalve de in figuur 4 geloonde processen vindt tevens het onder (a) verduidelijkte proces plaats. Hierbij wordt het atoom geëxciteerd onder absorptie van twee fotonen uit de invallende bundel en gelijktijdige emissie van een derde foton met een zodanige frequentie dat juist aan energiebehoud voldaan is.
u
ü)
u)
Lichtverstrooiing bij hoge intensiteit Als de intensiteit van de invallende straling hoog wordt, dan worden de sterkten van de beide genoemde lijnen in het spectrum van het uitgezonden licht verzadigd. Bovendien verschijnt er een derde lijn bij een frequentie die tweemaal zover van de resonantiefrequentie af ligt als de aangeboden frequentie. Men kan zich deze lijn voorstellen als te zijn veroorzaakt door een excitatieproces waarbij de aanslagenergie verkregen wordt door absorptie van twee fotonen uit de invallende straling en uitzending van één foton bij de frequentie van de spectraallijn (zie figuur S) ->)• De theoretische beschrijving van het uitgezonden spectrum bij instraling met intense monochromatische straling is vooral gegeven door Mollow 1D). In dit theoretische werk worden botsingen in rekening gebracht door middel van fenomenologische relaxatieconstanten, hetgeen neerkomt op toepassing van de stootlimiet. Metingen van de sterkten van de lijnen in het verstrooide spectrum bij intense invallende straling op atomen in een stoorgas zijn verricht door Carlsten et al.9). Het drie-lijnenspectrum kan op elegante wijze worden verduidelijkt door het atoom samen met het monochromatische stralingsveld op te vatten als één enkel systeem. De wisselwerking tussen het atoom en het veld koppelt dan de gecombineerde toestanden (u, n) en (I, n + 1), waarin u en 1 de boven- en de benedentoestand van de atomaire overgang aangeven en n het aantal fotonen in het invallende veld is. De totale hamiltoniaan van het atoom en het invallende veld, inclusief hun wisselwerking, kan zonder moeite gediagonaliseerd worden, waarbij de twee eigentoe-
(a)
A 2ü)-0)o
il A
Wo
(b) standen lineaire combinaties van (u, n) en (1, n + 1) zijn. De twee bijbehorende eigenwaarden zijn energieniveaus van het gecombineerde systeem. Voor elke waarde van het fotonaantal n ontstaat er zo een doublet van niveaus. De uitgezonden straling kan nu worden opgevat als spontane emissie van het gecombineerde systeem, waarbij dit vervalt naar steeds lager gelegen doubletten, behorende bij lagere waarden van n. Tussen elk paar van opeenvolgende doubletten zijn dan vier overgangen mogelijk, waarvan er twee dezelfde frequentie hebben. Zo ontstaan de drie spectraallijnen in het spectrum van het verstrooide licht. Deze beschrijving van het gecombineerde systeem van atoom en monochromatisch stralingsveld is ingevoerd door "Cohen-Tannoudji, en wordt aangeduid met de naam 'bekleed atoom' ('dressed atom') it).
165
Atomen in verval
Lichtverstrooiing buiten het geldigheidsgebied van de stootlimiet In de stootlimiet hebben spectraallijnen steeds de symmetrische Lorentz-vorm. Dit leidt ertoe dat de sterkten van de lijnen in het verstrooide spectrum even functies zijn van het verschil w-w0 tussen de frequentie o) van het ingestraalde licht, en de resonantiefrequentie iou van het atoom. Uit de genoemde experimenten van Carlsten en andere bleek echter dat de sterkte van met name de fluorescentielijn zeer verschillend is bij een positief en een negatief frequentieverschil w-w0 met dezelfde absolute waarde. Deze discrepantie tussen theorie en experiment duidt erop dat de stootlimiet ongeldig is. Dit is ook te verwachten bij instraling met een frequentie die ver buiten het centrum van de absorptielijn valt. Gedurende de afgelopen twee jaren zijn theorieën ontwikkeld die het spectrum van licht verstrooid aan botsende atomen beschrijven zonder gebruik te maken van de stootlimiet. Dit werk geschiedde gedeeltelijk met steun van de Franse organisatie 'Centre National de la Recherche Scientifique' in het kader van een met ZWO gesloten uitwisselingsovereenkomst. In het geval van lage intensiteit van de invallende straling bleek dat de sterkte van de Rayleigh-lijn en de fluorescentielijn uit eenvoudige beschouwingen begrepen kunnen worden. De sterkte van de Rayleigh-lijn wordt niet beïnvloed door botsingen, en heeft een sterkte die evenredig is met (cu-tt>0)-2, aangenomen dat de bijdrage van één aangeslagen toestand domineert. De totale sterkte van de uitgezonden straling is evenredig met het absorptieprofiel bij de ingestraalde frequentie. Daaruit volgt dat de sterkte van de fluorescentielijn evenredig is met If P(CO) -
waarin P(oi) het absorptieprofiel van de betrokken overgang is, en y de vervalkans van de; aangeslagen toestand onder invloed van spontane emissie en inelastische botsingen. Deze resultaten volgen ook uit een gedetailleerde quantummechanische beschrijving van het proces '-). Tevens volgt daaruit dat de fluorescentie door botsingen sterk wordt gedepolariseerd, terwijl de polarisatie van de Rayleigh-lijn niet door botsingen wordt beïnvloed. Dit stemt overeen met het intuïtieve beeld van Rayleigh-verstrooiing als een momentaan fotonverstrooiingsproces, en van fluorescentie als spontane emissie vanuit de aangeslagen toestand die gedurende een tijd van de orde yl heeft bestaan. De beschrijving van het spectrum-van de uitgezonden straling bij een invallende bundel met hoge intensiteit
en met een frequentie buiten het geldigheidsgebied van de stootlimiet is nog niet in zijn algemeenheid gegeven. Wel is het mogelijk gebleken uitdrukkingen voor de sterktc.i van de drie lijnen te geven in het geval dat ze zijn gescheiden | 3 ). Hierbij is gebruikgemaakt van het model van het beklede atoom. Ook bij aanwezigheid van verzadiging bleek de sterkte van de Rayleigh-lijn onafhankelijk van botsingen te zijn. De fluorescentielijn wordt door botsingen versterkt, en dat in een mate die sterk uit kan gaan boven wat de stootlimiet beschrijft. De lijn die overeenkomt met het drie-fotonproces wordt door botsingen verzwakt. Vooral de toepassing van afstembare kleurstoflasers heeft experimenten mogelijk gemaakt betreffende lichtverstrooiing bij intense invallende straling met een frequentie die buiten de breedte van een absorptielijn valt. Deze experimenten hebben het theoretische werk sterk gestimuleerd. Hierbij is met name het beeld van een 'botsend bekleed atoom in verval' vruchtbaar gebleken. Referenties: 1. R. N. Hill J. Math. Phys. 18 (1977) 2316. 2. M. Gavrila, M. van der Wiel, Comments Atom. Mol. Phys. 8 (1978) 1. 3. J. Aguilar, J. M. Combes, Comm. Math. Phys. 22 (1971) 269; E. Balslev, J. M. Combes, ibid. 22 (1971) 280. 4. B. Simon, Comm. Math. Phys. 27 (1972) 1; Ann. Math. 97 (1973) 247. 5. A. Tip, Comments Atom. Mol. Phys. 7 (1978) 137. 6. C. de Vreugd, R. W. Wijnaends van Resandt, J. Los: a Proc. 10th ICPEAC, Abstracts of Papers (Parijs 1977), 1245. b Chemical Physics Letters, in druk. 7. H. G. M. Heideman, J. van Eck, FOM-jaarboek 1975, 97. 8. A. Omont, E. W. Smith, J. Cooper, Astrophys. J. 175 (1972) 185. 9. J. L. Carlsten, A. Szöke, M. G. Raymer, Phys. Rev. A 15 (1977) 1029. 10. B. R. Mollow, Phys. Rev. 188 (1969) 1969; A2 (1970) 76; A12 (1975) 1919; A15 (1977) 1023. 11. C. Cohen-Tannoudji: Frontiers in Laser Spectroscopy. Proc. 27lh Les Houches Summer School, R. Balian, S. Haroche, S. Liberman ed. (North-Holland, Amsterdam, 1977). 12. G. Nienhuis, F. Schuller, Physica 92C (1977) 397, 409. 13. G. Nienhuis, F. Schuller, J. Phys, B, Atom. Molec. Phys. aangeboden ter publicatie.
167
J. W. Drijver en S. Radelaar Fysisch Laboratorium, Utrecht
Metallische glazen, eigenschappen en toepassingen In het begin van de jaren '60 ontdekten Duwez en medewerkers dat bepaalde metaallegeringen door snel afkoelen vanuit de vloeibare toestand in de glastoestand konden worden verkregen. De interesse voor deze metallische glazen bleef beperkt totdat bekend werd dat deze materialen in tegenstelling tot de oxydeglazen plastisch vervormd kunnen worden. Dit laatste stimuleerde de ontwikkeling van betere produktietechnieken en in 1970 slaagde men erin lange linten amorf metaal te maken. De produktiemethoden zijn sindsdien nog aanzienlijk verbeterd en men is nu in staat amorfe metalen continu te spuiten tot linten met een breedte van 10 cm en een voor deze materialen karakteristieke dikte van 50 |tm. De produktiesnelheden liggen in de orde van 40 m-s-1. Het is mogelijk metalen in de amorfe toestand te verkrijgen via andere methoden zoals verstuiven (sputteren), opdampen of via elektrolytische processen. We zullen ons in dit overzicht echter beperken tot amorfe metalen die via de vloeibare toestand zijn gemaakt. Alleen bij deze wijze van produceren lijkt namelijk massaproduktie op korte termijn mogelijk. We reserveren voor deze materialen de term metallische glazen. Achtereenvolgens bespreken we de condities waaronder metallische glazen worden gevormd, de glasstructuur, de stabiliteit van een metallisch glas en een aantal interessante eigenschappen. Tot slot zal kort worden ingegaan op mogelijke toepassingen.
Glasvorming Men definieert een glas als een vaste stof die gevormd is door het continu en homogeen verstarren van een vloeistof tijdens het afkoelen. De nadruk ligt hier op continu en homogeen, om de tegenstelling tot het kristallisatieproces aan te geven. Daarbij geschiedt de stolling immers bij een bepaajde temperatuur en inhomogeen (via kiemvorming en groei). Het onderscheid tussen een glas en een taai-visceuze vloeistof is uiteraard enigszins willekeurig. Men spreekt in het algemeen van een glas als de viscositeit groter is dan 1014N-s-nr2 (1015 poise). De temperatuur waarbij deze waarde wordt bereikt, wordt wel de glastemperaiuur TE genoemd. Hoe kan nu een metallisch glas worden gevormd? Het is duidelijk dat bij afkoelen van het gesmolten metaal kristallisatie moet worden voorkomen, hetzij door het onderdrukken van kiemvorming, hetzij door het afremmen van de groei van deze kiemen, of door beide.
Uit metingen van de groeisnelheid van dendrieten in ; onderkoelde vloeibare zuivere metalen is bekend dat al bij een geringe onderkoeling de kristallisatiesnelheid erg hoog is. Bij een relatieve onderkoeling*) van 0,1 bedraagt de groeisnelheid in nikkel ca. 50 m s'. Bij aanwezigheid van kiemen kristalliseert een vloeibare metaalfilm van 50 |im dikte dan binnen één microseconde. Het temperatuurtraject tussen smeltpunt en glasovergang bedraagt enkele honderden keivin zodat een afkoelsnelheid van
• De relatieve onderkoeling ATr wordt gedefinieerd als ATt =
* m— *
waarin T en Tm respectievelijk de werkelijke temperatuur en de smelttemperatuur van de vloeistof zijn.
%
168
J. W. Drijver en S. Radelaar
minstens 10»Kr' nodig is om een glas te verkrijgen. In de praktijk blijkt ca. 106 Ks"1 het maximaal haalbare, althans voor continue processen. Uit waarnemingen aan afgeschrikt Ni blijkt bovendien dat de homogene kiemvormingssnelheid zo hoog is dat de kritieke afkoelsnelheid voor glasvorming minstens een factor 10 groter is dan hierboven berekend. Bij homogene kiemvorming speelt de oppervlakte-energie van het grensvlak vloeistof-kristal een grote maar kwantitatief weinig bekende rol. Hoe groter de oppervlakte-energie, des te trager de kiemvorming. Daarnaast speelt de beweeglijkheid van de atomen in de vloeistof, die ook de viscositeit van de vloeistof bepaalt, een grote rol. Hoe sneller de viscositeit toeneemt bij afnemende temperatuur des te gemakkelijker zal een glas worden gevormd. In de praktijk blijkt de grens voor glasvorming te liggen bij materialen met een gereduceerde glastemperatuur (7"rK = TgTm'1) van 0,5 '). Zuivere metalen blijven onder deze grens, waardoor kristallisatie niet is te vermijden. De bekende glasvormende legeringen bevatten in overgrote meerderheid overgangsmetalen of edelmetalen. Deze legeringen zijn in twee groepen te verdelen: 1. Legeringen die bestaan uit ca. 80 atoomprocent overgangsmetaal of edelmetaal waaraan één of meer metalloïden of halfgeleiders (B,C,Si,Ge,P) zijn toegevoegd. Bijvoorbeeld' Pd80Si.,u, Fe80B20. Het samenstellingsbereik waarover dit type legering amorf gemaakt kan worden is betrekkelijk nauw (ca. 10 atoomprocent). Deze legeringen vertonen alle een diep eutecticum bij de genoemde samenstelling en
hun goede glasvormende eigenschappen hangen waarschijnlijk samen met de resulterende hoge gereduceerde glastemperatuur. 2. Legeringen die bestaan uit een combinatie van metalen uit het begin resp. einde van een overgangsreeks. In plaats van de laatste categorie kunnen ook edelmetalen worden gebruikt. Bijvoorbeeld TiNi, NbNi, ZrCu. Legeringen van dit type kunnen in het algemeen over een veel groter samenstellingsbereik in de glastoestand worden gebracht. Zo zijn van ZrCu amorfe legeringen gemaakt met een Cu-gehalte variërend van 30 tot 70 atoomprocent. In dit gebied liggen diverse intermetallische verbindingen, zodat een eutectische samenstelling geen noodzakelijke voorwaarde is voor een goede glasvormer.
Produktietechnieken
Zoals hierboven al werd aangegeven is bij metalen een hoge afkoelsnelheid nodig om kristallisatie te vermijden. Deze hoge afkoelsnelheid kan alleen worden bereikt indien tenminste één van de afmetingen van de te fabriceren vorm klein is. De meest gebruikte techniek is die waarbij een straal vloeibaar metaal op de buitenomtrek van een sneldraaiend (koperen) wiel wordt gespoten (zie figuur la). Het wiel sleurt een vloeistoffilm mee die op het wiel zeer snel afkoelt en er daarna van af wordt geslingerd. De maximale dikte van de amorfe linten varieert met de glasvormende kwaliteit van 10 tot 60 |im. De breedte kan worden opgevoerd tot
Fig. 1
—moederlegering
druppel
Twee continue produktietechnieken voor metallisch glas: (a) 'melt-spinning', waarbij een amorf lint wordt getrokken uit een metaaldruppel die op de buitenrand van een sneldraaiend wiel wordt gespoten; (b) 'pendant drop', waarbij een amorf lint wordt getrokken uit een druppel die aan de (kristallijne) uitgangslegering hangt.
(a)
(b)
Metallische glazen, eigenschappen en toepassingen
10 cm of meer. Een minder bekende methode is de 'hangende druppel' techniek, waarbij een sneldraaiend wiel een lint 'likt' van de metaaldruppel die aan een lokaal verhitte staaf moederlegering.hangt (figuur lb). Door het wiel verschillende vormen te geven is variatie van de vorm van het produkt mogelijk; zo kan met een dun wiel een min of meer ronde draad worden vervaardigd. De maximale afkoelsnelheid die met deze technieken >) wordt bereikt is van de orde van 10° K-s-'. Hogere afkoelsnelheden zijn tot nu toe alleen bereikt met discontinue technieken.
Paardistributiefunctie g(r) van in vloeibare en amorfe toestand. Structuur
Een glas werd hierboven gedefinieerd als een vaste stof die door continue en homogene verstarring van een vloeistof is verkregen. Het behoeft dan ook geen verwondering te wekken dat de structuur van metallische glazen bijzonder veel overeenstemming vertoont met die van vloeistoffen 2 ). Diffractie-experimenten geven hier informatie over, onder andere in de vorm van de paardistributiefunctie (PDF). De PDF geeft aan hoeveel atomen zich bevinden op een gegeven afstand r van een willekeurig gekozen atoom en wordt verkregen uit een fouriertransformatie van het diffractiepatroon. De PDF's van vloeibare en amorfe metalen hebben vrijwel dezelfde vorm (figuur 2) en vertonen, in overeenstemming met de afwezigheid van translatiesymmetrie, een serie verbrede pieken waarvan de grootte vrij snel met de afstand r afneemt. Die pieken zijn echter bij de amorfe metalen wat scherper en hebben meer structuur.
169
Deze verschillen duiden op een grotere nabuurorde in de amorfe toestand. Er is lang strijd geweest over de vraag of een amorfe structuur al of niet kan worden beschreven als een verzameling zeer kleine kristallen. Recente informatie verkregen door middel van röntgendiffractiemetingen heeft echter het pleit beslecht in het voordeel van een ander model. Hierin wordt een amorfe stof in eerste benadering als een dichtgepakte willekeurige stapeling van harde bollen beschreven. Dit model is het eerst door Bernal voorgesteld. De pakkingsdichtheid voor het Bernal-model bedraagt echter slechts ongeveer 0,63, terwijl een dichtgepakte kristalstructuur (kubisch vlakken-gecentreerd of hexagonaal dichtgepakt) een pakkingsdichtheid heeft van 0,74. Dit verschil is niet in overeenstemming met het feit dat de dichtheid van amorfe metalen weinig verschilt van die van de overeenkomstige kristallijne fasen. Er treedt namelijk slechts ca. 2% volumevermindering op bij de kristallisatie. Deze discrepantie wordt onder meer veroorzaakt door het feit dat de atomen niet als harde bollen kunnen worden beschouwd. Indien men meer realistische paarinteracties beschouwt, blijkt het verschil tussen de dichtheid van het glas en de kristallijne dichtste pakking kleiner te worden. De interpretatie van de gemeten paardistributiefuncties aan metallische glazen wordt bemoeilijkt door het feit dat men altijd met legeringen te maken heeft. De gemeten PDF is dus een gemiddelde van de distributiefuncties voor de afzonderlijke atoomsoorten. Deze zogenaamde partiële distributiefuncties zijn te bepalen met behulp van gecombineerde röntgen- en neutronendiffractie-experimenten. Voor de metaal-metalloïdeglazen blijkt hierbij dat de metalloïde atomen volledig door de metaalatomen worden omringd met een coördinatiegetal van gemiddeld 9. Het omringingsgetal voor de metaalatomen is 12 a 13, dus praktisch gelijk aan de waarde in dichtstgepakte metaalstructuren. Polk heeft geopperd dat de grote stabiliteit van de metaalmetalloïde glazen kan worden verklaard door te veronderstellen dat de metalloïde atomen zich bevinden in de grotere holten van de Bernal-structuur. De typische concentratieverhouding 80: 20 is hiermede in overeenstemming. Er zijn echter nogal wat bezwaren tegen dit model aan te voeren, onder andere dat de holten in het algemeen te klein zijn om de metalloïde atomen te herbergen. Bovendien is volgens zeer recente EXAFSmetingen de spreiding in de nabuurafstanden om de metalloïde atomen veel geringer dan zou volgen uit het Polk-model. Hiermee wordt rekening gehouden in een alternatief model, dat de structuur van de 80: 20 legeringen beschrijft als een willekeurige dichte pakking van TflX-groepen, waarbij T het metaalatoom en X het metalloïde atoom voorstelt. Deze groepen
170
J. W. Drijver en S. Radelaar
snel afkoelen (s) langzaam afkoelen
(l)
zeer langzaam opwarmen
Stapeling van trigonale prisma's in kristallijn Fe:|P. 0: Fe-atomen; 0: P-atomen.
Fig. 3
bestaan uit een trigonaal prisma om een centraal X-atoom met 6 T-atomen op de hoekpunten en J Tatomen midden boven de zijvlakken. T-atomen worden als nabuur door verschillende X-atomen gedeeld. De aanleiding om te proberen met deze groepen de amorfe structuur op te bouwen is de frequentie waarmee deze trigonale prisma's in overeenkomstige kristallijne fasen voorkomen (zie figuur 3). In de amorfe fase zijn de hoeken en afstanden in het prisma enigszins variabel. Over de structuur van de metaal-metaalglazen is nog weinig bekend. Wel schijnt een chemische ordening als hierboven besproken minder uitgesproken te zijn.
Structuurrelaxatie
Wanneer een metallisch glas wordt opgewarmd, zal door het instabiele karakter van de glasstructuur al beneden de glastemperatuur die structuur gaan veranderen, wat zich onder andere uit in een dichtheidsverhoging. Dit verschijnsel noemt men structuurrelaxatie. Ter verheldering van het begrip structuurrelaxatie is in figuur 4 schematisch het specifiek volume V uitgezet tegen de temperatuur. Boven de smelttemperatuur Tm bevindt het materiaal zich in de stabiele vloeistoffase. Beneden Tm is de kristallijne fase stabiel, maar als de kinetische barrière tegen kristallisatie groot genoeg is, blijft het materiaal bij afkoelen in de metastabiele onderkoelde vloeistoffase. Een glas wordt gevormd wanneer zich bij voortgaand afkoelen geen thermodynamisch evenwicht meer kan instellen bij een temperatuur T* - de al eerder genoemde glastemperatuur - in verband met de toenemende viscositeit. T' is afhankelijk van de afkoelsnelheid en de glasovergang is dan ook geen thermodynamische maar een kinetische overgang. Wanneer
Schematisch verloop van het specifieke volume V bij glasvorming en structuurrelaxatie.
Fig. 4
langzamer wordt opgewarmd dan afgekoeld (hieraan is bij metallische glazen vrijwel altijd voldaan) wordt de metastabiele vloeistofstructuur al bij lagere temperatuur Tg bereikt. Tg is net als T* afhankelijk van de gekozen tijdschaal. Uiteraard kan in plaats van V in figuur 4 ook de inwendige energie van het materiaal worden gelezen. Veranderingen in deze inwendige energie kunnen goed worden bepaald met Differentiële Scannende Calorimetrie (DSC), waarmee de warmtestroom W van of naar een preparaat wordt gemeten (respectievelijk exotherm en endotherm). De metingen kunnen zowel isotherm als bij constante opwarmsnelheid worden uitgevoerd. In figuur 5 is een DSC-meting aan een metallisch glas afgebeeld. Tijdens de eerste maal opwarmen (1) worden achtereenvolgens» structuurrelaxatie, de glasovergang (bij Tg) en de kristallisatie waargenomen. Het laatste proces verloopt in dit geval in twee stappen. Wanneer het gekristalliseerde materiaal na
tendo) •20-
X
(mJs 1 ) instrumental baseline
W
T n20 K/min 3B7mg Metglas 2826A
-20 (exo) 400
Fig. 5
500
600 •T(K)
700
Twee opeenvolgende DSC-scans aan amorf Ni36Fe.ioCri4PioBG (Metglas 2826A, Allied Chemical). TK is de glastemperatuur.
Metallische glazen, eigenschappen en toepassingen
171
afkoelen nogmaals wordt opgewarmd (2) vinden geen reacties meer plaats en wordt W alleen bepaald door de soortelijke warmte van het preparaat. In het kader van onderzoek naar de verouderingseigenschappen van metallische glazen zijn DSC-metingen verricht aan materiaal dat tevoren een warmtebehandeling had ondergaan en daarbij gedeeltelijk is gerelaxeerd. In figuur 6 staan dergelijke scans afgebeeld voor verschillende glazen, in het gebied onder de kristallisatietemperatuur. Elk preparaat is tweemaal doorgemeten. Er
DSC-scans aan diverse metallische glazen. De getrokken lijnen representeren twee opeenvolgende scans aan onbehandeld materiaal. De gestippelde lijnen geven de warmtestroom weer bij verouderd materiaal bij de eerste meting, de tweede scan aan verouderd materiaal valt samen met die aan onbehandeld materiaal. De bovenste temperatuurschaal geldt alleen voor CufloZrii). In de verticale schaal zijn de nulpunten van NijuFemBjii, FenoBiu en CucoZrio verschoven. De veroudering vindt plaats bij een temperatuur 7":i = 0,75 TK gedurende de aangegeven tijden.
Fig. 6
(K) 400
500
600
700
endo
t
400
600
700
600
700
500
0.90tQ=3.6x103sec
070\Ax-.10*
exo 400
500
(K)
172
J. W. Drijver en S. Radelaar
zijn duidelijk twee soorten materiaal te onderscheiden. Enerzijds de binaire glazen FeaoB^o en CueoZr4o, waarbij de scans van verouderd materiaal ongeveer gelijk blijven aan die van onbehandeld materiaal, alleen het begin van de structuurrelaxatie verschuift bij toenemende verouderingsduur naar hogere temperatuur. Anderzijds de glazen Ni^.Fe^B,,,, Ni40Fe40P14B0 en Ni.wFe.!.,Cr14P1.,B(i, waarbij boven de verouderingstemperatuur een endotherm effect wordt waargenomen (ten opzichte van de volgende scan). Dit laatste effect is te verklaren met het ongedaan maken van een relaxatieproces dat tijdens het verouderen heeft plaatsgevonden. Zoals boven werd aangegeven zal de paarordening tussen metalloïde en metaalatomen in het afgeschrikte amorfe materiaal groot zijn, zodat deze niet erg zal worden beïnvloed door warmtebehandeling bij lage temperaturen. Gelet op de chemische samenstelling van de diverse glazen ligt het dan voor de hand het afbreken van paarordening tussen de metaalatomen (bijvoorbeeld Ni-Fe-paren) aan te wijzen als verklaring voor de endotherme piek. Onderzocht moet worden of er verband bestaat tussen deze paarordening en het drastische verlies van plastische vervormbaarheid (zie hieronder) dat vaak bij N i-Fe-glazen wordt waargenomen.
Mechanische eigenschappen De theoretisch maximale treksterkte van metalen is in de orde van 0,05 E, waarbij E de elasticiteitsmodulus is. In een kristal rooster kan deformatie plaatsvinden via de beweging van dislocaties, waardoor metallische éénkristallen al kunnen vloeien bij belastingen van de orde van 10"5 E. Vanzelfsprekend is in amorf materiaal dit dislocatie-deformatiemechanisme niet werkzaam. Bij metallische glazen worden dan ook zeer hoge treksterktes van ongeveer 0,02 E gevonden. In tabel I worden diverse sterke materialen met elkaar vergeleken. Metallisch glas
Tabel I Treksterkte o, vloei/breukrek e, dichtheid g en specifieke sterkte o/g van diverse materialen.
blijkt bovendien (in tegenstelling tot silicaatglas) bij kamertemperatuur plastisch vervormbaar te zijn. Dit kan voor vele toepassingen essentieel zijn. Deze vervorming yindt zeer gelocaliseerd plaats in dunne (< 10 nm) afschuifzones, terwijl tijdens de deformatie geen versteviging optreedt. Onder trekbelasting breekt het metaal dan ook op zo'n zone. Op de breukvlakken worden kenmerkende 'ader'-patronen aangetroffen, die erop wijzen dat in de breukzone een verlaagde viscositeit is opgetreden. Onder drukbelasting blijft het materiaal ondanks de gelocaliseerde vloei samenhangend en kan bijvoorbeeld vaak tot meer dan 50% worden gewalst. Uit buigproeven kan de vloeirek (de relatieve rek waarbij het materiaal plastisch begint te deformeren) worden bepaald. Wanneer de treksterkte wordt vergeleken met de vloeispanning, bepaald uit het produkt van vloeirek en elasticiteitsmodulus, dan valt op dat de gemeten treksterkte meestal een 10% lager ligt dan de vloeispanning. Dit kan worden verklaard uit onvolkomenheden aan het oppervlak of in het glas, die spanningsconcentrerend werken. Door de afwezigheid van versteviging wordt de groei van scheurtjes niet gestopt en volgt breuk. Een duidelijke verhoging van de gemeten treksterkte wordt gevonden wanneer het materiaal tevoren is gepolijst. Oppervlaktedefecten spelen kennelijk de grootste rol. De vermoeiingseigenschappen van metallische glazen vallen wat tegen ten opzichte van conventioneel staal doch zijn vergelijkbaar met moderne hoogsterke staalsoorten als maraging staal. Ook hier spelen oppervlaktedefecten een rol, aangezien polijsten en het uitschakelen van inklemmingsbeschadiging het vermoeiingsgedrag aanzienlijk verbeteren. De maximaal mogelijke plastische deformatie is sterk afhankelijk van de chemische samenstelling en de thermische voorgeschiedenis. Zo zijn glazen op Fe- en Cr-basis minder goed vervormbaar dan die op Ni-basis.
o (GN/m2)
103p (kg/m»)
-2- (MNm/kg)
Staal 37 Maraging Staal Pianodraad
0,37 1,86 3,15
1,0 1,5
7,8 8 7,8
0,05 0,23 0,40
Aromatische Polyamide (voorgestrekt) Glasvezel
2,8
2,1
1,45
1,9
3,0
4,3
2,5
1,2
2,3 3,6 4,3
1,8 2,2
7,5 7,4 7,3
0,31 0,49 0,59
a. Ni 36 Fe 3 oCr 14 P ia B 6
a. Fe 7 °B 25
2,4
173
Metallische glazen, eigenschappen en toepassingen
Bij de structuurrclaxatie tijdens het verouderingsproces komt er warmte vrij, die in mindering komt van de daarna met DSC gemeten relaxatiewarmte. Deze vermindering H is dus evenredig met het oppervlak tussen scan 1 van onbehandeld en scan 1 van behandeld materiaal (vergelijk de figuren 5 en 6). Van de vijf daarin aangegeven metallische glazen vertonen er twee (Ni(llFc(„PnB,. en Ni.ll.Fe.1,CrllP]:,B(i) een sterke afname van de ductiliteit na veroudering. Desondanks wordt er met elektronenmicroscopie of röntgendiffraclie geen of bijzonder weinig verandering in de structuur waargenomen. Wel stijgt de ferromagnetische Curietemperatuur en neemt het meest voorkomende hyperfijnveld op Fe-kernen toe (Mössbaucrmetingen aan Ni.{liFe,j.,CrtlP|.lB(;); dit duidt op paarordening van de metaalatomen zoals al hierboven werd aangegeven.
Bijzonder ingrijpend kan voor sommige glassoorten de afname van de vervormbaarheid zijn tengevolge van thermische veroudering, ook in een temperatuurgcbied waarin nog geen kristallisatie optreedt. Het optreden van deze brosheid hangt samen met structuurrelaxatie. Als voorbeeld is in figuur 7 het verloop van een aantal mechanische parameters uitgezet voor het geval van Ni.mFe.);,CrllP,.,B);, als functie van verouderingstijd f., en vcrouderingstemperatuur 7"., ;|)- De treksterkte o, en de breekrek E, (de laatste bepaald met een buigprocf) nemen af als functies van /a en 7"a, de E-modulus en de hardheid Hx veranderen veel minder. Bij die vcrouderingstijd /„, waarbij cf gelijk wordt aan de (constant blijvende) vioeirek e y , is geen plastische vervorming meer mogelijk en is het glas volkomen bros geworden.
Fig. 7 2.01-
1.0 Q5
(GNffn*)150
:
tl ' * . • • * • • •
I . \ o.-
°t, •••••'•• • >, o 10' 10' 10" 10* ioe o io1 io' io' 10' io5 o
101 10' 104 io1 10* o
ie? 10' 10'
Verloop van een aantal mechanische eigenschappen (au E, ef, rv, H\) en de structuurrelaxatie (H) als functie van de verouderingsduur /„ en de verouderings-
temperatuur Ta (zie tekst).
^
M\
J. W. Drijver en S. Radelaar
174
Elektrische en magnetische eigenschappen De elektrische weerstand van metallische glazen is van dezelfde grootte-orde als die van vloeibare metalen en is dus relatief hoog (100-200 n& cm) en weinig afhankelijk van de temperatuur. De oorzaak hiervan ligt in de geringe vrije-weglengte van de geleidingselektronen in de nict-periodieke potentiaal. Supergeleidende amorfe legeringen zijn altijd van het type II. Door hun grote homogeniteit treedt weinig flux-pinning op, waardoor de kritieke stroomdichthcid laag is. Dit kan bijvoorbeeld worden verbeterd door het precipitcren van een fijne kristallijne uitscheiding. In tabel II worden diverse supergeleidende glazen met elkaar vergeleken. De supergeleidende eigenschappen zijn niet beter dan die van de overeenkomstige kristallijne materialen, de mechanische eigenschappen meestal wel.
Tabel U Supergeleidende metallische glazen') (uit de smelt gevormd). Kritieke temperatuur T(. en kritiek-veldcoëfficiënt bij 7",.. Te (K) Lagn Ga.,,, Z r 7 n Rh.,r> Nbl |8 Rh,.,
MÖ^Re^P.nB,,, so p n. B m
Mo
3,8 4,5 4,7 8,7 9,0
ei
I dT)T(, (kOe/K) 22 26 31 24 18
* Tabel ontleend aan W. L. Johnson, Proc. 3d Int. Conf. Rapidly Quenched Metals (Ed. B. Cantor) Vol. 2 (1978) p. 1, The Metals Society, London. In Fe-, Co- en Ni-houdende glazen komt veelvuldig ferromagnctisme voor. Wanneer de verzadigingsmagr.etisatie bij 0 K wordt uitgezet tegen de 3d-elektronenconcentratic, wordt er net als bij de kristallijne legeringen een soort Slatcr-Pauling-curve gevonden. De grootte van de magnetische momenten op de metaalatomen (T) is echter afhankelijk van de gebruikte metalloïdecomponent (X). Bij T8OB:>o-glazen zijn fiPl„fiv„ en fiSi gelijk aan respectievelijk 2,4 // l; , 1,3 fiK en 0,2 /ttt. In kristallijne fee Fe-Co-N i-legeringen wordt in dezelfde volgorde waargenomen: 2,8 fiVt, 1,7 /*„ en 0,6 «,,. In de glazen met metalloïden rechts van B in het periodieke systeem (C, Si, P) zijn de lokale momenten verder gereduceerd met enkele tienden fin. Verder vertonen Fe-rijke glazen, net als bij de kristallijne legeringen, een reductie van het Fe-moment, en vindt er een sterke
verlaging van moment en Curie-temperatuur plaats bij toevoeging van onder andere V, Cr, Mn of Mo. Uit het bovenstaande blijkt dat in metallische glazen geen extra hoge magnetisatie is te verwachten. Wel zeer interessant zijn de lage coërcitiefvelden (H{, £ 1 Oe) die in ferromagnetische glazen kunnen worden verwezenlijkt door de afwezigheid van kristalanisotropie. Het resterende coërcitiefveld wordt via magnetostrictie veroorzaakt door spanningen in het materiaal en in mindere mate door anisotrope paarordening en oppervlaktedefecten. //,, kan door een geschikte materialenkeus en temperatuurbehandeling worden teruggebracht tot enkele mOe, zoals bijvoorbeeld is bereikt in de magnetostrictievrije legering (Coo^Feo.o») 75SiisBio. Ook in ijzerrijke glazen zijn lage coërcitiefvelden te verwezenlijken. In tabel III worden enkele voorbeelden van kristallijne en glasachtige materialen gegeven.
Chemische eigenschappen Dankzij de afwezigheid van inhomogeniteiten zijn sommige metallische glazen in staat een perfecte passieve laag op te bouwen in corrosieve milieus. Vooral de toevoeging van de combinatie Cr en P (zoals bijvoorbeeld in Ni36Fe.HCr14P1:!B„ of FeHCr8P,:lC7) leidt tot materialen die de eigenschappen van conventioneel roestvast staal verre overtreffen. Speciaal putvorming wordt niet waargenomen. Ni- en Fe-houdende glazen zijn net als de kristallijne legeringen gevoelig voor waterstofverbrossing, zij het dat voor de corrosiebestendige glazen de opnamesnelheid laag is. In amorfe legeringen van het type Ni(luZr4() kan veel waterstof worden opgelost, tot 0,5 H atoom per metaalatoom 4 ). Bij waterstofopname verpulvert het materiaal niet, zoals bij kristallijn LaNihet geval is. De kinetiek is bij Ni,i0Zr,(l matig en er is nog geen drukplateau gevonden. Dit staat toepassing van dit type amorfe legeringen voor waterstofopslag voorlopig in de weg.
Toepassingen Op een enkele uitzondering na worden metallische glazen nog weinig toegepast. Voorlopig ligt gebruik als materiaal voor versterkende vezels het meest voor de hand. Gedacht kan worden aan vervanging van staaldraad in bijvoorbeeld autobanden. De produktietechniek is in vergelijking met die van conventionele staaldraden aanzienlijk eenvoudiger zodat de kostprijs beduidend lager kan zijn. Een belangrijk nadeel voor een aantal toepassingen op dit gebied is de lintvorm waarin de meeste amorfe metalen worden geproduceerd. Het is
175
Metallische glazen, eigenschappen en toepassingen
Tabel UI Magnetische eigenschappen van enkele kristallijne en glasachtige materialen. Magnetisch moment bij 0 K per metaalatoom ftT, Curie-temperatuur Tc, verzadigingsinductie bij kamertemperatuur flItT, coërcitief veld HK, en elektrische weerstand bij kamertemperatuur RKX.
bcc Fe fee Ni5()Fe50 (hypernik) Fe 3% Si
2,2 1.5
BHT (kG)
Wc (mOe)
1043 790
21,5 16,0
1000 50
10 50
plaatmateriaal plaatmateriaal
20,0 8,0
150 2
47 60
korrelgeoriénteerd plaatmateriaal
16,0
100
130 130
18,0 8,4
150 2
Ni
-!i Fe ir..7 M °r. Mn o,3 (supermalloy) Fe 8n B., 0 Ni
4U Fe 40 B 2ft
2,0 1,3
Opmerkingen
r o (K)
650 650
Fe 8(i B 7 C 7
namelijk niet eenvoudig lintvormige materialen in kabels en dergelijke te verwerken. De lintvorm kan ook problemen opleveren bij de vervaardiging van composietmaterialen omdat de randen van de linten een snijdende werking op de matrix kunnen vertonen. Anderzijds kan lint of plaat juist voor snijdende werktuigen worden gebruikt (scheermesjes en dergelijke). Tevens is toepassing bij de constructie van vliegwielen (voor energieopslag) te overwegen 5 ). Op korte termijn bieden de gunstige magnetische eigenschappen de beste perspectieven, eventueel in combinatie met de mechanische eigenschappen. De gebruikelijke kristallijne zachtmagnetische materialen zijn ook vanuit mechanisch oogpunt uitgesproken zacht. Bovendien veroorzaakt zelfs een geringe vervorming van deze materialen al een verslechtering van de gewenste magnetische eigenschappen, speciaal bij magnetische afscherming. Amorfe metalen op Fe-basis combineren geschikte magnetische eigenschappen met een hoge sterkte en vervorming heeft vooral bij de materialen met lage magnetostrictie weinig invloed, immers de microstructuur verandert niet. Amorf magnetisch afschermmateriaal is reeds commercieel verkrijgbaar (Metshield, Allied Chemical). Andere toepassingen die naar men verwacht in de nabije toekomst zullen worden gerealiseerd, liggen op het gebied van de transformatorkern-materialen en koppen van bandrecorders. Aangezien de corrosiebestendigheid van sommige metallische glazen vele malen groter is dan die van de
RHT (u£ï cm)
180
onbehandeld temperatuurbehandeld temperatuurbehandeld
conventionele legeringen, zijn op dit gebied zeker toepassingen te verwachten. Men kan bijvoorbeeld, ook met het oog op de hoge sterkte, denken aan kabels in corrosieve milieus (zeewater en dergelijke). Hierboven werd al onderzoek aan de mogelijkheid van waterstofopslag in amorfe legeringen genoemd. Er zijn nog diverse toepassingen op uiteenlopend gebied voorgesteld. Zo wordt er hier en daar gewerkt aan de supergeleidende eigenschappen van metallische glazen (naast de grote inspanning op het gebied van amorfe opgedampte of gesputterde lagen). De fabricage van ductiele amorfe supergeleiders is van belang. Immers, goede kristallijne supergeleiders zijn zonder uitzondering erg bros. Onderzocht moet worden in hoeverre metallische glazen beter dan kristallijne legeringen zijn bestand tegen stralingsbeschadiging. Metallische glazen blijken vanwege hun isotrope structuur goede elektronenveldemittors te zijn. Omdat de geluidssnelheid in sommige metallische glazen (onder andere Fe-B) in hoge mate onafhankelijk is van de temperatuur, maar afhankelijk van de magnetisatie, zijn ze voorgesteld als elektronisch controleerbare akoestische vertragingslijn. Metallische glazen zijn niet geschikt voor toepassingen waarbij hoge bedrijfstemperaturen optreden. Bij glazen op Ni- en Fe-basis leidt langdurig verhitten boven ongeveer 250° C tot kristallisatie, en dus tot verlies van de gunstige eigenschappen. Kortstondig verhitten tot vlak onder de glastemperatuur is vaak wel mogelijk zonder schadelijke gevolgen. Er zijn trouwens al diverse hoge-
176
temperatuurglazen ontwikkeld (bijvoorbeeld NbNi) met kristallisalietempcraturen boven 700° C. Problemen kunnen ook optreden bij het maken van constructieve verbindingen. Lijmen en solderen is mogelijk maar geeft verbindingen met een betrekkelijk lage sterkte. Technieken als explosief en ultrasoon lassen zijn in onderzoek. Conclusie De fysische eigenschappen van de tot nu toe onderzochte metallische glazen verschillen vaak niet opmerkelijk van die van vergelijkbare kristallijne metalen. Metallische glazen worden echter verkregen met een veel eenvoudiger produkticproces. De daaruit voortvloeiende kostprijsverlaging stimuleert dan ook het industriële ontwikkelingsonderzoek, dat her en der op gang komt. De sterkte en corrosiebestendigheid van metallische glazen zijn echter niet of nauwelijks te evenaren door conventionele legeringen. Het is dan ook te verwachten dat deze nieuwe materialen het eerst daar zullen worden toegepast, waar een bepaalde fysische eigenschap wordt gecombineerd met een hoge sterkte of goede corrosiebestendigheid. Dit overzicht bevat verschillende voorbeelden uit onderzoek dat in de vakgroep Technische Natuurkunde van de Rijksuniversiteit Utrecht wordt verricht. Naast de auteurs werken aan dit onderzoek mee W. C. Emmens, A. L. Mulder en F. H. M. Spit, terwijl tevens experimentele assistentie is verleend door het Laboratorium voor Metaalkunde (TH-Delft), het Interuniversitair Reactor Instituut (Delft) en het Laboratorium voor Vaste Stof Fysica (RU-Groningen).
Referenties 1. H. A. Davies: Rapid quenching and formation of metallic glasses. Proc. 3d Int. Conf. Rapidly Quenched Metals (Ed. B. Cantor), 1 (1978) 1, The Metals Society, London. 2. G. S. Cargill HI: Structure of metallic alloy glasses. Solid State Physics (Eds. F. Seitz, D. Turnbull, H. Ehrenreich), 30 (1975) 227, Academic Press, London. 3. J. W. Drijver, A. L. Mulder, W. C. Emmens, S. Radelaar: Stability and mechanical properties of Metglas 2826A. Proc. 3d Int. Conf. Rapidly Quenched Metals (Ed. B. Cantor), 1 (1978) 363, The Metals Society, London. 4. F. H. M. Spit, i. W. Drijver, S. Radelaar: Hydrogen sorption in amorphous Ni(Zr, Ti)-al!oys. Proc. Hydrogen in metals, Munster (1979), te publiceren. 5. W. C. Emmens en S. Radelaar: Energieopslag in vliegwielen. De Ingenieur 88 (1976) 943.
J. W. Drijver en S. Radelaar
179
Personeelsbezetting WM/V = wetenschappelijk medewerker in vaster verband WM/G = wetenschappelijk medewerker in gewoon verband WM = wetenschappelijk medewerker (buitenlandse gast) WA = wetenschappelijk assistent TA = technisch assistent V = volontair (a) geeft aan, dat de persoon in het verslagjaar werd aangesteld of voor langere tijd aanwezig was, al dan niet bezoldigd; (o) geeft aan, dat de persoon in het verslagjaar de Stichting heeft verlaten; (v) geeft aan, dat de persoon gedurende het gehele verslagjaar of een deel ervan met verlof in het buitenland vertoefde; (u) geeft aan, dat de persoon gedurende het gehele verslagjaar of een deel ervan was uitgezonden.
Bureau
Directeur: dr. A. A. Boumans A djunct-directeur: drs. F. R. Diemont dr. C. Ie Pair Directiemedewerker: drs. J. Heijn drs. .H. G. van Vuren Centrale personeelfunctionaris: drs. L. C. Peek Rechtspositieregelingen: F. Troost A dministrateur: B. J. M. Staffhorst Assistent administratieve org.: P. T. M. van Schaik Secretariaat Secretaresse: mej. E. H. Bolte mej. A. J. M. Luijckx (a) mej. J. M. J. Maas mej. H. P. M. de Vries Personeels- en salarisadministratie Hoofd: T. van Egdom PIv. hoofd, loonadministrateur: E. de Vries
Loonadministratie: N. G. van Arnhem F. J. Doorn R. E. da Graca H. M. Vening Correspondentie: J. G. Heinsman T. Rietveld Algemeen medewerker: W. P. van der Kraats Boekhouding, materiële kredieten e.a. Hoofd: J. G. van Eysbergen C. L. R. Versluijs (a) PIv. hoofd, boekhouder: M. Teunissen (o) T. M. S. A. Woen {a) Medewerk(st)er: A. J. de Baar mevr. A. M. E. van Beest-Jentjens (a) mej. H. W. J. de Boer (o) mej. T. B. M. Broekhuizen J. van Osenbruggen (o) J. A. Repi K. H. Tan (o) Interne diensten Hoofd: W. Kalksma Medewerkster: mevr. S. E. E. Feenstra-van den Outenaar (a) Type-afdeling Hoofd: mevr. M. H. Louwen-Brandenburg (a) mevr. S. M. van Wandelen Medewerkster: mej. M. G. C. van den Bremer mej. J. M. van Maurik mej. M. L. Sandel mevr. E. J. Verhoef-Hekel Reproduktie S. M. Jansen Receptie/telefoon mej. J. Stiel mej. C. E. G. Wakelkamp (o) Huishoudelijke dienst Medewerkster: mevr. F. Froon-Heil mevr. F. Lagemaat-Zeedijk (o)
mevr. W. H. Roep-van Riet Evaluatieproject dr. J. J. Broeder dr. L. S. J. M. Henkens drs. C. M. E. Otten (a) C. A. M. de Vries Kernfysica
WERKGROEP K II dr. J. Rethmeier, WM/V drs. J. N. L. Akkermans, WM/G drs. P. W. F. Alons, WM/G ir. F. Biesboer, WM/G drs. P. J. Blankert, WM/G ir. B. O. ten Brink, WM/G (o) dr. J. Bron, WM/G (o) drs. L. T. van der Bijl, WM/G (a) drs. P. H. L. Groenenboom, WM/G dr. H. van Haeringen, WM/G (o) drs. P. Hofstra, WM/G dr. E. J. Kaptein, WM/G (o) drs. P. van Nes, WM/G (a) drs. J. A. N. van der Pluym, WM/G (a) dr. A. van Poelgeest, WM/G (o\ dr. C. D. van Rooden, WM/G (a) drs. J. J. van Ruyven, WM/G (a) ir. C. K. Wafelbakker, WM/G I. J. den Bekker, TA J. Bouma, TA E. Kappert, TA R. Mooy, TA ing. A. J. M. Ponjée, TA ing. J. J. Welling, TA 1. Zevering, TA WERKGROEP K IH-A dr. J. van Klinken, WM/V dr. C. P. Sikkema, WM/V t drs. S. J. Feenstra, WM/G dr. R. V. F. Janssens, WM/G fa) drs. J. de Jong, WM/G drs. R. Spanhoff, WM/G (o) T. F. L. Armbrust, TA G. A. Nolmans, TA W. W. P. Olthuis, TA J. L. W. Petersen, TA WERKGROEP K HI-B dr. A. E. L. Dieperink, WM/V prof. dr. F. Iachello, WM/V (v) dr. J. P. F. Mulder, WM/V dr. A. van der Woude, WM/V
180
ir. W. K. van Asselt, WM/G (a) drs. K. van den Borg, WM/G drs. J. van Driel, WM/G (a) drs. D. C. J. M. Hageman, WM/G dr. M. N. El Harakeh, WM/G (a) dr. R. Kamermans, WM/G (o) dr. T. Koeling, WM/G (o) dr. P. A. Kroon, WM/G dr. E. H. du Marchie van Voorthuysen,
WM/G (o) dr. R. J. de Meijer, WM/G (o) dr. W. J. Ockels, WM/G (o) ir. J. van der Plicht, WM/G drs. J. van Popta, WM/G (o) drs. O. S. van Roosmalen, WM/G (a) drs. O. Scholten, WM/G drs. R. J. Vader, WM/G ir. J. C. Vermeulen, WM/G drs. F. Zwarts, WM/G (a) prof. dr. G. T. Emery, WM (a) dr. M. Kamimura, WM (a) dr. G. Puddu, WM (o) dr. A. Saha, WM W. T. L. Bisseling, TA ing. H. A. p. van der Duin, TA H. Fraiquin, TA H. F. Gorter, TA ing. J. Mulder, 7/4 H. Pater, TA H. Post, T/l F. Rengers, TA W. J. Uytenbogaardt, TA D. B. Beks, V (o) M. J. B. Boonstra, V (o) G. Bouwhuis, V (a,o) T. Latukarlutu, K (tl) A. J. T. Liebrand, V (a,o) K. Meijer, K (o) WERKGROEP K V dr. G. A. P. Engelbertink, WM/V prof. dr. G. van Middelkoop, WM/V (o) drs. H. J. M. Aarts, WM/G dr. C. Alderliesten, WM/G drs. A. Becker, WM/G (a) dr. H. H. Eggenhuisen, WM/G (o) drs. R. J. Elsenaar, WM/G drs. A. G. M. van Hees, WM/G (a) drs. A. Holthuizen, WM/G ir. G. J. L. Nooren, WM/G drs. C. J. van der Poel, WM/G ir. A. J. Rutten, WM/G drs. D. E. C. Scherpenzeel, WM/G drs. W. A. Sterrenburg ,WM/G (o) dr. P. C. Zalm, WM/G (o) prof. dr. R. Kalish, WM (a,o) D. Balke, 2V) J. P. van der Fluit, TA T. S. A. Gerrits, TA ing. A. P. de Haas, TA
FOM
F. A. Hoppe, TA (a) H. L. Krielen, TA (o) ing. J. J. Langerak, TA G. W. M. van der Mark, TA A. J. Michielsen, TA C. J. Oskamp, TA ing. B. Rector, TA ing. W. Smit, 7V1 B. A. Strasters, TA A, J. Veenenbos, TA H. de Vries, TA (a) WERKGROEP K VI-G drs. L. Klieb, WM/G (a) WERKGROEP K VI-U dr. G. A. Timmer, WM/G drs. J. J. M. Verbaarschot, WM/G prof. dr. P. N. Manakos, WM (a,o) WERKGROEP K VIII ir. J. F. J. Dautzenberg, WM/G drs. S. D. Wassenaar, WM/G G. P. H. Hamers, TA R. lanson, TA (a) P. M. J. Teunisse, TA (o) WERKGROEP K IX drs. J. R. Balder, WM/G drs. P. P. J. Delheij, WM/G drs. J. B. M. de Haas, WM/G drs. R. Vennink, WM/G dr. W. Ratynski, WM (o) E. Kools, TA (o) WERKGROEP K/VS X-G dr. S. A. Drentje, WM/V t drs. W. J. J. Spijkervet, WM/G ir. D. Visser, WM/G prof. dr. C. Hohenemser, WM (ai G. Andries, TA M. H. Menninga, TA B. J. Rigterink, TA H. S. Rutgers, TA R. L. Schotanus, TA J. J. Smit, TA WERKGROEP K/VS X-L drs. E. Bongers, WM/G drs. H. de Graaf, WM/G drs. R. Hunik, WM/G R. Hulstman, T/l WERKGROEP K XII ir. C. J. A. Corsten, WM/G (a) dr. ir. G. C. L. van Heusden, WM/G
FOM-Instiluut voor Atoom- er. Molecuulfysica A Igemeen directeur: prof. dr. J. Kistemaker Wetenschappelijk directeur: prof. dr. J. Los A djunct-directeur: dr. F. W. Saris prof. dr. M. J. van der Wiel Bedrijf'singenieur/ Beheerder: dr. ir. J. G. Bannenberg Wetenschappelijk medewerker in vaster verband: dr. ir. A. J. H. Boerboom dr. F. J. de Heer dr. M. J. Offerhaus dr. A. Tip dr. C. A. Visser dr. A. E. de Vries Wetenschappelijk medewerker in gewoon verband: ir. M. J. M. Beerlage drs. E. W. P. Bloemen dr. C. W. A. Evers (o) dr. J. W. R. Fennema (u) dr. M. Gavrila drs. H. A. van Hoof, gedetacheerd door VS-V I drs. D. Hoonhout drs. J. P. J. Kaandorp dipl. ing. M. Klewer drs. A. W. Kleyn drs. U. C. Klomp ir. P. Kruit (a) dr. ir. P. J. K. Langendam (o) ir. G. J. Louter drs. P. J. C. M. Nowak (o) drs. E. G. Overbosch dr. ir. H. Overeijnder (o) drs. G. J. Q. van der Peyl (a) dr. J. B. Sanders drs. R. G. Smeenk (a) drs. C. M. Smits {o) ir. R. M. Tromp (a) dr. J. F. van der Veen drs. N. J. A. van Veen ir. J. Verhoeven drs. C. de Vreugd M. S. de Vries, M.Sc. drs. R. W. Wagenaar (a) dr. L. W. Wiggers (o) drs. B. van Wingerden drs. P. H. Woerlee dr. R. W. Wijnaendts van Resandt (o) Gastmedewerker: prof. R. N. Compton (a,o) dr. J. P. Flamme (a) mr. R. F. Garrett (a,o) prof. dr. E. A. Gislason (o)
Personeelsbezetting
dr. M. Hutchinson (o) dr. A. Kalinin (a,o) prof. dr. M. F. Laranjeira (a) prof. M. H. Mittleman (a,o) dr. A. Salop (a,o) dr. T. M. cl Sherbini drs. H. van Sprang (o) dr. R. Srivastava (a) prof. dr. T. Watanabe (a) dr. I. Yamada (a) Wetenschappelijk assistent: J. T. Kimman (a) P. E. van der Leeuw M. M. J. Lens R. G. Smeenk (o) P. F. M. Stalmeier (a) mej. A. D. Tenner (a) R. R. Tol (o) R. M. Tromp (o) H. W. de Waard (a) R. W. Wagenaar (o) J. N. M. van Wunnik Student: H. C. Gerritsen (a) J. T. Kimman (o) L. Smit (a) P. F. M. Stalmeier (o) mej. A. D. Tenner (o) R. R. Tol (aj Biomol: dr. H. L. C. Meuzelaar, WM/V (o) drs. W. Eshuis, WM/G dr. J. Haverkamp, WM/G (a) dr. P. G. Kistemaker, WM/G drs. G. Wieten, WM/G (a) drs. W. Windig, WM/G E. R. Bautista, WM (a) B. J. G. Broersen, WM (o) drs- J. W. Dallinga, WM (a) dr. G. de Haas, WM (o) D. Valerio, WM (a) mevr. B. i. Brandt-de Boer, Laborante H. van den Brink, TA mevr. C. Koet-Jansen, TA (o) G. Lindijer, Computer-assistent fa) mevr. A. Torn, Analiste A. M. C. van der Wiel, TA (a) Project Laminaire Supersone Gaswervel: ir. M. S. van den Berg, WM/G ir. M. M. B. Wijnakker, WM/G J. de Bree, TA ing. T. A. Schotvanger, TA Project EEG: dr. C. B. W. Kerkdijk, WM/G (o) Adviseur: prof. dr. C. J. Joachain dr. H. E. Roosendaal (o) Technisch personeel Laboratoriumassistent: ing. D. H. Barends
181
ing. W. P. J. Heubers ing. H. H. Holsboer ing. H. H. Kersten ing. C. H. van Oven J. H. M. Peulen (a) C. R. J. Schonenberg ing. N. C. M. Strieker (o) ing. M. van Tilburg Elektronische afdeling Hoofd: ing. P. J. van Deenen Elektronicus: ing. H. P. Alberda ing. W. G. D. M. Braun ing. C. J. Bruyn (o) ing. A. N. Buyserd ing. H. A. Dekker T. van der Hauw J. ter Horst Elektromonteur: G. A. de Ruyter Afdeling informatieverwerking Elektronicus: ing. C. J. van Doornik ing. J. N. van Eist F. C. de Haan (a) ing. F. Wijmer Systeemprogrammeur: ing. C. B. Okhuysen Mechanische afdeling Hoofd: A. F. Neuteboom Instrumentmaker: W. J. Barsingerhorn R. Boddenberg W. H. Brouwer i. W. M. van Dorsselaer J. Hoekstra t R. Hoep P. T. Kêa H. Neerings L. Sekeris C. van der Zweep Glastechnkus: i. A. van Wel Hoofdanaiist: A. Haring Hoofdoperator/technicus: S. Doorn F. L. Monterie Operator/technicus: T. S. Bailer (a) A. de Boer (a) T. van Dijk R. Kemper E. G. Steginga O. de Vries (o) Leerling: R. Buis
Constructiebureau Hoofd, tevens hoofd technische dienst: ing. E. de Haas Tekenaar/constructeur: M. Hoogervorst ing. A. P. de Jongh Calqueuse: mevr. J. J. Vanenburg-Smid Vacuümtechnicus: G. P. A. Frijlink Leerling: R. Janssen (a) Wetenschappelijk rekenaar: W. E. van der Kaay F. Vitalis Volontair: mej. F. D. M. Baltus (a,o) H. H. Bonné (o) L. J. J. M. Castelijn (a,o) L. Kamp (a,o) P. Niehorster (o) S. B. van Niekerken (a) S. Postma (a) E. G. van der Puy (o) P. van Rijn (a) R. Stammes (a,o) R. M. J. Sijben (a,o) A dviseur: i. P. J. Janssen (meester-instrumentmaker) Administratief personeel en algemene dienst Hoofd administratie: M. J. J. van Gelderen Boekhoudkundig typiste: mej. E. C. Koestal Hoofd secretariaat: mevr. L. Roos Secretaresse: mej. L. M. E. A-Tjak (a) mevr. E. A. M. Dorrestein-Jekel (a,o) mevr. A. H. L. Nolen-Alleman mej. W. J. C. Wolthers (o) Bihliolhecaresse: mevr. M. E. Harlaar-Scholten mevr. J. van Leeuwen-Schrier Telefoniste/typiste: mevr. J. A. J. M. ManshandenBlankennagel (a) mej. S. H. Muije Typiste: mevr. C. J. Köke-van der Veer mevr. K. Wünsche Magazijnmeester: i. F. Stiel Magazijnbediende: H. J. M. van der Schot Onderhoudsdienst Hoofd, tevens conciërge: A. J. Akkermans
FOM
182
Monteur: C. Fokke Drukker: H. Sodenkamp Jr. Huishoudelijke dienst Hoofd: D. Larooi Medewerk(st)er: H. Sodenkamp Sr. mevr. H. J. Boer mevr. W. Bouland-van Nigtevegt mevr. N. Fokkcr-Koudijs (a) mevr. C .van Gavercn-de Ronde mevr. F. H. Gocd-Bleijerveld (a) mevr. A. G. Hartog-Blase mevr. F. M. van Huystee-Ceelen mevr. B. A. Nicdekker-Liscaljet (o) mevr. B. C. Polstra mevr. M. Servais-Brence (o) mevr. C. Weernink-van der Werf mevr. J. Wiemer-Koster
Atoomfysica WERKGROEP A II dr. J. M. Fluit, WM/V, adj. leider drs. R. P. N. Bronckers, WM/G drs. T. M. Hupkens, WM/G ir. H. B. van Linden van den Heuvel), WM/G (a) drs. A. G. J. de Wit, WMIG (o) C. J. J. M. den Andel, TA ing. G. B. Crielaard, TA D. L. Eleveld, TA P. Engels, TA G. Heijnekamp, TA W. P. Ingenegeren, TA (o) W. C. N. Post, TA WERKGROEP A III drs. A. J. Algra, WM/G ir. S. B. Luitjens, WM/G ing. R. D. Alkema, TA ing. G. van der Kruk, TA WERKGROEP A IV dr. J. van Eek, WM/V, adj. leider drs. W. Duinker, WM/G drs. W. B. Westerveld, WM/G ing. K. J. Goslinga, TA ing. J. van der Weg, TA WERKGROEP A VI drs. J. M. M. van Deventer, WM/G (o) dr. J. P. M. de Vreede, WM/G drs. W. A. Wensink, WM/G F. Diteweg, TA
WERKGROEP A VII drs. H. T. M. van den Ende, WM/G ia) dr. H. A. van Lumig, WM/G (o) drs. G. W. M. van Mierlo, WM/G drs. H. H. W. Thuis, WM/G drs. M. J. M. Waaijer, WM/G
Molecuulfysica WERKGROEP M I-A drs. J. I. Geijsel, WM/G (a) dr. K. R. Harris, WM/G (a) dr. S. A. G. Peerdeman, WM/G (o) G. J. F. Holman, TA G. Lubbers, TA
Metalen FOM-TNO WERKGROEP Mt II dr. ir. E. J. Mittemeijer, WM/G (o) WERKGROF.P Mt III ir. R. H. J. Fastenau, WM/G drs. G. J. T. den Otter, WM/G (o) WERKGROEP Mt IV dr. B. Knook, WM/V drs. H. D. Dokter, WM/G drs. J. C. M. van Dongen, WM/G drs. A. W. A. van der Hart, WM/G (o) drs. H. W. M. van der Linden, WM/G drs. B. H. Verbeek, WM/G drs. R. Zweistra, WM/G J. M. Bloch, M.Sc, WM (a,o) ing. T. J. Gortenmulder, TA C. E. Snel. TA ing. H. J. Tan, TA ing. G. L. E. van Vliet, TA WERKGROEP Mt V drs. L. A. Hennen, WM/G drs. W. C. M. Maltens, WM/G drs. A. H. van Ommen, WM/G drs. N. A. Stolwijk, WM/G dr. J. Veerman, WM/G prof. dr. D. E. MacLaughlin, WM (a,o) P. H. M. van Berge Henegouwen, TA A. J. Riemersma, TA F. A. Slagt, TA WERKGROEP Mt VI ir. W. H. M. Alsem, WM/G ir. W. S. T. Maathuis, WM/G (o) drs. D. H. Plantinga, WM/G ir. G. J. L. van der Wegen, WM/G (a) dr. M. R. James, WM (o) U. B. Nieborg, TA WERKGROEP Mt VIII ir. P. W. Bach, WM/G ir. H. W. F. Heller, WM/G (a) dr. ir. J. W. H. G. Slakhorst, WM/G (o) WERKGROEP Mt IX dr. J. W. Drijver, WM/G
WERKGROEP M 1-L dr. J. Korving, WM/V drs. J. J. H. van den Bicsen, WM/G drs. B. S. Douma, WM/G dr. K. D. van den Hout, WM/G (o) dr. A. O. Rietveld, Wet. documentalist ing. H. T. Klein Wollerink, TA P. Zwanenburg, TA WERKGROEP M II-A drs. H. R. van den Berg, WM/G drs. J. H. B. Hoogland. WM/G drs. B. W. Tiesinga, WM/G WERKGROEP M 1I-L/KO drs. A. Hartoog, WM/G drs. R. G. Iurriëns, WM/G (o) drs. R. P. Slegtenhorst, WM/G drs. R. R. IJsselstein, WM/G WERKGROEP M II-L/HL dr. C. A. Linse, WM/G (o) drs. E. Mazur, WM/G («) drs. L. K. van der Meij, WM/G drs. P. Oudeman, WM/G dr. B. J. Thijsse, WM/G (o) dr. E. H. van Veen, WM/G (a) prof. C. Cercignani, 'fM (a,o) dr. A. F. Turfa, WM (o) B. L. Remmelzwaal, TA F. A. Robbers, TA WERKGROEP M III-VdW mevr. dr. E. W. A. ElenbaasBunschoten, WM/G (o) drs. R. H. Huijser, WM/G W. van Bemmel, TA P. Sannes, TA WERKGROEP M III-FCh dr. J. G. Kircz, WM/G (o) ir. P. Menger, WM/G (a) drs. R. J. N. Spiekerman, WM/G A. C. Holsbeeke, TA WERKGROEP M V-U ir. J. G. H. Joosten, WM/G mevr. drs. M. M. Kops-Werkhoven,
WM/G (a) dr. S. Sche, WM/G (o)
183
Personeelsbezetting
WERKGROEP M VI-A I drs. A. Gaaff, WMIG drs. B. H. M. Mooy, WM/G drs. M. P. Nightingale, WM/G (o) drs. H. M. Schram, WM/G (a)
WERKGROEP VS-A III drs. C. F. Kamma, WM/G dr. J. H. Kuyt, WM/G drs. P. J. van der Valk, WM/G (o) J. H. ten Berge, TA
WERKGROEP VS-L II i'rs. C. J. Nonhof, WM/G drs. A. J. van Strien, WM/G drs. P. J. F. Verbeek, WM/G i. de Vreede, TA
WERKGROEP M VI-A II drs. W. P. H. de Boer, WM/G drs. H. van Erkelens, WM/G (a) dr. W. A. van Leeuwen, WM/G dr. M. A. J. Michels, WM/G
WERKGROEP VS-D I drs. F. J. van Schaik, WM/G
WERKGROEP VS-L III dr. H. A. Algra, WM/G (o) drs. F. J. A. M. Greidanus, WM/G drs. G. Mennenga, WM/G (a) drs. J. J. Smit, WM/G drs. E. J. Vcenendaal, WM/G F. J. Kranenburg, TA
WERKGROEP M VI-G ir. M. van den Berg, WM/G drs. A. C. D. van Enter, WM/G WERKGROEP M VI-L prof. A. M. Albano, WM/G (a) drs. G. van der Zwan, WM/G prof. S. Putterman, WM (o) WERKGROEP M VIII drs. B. Arends, WM/G (o) dr. G. de Brouckère, WM/G drs. M. H. M. Schutte, WM/G drs. M. Sprik, WM/G H. Luigjes, TA WERKGROEP M XI-A drs. F. Moeijes, WM/G WERKGROEP M XI-D dr. H. J. Hilhorst, WM/G (o) drs. J. W. Lyklema, WM/G (o) WERKGROEP M XII ir. G. M. Coops, WM/G Vastestoffysica WERKGROEP VS A I drs. R. A. Elenbaas, WM/G drs. H. P. Godfried, WM/G dr. R. Jochemsen, WM/G (o) drs. M. H. de Jong, WM/G drs. L. Lassche, WM/G mcj. drs. S. H. Muller, WM/G drs. J. T. M. Walraven, WM/G drs. R. J. Wijngaarden, WM/G C. P. A. Alderhout, TA T. M. Huymans, TA P. J. M. van Loon, TA R. Scheltema, TA A. G. Veen, TA WERKGROEP VS-A II drs. J. Caro, WM/G ir. B. M. Geerken, WM/G (a) dr. J. de Wilde, WM/G (o)
WERKGROEP VS-D II mej. drs. M. E. C. Stuivinga, WM/G ir. V. J. de Waal, WM/G (a) WERKGROEP VS-DN-D dr. C. J. de Pater, WM/G (o) WERKGROEP VS-DN-N drs. T. H. M. Rasing, WM/G WERKGROEP VS-E ir. F. Boersma, WM/G ir. Q. A. G. van Vlimmeren, WM/G WERKGROEP VS-G drs. B. P. Alblas, WM/G (a, drs. J. K. van Deen, WM/G drs. H. J. F. Jansen, WM/G drs. F. Leenhouts, WM/G drs. C. van der Marel, WM/G drs. A. S. Schaafsma, WM/G drs. F. W. M. Span, WM/G (a) C. J. Bos, TA (a) J .F. Golstein, TA ing. J. van Overbeeke, TA G. J. B. Vinke, TA I. Herder, V (a,o) K. Piek, V (u,o) WERKGROEP VS-L I prof. dr. ir. N. J. Poulis, WMIV, leider dr. W. T. Wenckebach, WM/V, adj. leider drs. K. M. Diederix, WM/G (o) drs. J. P. Groen, WM/G drs. J. van Houten, WM/G (o) ir. J. Labrujere, WM/G drs. W. J. Looyestijn, WM/G drs. J. Marks, WM/G drs. J. Poot, WM/G drs. J. C. M. Sprenkels, WM/G ing. H. P. J. M. van Amersfoort, TA i. M. Freeze, TA R. C. M. van der Heijden, TA ing H. van der Mark, TA J. L. Hoogenboom, V (o) P. Kapel, V (a) A. M. Lankhorst, V (a,o) H. Verra, V (o)
WERKGROEP VS-N drs. R. W. van der Heijden, WM/G drs. A. G. M. Jansen, WM/G drs. H. W. H. M. Jongbloels, WM/G (o} drs. J. A. A. J. Perenboom, WM/G (o) drs. J. H. } . M. Ribol, WM/G (o) drs. M. J. H. van de Steeg, WM/G (a) i. G. H. Hermsen, TA WERKGROEP VS-U I drs. J. A. Groenink, WM/G (o) drs. H. A. van Hoof. WM/G, gedetacheerd bij A molf drs. F. J. A. Kellendonk, WM/G drs. J. A. van Luijk, WM/G drs. \. van der Pol, WM/G dr.,. A. C. van der Steen, WM/G drs. M. P. H. Thurlings. WM/G <<:. K. Vos, WM/G W. T. C. Bekking, TA Ui) T. W. L. Koen. TA i. G. J. van Lingen. TA WERKGROEP VS-U II drs. D. C. van Eek, WM/G drs. J. P. van der Mculen, WM/G (a) drs. W. Westera. W MG (at F. J. M. Wollenberg. TA WERKGROEP VS-th-D drs. J. R. Heringa, WM/G (o) WERKGROEP VS-th-L drs. L. W. J. den Ouden, WM/G drs. J. H. H. Perk, WM/G WERKGROEP VS-th-U dr. B. Nienhuis, WM/G (o) WERKGROEP VS-BSB prof. dr. F. M. Mueller, WM/V-, leider dr. R. A. de Groot, WM/G
FOM
184
Thermonucleair Onderzoek en Plasmafysica FOM-INSTITUUT VOOR PLASMAFYSICA Directeur, tevens hoofd experimentele afdeling: prof. dr. C. M. Braams Adjunct-directeur, tevens hoofd theoretische afdeling: prof. dr. F. Engelmann (Euratom-FOM-verband) Beheerder: drs. J. Hovestreijdt Experimentele afdeling: dr. C. Bobeldijk, WM/V prof. dr. H. de Kluiver, WM/V dr. L. T. M. Ornstein, WM/V dr. W. Schuurman, WM/V ir. H. l. B. M. Broeken, WM/G dr. W. J. Goedheer, WM/G ir. E. J. M. van Heesch, WM/G dr. J. A. Hockzema, WM/G drs. H. W. Kalfsbeek, WM/G dr. ir. L. C. J. M. de Koek, WM/G drs. A. W. Kolfschoten, WM/G (a) dr. J. Lok, WM/G (u) drs. A. F. G. van der Meer, WM/G mevr. drs. A. L. Nijsen-Vis, WM/G dr. D. Oepts, WM/G dr. A. A. M. Oomens, WM/G dr. ir. H. W. Piekaar, WM/G dr. ir. R. W. Polman. WM/G dr. W. R. Rutgers, WM/G dr. W. J. Schrader, WM/G dr. F. C. Schüller, WM/G (11) ir. J. W. A. Zwart, WM/G (u) Wetenschappelijk medewerker in Euratom-FOM-verband: dr. E. P. Barbian dr. B. Brandt dr. G. G. Lister^,-.' Theoretische afdeling: dr. ir. R. W. B. Best, WM/V dr. ir. J. P. Goedbloed, WM/V (u) dr. J. Rem, WM/V dr. J. J. Lodder, WM/G mevr. drs. A. E. P. M. van MaanenAbels, WM/G ir. J. W. Mugge, WM/G dr. ir. T. J. Schep, WM/G (u) Wetenschappelijk assistent: A. Ta! Gastmedewerker: dr. M. A. Bornatici dr. J. Faulkner dr. E. Lazaro (a,o)
dr. J. W. Long (a,o) dr. A. Nocentini (a,o) dr. F. Pegoraro (a,o) dr. R. Pozzoli (a,o) Student: A. J. van den Bogert (a) H. van Dcukeren J. A. W. van Dijk (a) 0 . Griebling (a) P. R. Jonkers T. J. M. Kerkhoven (a) A. W. Kolfschoten (o) 1. B. van der Laan M. J. C. Leermakers J. H. H. M. Potters (o) T. Timmers (o) G. B. de Vries (a) Laboratoriumassistent: ing. C. J. Barth W. van den Boom ing. G. J. Boxman ing. P. J. Busch ing. J. J. Busser ing. J. J. L. Caarls G. van Dijk A. C. Griffioen ing. B. de Groot C. A. J. Hugenholtz W. Kooijman ing. O. G. Kruyt H. A. van der Laan D. J. Maris t ing. W. J. Mastop ing. B. J. H. Meddens A. A. Ravestein P. H. M. Smeets B. de Stigter ing. H. W. van der Ven ing. A. Verheul T. G. A. Winkel (u) Elektrotechnische afdeling Hoofd: ir. A. M. van Ingen, WM/V Documentatie/administratie: H. T. G. Spitholt Bijzondere ontwerpstudies: ing. P. Hellingman ing. P. Manintveld Dienst voor elektronica Elektronicus: ing. A. Agterberg C. A. J. van der Geer, MIERE F. T. M. Koenen J. Pouwelse ing. A. J. Putter H. J. F. van Ramele N. J. M. Woudenberg (o) Reparatie en controle: J. J. Kamp
H. J. W. de Vor Elektrochemie: B. J. J. Grobben Consulent rekenmachine-toepassingen: dr. H. Schrijver, WM/G Senior systeemontwerper: ing. T. C. van der Heiden Systeemprogrammeur: ing, J. A. Verdoes Dienst energietechniek Hoofd: A. B. Sterk Technicus: A. F. van der Grift M. van der Kaaij S. W. T. de Kroon Mechanisch-technische afdeling Hoofd: ir. M. F. van Donselaar, WM/V Assistent: P. de Rijcke t Instrumentmaker»' Hoofd: F. A. Meeuwissen Souschef: W. J. H. Nobbenhuis Instrumentmaker: S. W. Bode B. S. Q. Elzendoorn G. E. Godschalk L. de Jong W. Kersbergen A. H. Kragten J. Nienhuis W. J. P. Nieuwhoff G. A. Wildschut P. M. Wortman Magazijnbediende: C. T. Kuppens ' Constructie-tekenkamer Hoofd: ing. A. van Haasterea (o) D. M. Imhof (a) Constructeur: J. Q. M. van Leuscen H. Oosterom J. Pluygers P. R. Prins Reproduktie Hoofd: P. A. van Kuyk Tekenaar: W. Tukker Fotograaf: W. van Zanten
Personeelsbezetting
Dienst voor vacuiimfysica en technologie Hoofd: ing. W. J. J. Wolfis Technicus: O. R. Blogg E. C. de Bruin P. F. M. Delmee D. L. Wardenaar Glasblazer: H. Warsen Secretariaat Hoofd: mevr. H. Toft-Betke Medewerkster: mevr. E. Foppema (a) mevr. P. C. van Geuns-de Bruijne mevr. J. M. Hamers-Smit mej. E. P'ostma (o) mevr. F. M. Stenfert-Bouman mevr. H. J. C. Thoden van Velzen mevr. L. P. M. van Veenendaalvan Uden mej. G. Verweij Bibliothecaris: D. Spruijt Personeelfunctionaris: H. J. Lammers Technische onderhoudsdien.it Hoofd:
T. W. Westra Monteur: J. C. Goes C. J. Tito J. T. de Waal Algemene dienst'Hoofd: ing. D. A. Bergman Financiële administratie Hoofd: E. M. van Kelegom A djunct-boekhoudster: mej. N. Versluis A dministratief medewerkster: mevr. P. M. Sesink-Zwezerijnen Telefoniste/receptioniste: mevr. L. A. M. Maurer-Ording Centraal magazijn Magazijnmeester: L. Gieling Magazijnbediende: S. Credoe (o) C. Kooijman
185
Terreinen en tuin Hoofd: J. M. Klees Medewerker: W. C. van Wijk Huishouding Hoofd: C. W. Coomans Hoofd kantine: mevr. M. J. C. de Groot-de Wit Medewerkster: mevr. M. A. Koppelaar-Leegwater mej. E. de Waal Bewaking: C. J. Kranendonk Chauffeur/ monteur: C. A. van Kilsdonk Laboratoriumbediende: L. Snijder (o) Volontair: A. P. T. Bruijnzeel (a,o) P. H. M. Corbet (a,o) M. C. van Doorn (a,o) P. H. J. Goorden (a) j . van Gorsel (a,o) J. P. Groen (a,o) H. W. van Haren (a,o) A. H. M. van Hees (o) N. J. W. M. van den Helder (a,o) P. J. Kloet (a) G. G. Kok (a,o) ' M. Kolkman (a) F. R. F. Mangelsdorf (a) C. A. van Miltenburg (o) B. J. Mijnarends (a,o) H. Nijkamp (a) G. den Ouden (o) A. A. J. Rutjens (o) I. R. Sanders (a,o) G. Smilde (a,o) H. J. Stigter (a) C. F. Tanahatoe (a,o) G. Vastenburg (a) J. Weeda (a,o) P. J. van 't Westeinde (a,o) A. P. M. van Zeijl (o) WERKGROEP TN III dr. H. J. Hopman, WMIV dr. ir. E. H. A. Granneman, WMIG drs. P. H. de Haan, WM/G drs. P. C. de Jagher, WMIG (o) drs. G. C. A. M. Janssen, WMIG (a) dr. B. Jurgens, WM/G (a) dr. R. Jayakumar, WM (o) dr. P. Massmann, WM (Euratom-FOMverband) ing. J. ter Beek, TA
ing. T. Bolhuis, TA (a) M. Dasia, TA (a) ing. H. G. Ficke, TA } . Fokkema, TA (a) ing. J. de Graaf, TA ing. R. L. Groenewegen, TA (o) ing. P. J. H. Jansen, TA J. Ladru, TA ing. L. M. C. Muijtjens, TA (o) J. Piepenbroek, TA ing. J. D. E. Platvoet, TA W. Tebra, TA H. J. Timmer, TA H. van der Veen, TA ing. A. J. M. Vijftigschild, TA WERKGROEP TN VI ir. A. H. M. Olbertz, WM/G ir. G. L. Oomen, WMIG WERKGROEP TN VII ir. P. A. E. M. Janssen, WMIG ir. A. J. Mesland, WMIG ir. B. F. M. Pots, WMIG Hoge-energiefysica WERKGROEP H-th-A drs. L. H. Karsten, WMIG drs. R. B. J. Pijlgroms, WMIG dr. J. Smit, WM/G mevr. dr. H. J. Hoffman, WM (a,o) WERKGROEP H-th-G drs. A. C. Heemskerk, WM/G (o) drs. H. A. Slim, WM/G (a) dr. P. W. Johnson, WM (a,o) WERKGROEP H-th-L dr. ir. R. M. F. Houtappel, WMIV dr. P. J. M. Bongaarts, WMIG drs. J. W. van Holten, WMIG (a) drs. R. H. P. Kleiss, WMIG (a) dr. P. van Nieuwenhuizen, WMIG (a,o) WERKGROEP H-th-N drs. A. T. M. Aerls, WM/G drs. P. J. G. Mulders, WM/G drs. A. N. J. J. Schellekens, WM/G WERKGROEP H-th-U drs. M. E. Lemoine, WMIG drs. C. M. E, Otten, WMIG (o) drs. M. J. Zuilhof, WM/G dr. D. J. Darby, WM (o) SECTIE H VAN HET NIKHEF prof. dr. A. N. Diddens, WMIV, directeur
186
WERKGROEP H-NI dr. C. Daum, WM/V dr. F. Udo, WM/V dr. J. Bron, WM/G (a) drs. D. Buikman, WM/G (a) dr. P. Duinker, WM/G dr. K. J. F. Gaemers, WM/G (a) drs. R. T. Jongerius, WM/G drs. M. J. Jonker WM/G (a) drs. W. G. J. Langevcld, WM/G (a) dr. H. P. Paar, WM/G
WM/G
FOM
Operateur: W. P. S. van Braam P. Heymens Visser N. C. G. MacNack A. F. J. Meijer W. L. Oosterhuis F. W. van Rijn (o) F. de Zwart Constructeur-tekenaar: H. W. A. Schuijlenburg Technicus: i. C. M. Stam Hoofdprogrammeur-.iysteemanalist: D. A. Sastradiwiria Assistent(e) meet- en scanwerk: J. I. van den Berg W. Brogt
E. Euwe H. W. Exmann A. E. van Griethuijsen G. van 't Hof mevr. F. C. H. Huyser mevr. S. M. de Jong-van Zanten G. Keysers t mevr. E. G. Koek-Tippmann drs. T. J. van der Linde mej. S. H. Phillips mevr. A. Reus (o) mevr. J. H. Visser-Jansen mevr. H. E. van Vliet-Hempel A. Voorbraak mevr. J. H. Wischoff-Bos WERKGKOEP NIJMEGEN drs. H. J. M. de Bock, WM/G drs. F. J. G. H. Crijns, WM/G dr. H. G. J. M. Tiecke, WM/G (o) dr. J. J. M. Timmermans, WM/G (v) drs. J. S. M. Vergeest, WM/G mevr. H. J. M. Derks-van den Reek, TA (a) mevr. A. J. T. M. van DuurenKloppenburg, TA drs. P. F. Klok, Systeemprogrammeur mevr. G. E. Mulder-de Groot, TA mevr. T. M. Onstein-Rutten, TA (o) mevr. J. E. G. Oosterhof-Meij, TA mevr. C. G. H. van de VeerdonkElbers, TA WERKGROEP GENEVE prof. dr. ir. J. C. Sens, WM/V, leider dr. ir. F. C. Erné, WM/V drs. G. J. Bobbink, WM/G dr. M. A. van Driel, WM/G drs. P. M. Kooijman, WM/G dr. J. Timmer, WM/G (o,a)
Theoretische Natuurkunde WERKGROEP TH I drs. L. C. J. M. Mooren, WM/G (o) Technische Fysica WERKGROEP TF I ir. J. Ridder, WM/G (a) WERKGROEP TF 111 drs. R. G. J. M. van der Lans, WM/G (al
189
IKQ
STICHTING INSTITUUT VOOR KERNPHYSISCH ONDERZOEK
190
Curatorium
prof. dr. J. Blok, voorzitter prof. dr. J. C. Kluyver, secretaris dr. A. A. Boumans, penningmeester prof. dr. G. den Boef dr. E. F. de Haan
Directie instituut
prof. dr. A. H. Wapstra, algemeen wetenschappelijk directeur dr. J. Schutten, technisch en beherend directeur
191
Verslag van het Curatorium De in aanbouw zijnde MEA-versneller was in 1978 de enige versneller van het IKO die deeltjes versnelde. Een viertal malen namelijk werd het bouwen aan MEA gedurende korte perioden onderbroken voor het uitvoeren van bundeltests. In die periode werd een bundel van 85 MeV het lage-encrgiestation binnengevoerd vooi het beproeven van detectieapparatuur en het starten van enkele experimenten. Dit jaar was ook het afscheid van prof. dr. A. H. W. Aten Jr. Op 21 januari werd Atens 70ste verjaardag feestelijk gevierd. Tot de zomer werkte Aten onverflauwd door. Na de zomer werden Atens activiteiten, ondanks zijn verzet, door een ernstige ziekte steeds ernstiger belemmerd. Op 18 januari 1979 overleed Aten. Bij zijn afscheid van de Universiteit van Amsterdam op 9 november werd Aten tot Ridder in de Orde van de Nederlandse Leeuw benoemd. Aten behoorde met Bakker en Heijn tot de grondleggers van het IKO. Aten was ook internationaal een van de pioniers van de radiochemie. In Nederland heeft hij het gebruik van radioactieve isotopen geïntroduceerd en gestimuleerd. De ontwikkeling van de radiochemie op een kernfysisch versnellerinstituut is zijn werk geweest. Hij was niet alleen een uitstekend radiochemicus, maar ook een bezielend interdisciplinair wetenschapsman. Het IKO heeft een van zijn voortrekkers verloren. In deze interimperiode op weg naar MEA waren organisatorische kwesties de belangrijkste onderwerpen van de drie curatorenvergaderingen. In een overeenkomst met de Vrije Universiteit werd de basis gevormd voor het deelnemen van fysici van de VU met eigen instrumentarium aan experimenten met MEA. Het Curatorium zal worden uitgebreid met een curator op voordracht van de VU. De concept-overeenkomst met FOM, UvA, KUN en VU voor de tweede fase van het Nationaal Instituut voor Kernfysica en Hoge-Energiefysica werd besproken en geamendeerd.
De FOM stelde een 'commissie voor evaluatie van de personeelsopbouw IKO' in om te adviseren over de personeelsopbouw zoals deze zou moeten zijn als MEA in bedrijf is. De wijze waarop deze commissie zal werken, werd besproken. De door de FOM verrichte 'evaluatie chemische afdeling' rapporteerde gunstig over het wetenschappelijk programma en de produktiviteit van deze afdeling. Ook volgens het Curatorium is deze afdeling onontbeerlijk voor het IKO. Mede door het interdisciplinaire en maatschappelijk relevante karakter van veel radiochemisch onderzoek is deze afdeling een welkome aanvulling op de zuivere kernfysica. De interne organisatie van deze afdeling zal moeten worden aangepast. Daarom werden door het Curatorium de organisatorische taken van de groepsleider vanaf april voor één jaar bij de beherend directeur gelegd. De eisen van de veiligheids- en arbeidsinspectie maken enige bouwkundige voorzieningen voor de radiochemische laboratoria noodzakelijk. Een eerste fase werd in 1978 uitgevoerd. Ook dit jaar werden twee vergaderingen van de Ondernemingsraad bijgewoond door vertegenwoordigers van het IKO-Curatorium en het FOM-bestuur Anderzijds hadden vertegenwoordigers van de OR rechtstreekse inbreng bij enkele agendapunten van Curatoriumvergaderingen. De financiële ruimte voor het IKO wordt steeds krapper. Voor het grote meningsverschil met O en W over de inflatiecorrectie in de afgelopen jaren werd dankzij medewerking van FOM en ZWO een compromis gevonden. Het niet volledig uitvoeren van deze correctie in komende jaren roept problemen op. Directie en Curatorium besloten in verband hiermee de incidentele loonkostenstijging streng te bewaken.
} . C. Kluyver
0 192
Algemene Inleiding Organisatie In het verslagjaar werd een overeenkomst ondertekend met de Vrije Universiteit over voorbereiding van toekomstig samenwerken in het gebruik van MEA. De looptijd van deze overeenkomst strekt tot het inwerkingtreden van de tweede fase van de overeenkomst tussen FOM, IKO en een aantal universiteiten, waarbij IKO zal opgaan als de sectie Kernfysica van het Nationale Instituut voor Kernfysica en Hoge-energiefysica, NIKHEF, dat in 1975 werd gesticht. In verband hiermee zijn zowel IKO als de VU betrokken in het overleg over de contractueel noodzakelijke nieuwe versie van de NIKHEF-overeenkomst fase II, die op 1 januari 1980 in werking moet treden. Met het oog op deze toekomstige samenwerking vindt op directieniveau geregeld overleg plaats tussen de sectie Hoge-energiefysica van het NIKHEF en het IKO. In verband met het hierbij naar voren komende verlangen naar meer delegatie van bevoegdheden aan het nieuwe Instituut werd overleg gepleegd met andere directies binnen FOM en met het Uitvoerend Bestuur van FOM. De contacten met de Technische Hogeschool te Delft werden eveneens geïntensiveerd, niet in de laatste plaats in verband met de benoeming aldaar van prof. dr. H. Postma, die is geïnteresseerd in de cryogenc aspecten van het toekomstige werk bij MEA. Vermelding verdient dat op 16 mei de Minister van Onderwijs en Wetenschappen, dr. A. Pais, een bezoek bracht aan het IKO en werd rondgeleid langs de in opbouw zijnde versneller en de bijhorende experimentele hallen. Op internationaal gebied werd deelgenomen aan overleg tussen directeuren van laboratoria werkend in het inlcrmediaire-energiegebicd. Het ligt in de bedoeling dat dit overleg jaarlijks zal worden herhaald. Wat betreft de behuizing, werden de kantine en de bibliotheek verplaatst. De verbouwing van de vrijgekomen ruimte kon nog niet worden voltooid. Overleg over het nieuw te bouwen radiochemische laboratorium leidde tot een opzet in twee fasen, waarvan de eerste op grond van veiligheidseisen hoge urgentie heeft. Een zeer belangrijk punt voor de toekomstige ontwikkeling was het overleg, in het verslagjaar afgesloten, over
de inflatiecorrectie op de aan het IKO verleende kredieten voor de bouw van de wetenschappelijke apparatuur rond MEA. Het bereikte resultaat garandeert dat een geheel van opstellingen kan worden gebouwd dat voldoende is voor redelijk gebruik van de versneller; het bracht echter wel mee dat de bouwperiode van deze opstellingen met twee jaar moest worden verlengd. MEA (de 300 MeV-versneller
in aanbouw)
In 1978 is een viertal bedrijfsperioden van enkele weken geweest. De bundel is opgevoerd tot een energie van 85 MeV op de targets in het lage-energiestation. Ondanks enkele bedrijfsstoringen, voornamelijk in de injector, kon worden aangetoond dat de bundellijnen redelijk werkten, al zal uiteraard de bundelkwaliteit nog moeten worden verbeterd. Het ontworpen programma van experimenten met de bundel moest echter beperkt blijven door de prioriteit die aan de voltooiing van MEA wordt gegeven. In het tijdschema van deze bouw is geen verandering gekomen. Dit betekent dat de bouw volgens schema vorderde. Alle versnellersecties staan thans opgesteld, en het vacuümsysteem is zo ver gevorderd dat erop wordt gerekend in het vroege voorjaar van 1979 een eerste bundel naar het eind van de versneller te brengen. Van de 12 versnellerstations zijn 3 geheel gereed; alle 12 zullen begin 1980 zijn voltooid. Bundellijnen en hallen De magneten voor het bundelsysteem naar de hogeenergiehallen werden (grotendeels) geplaatst. In de elektronenverstrooiingshal is het onderstel van de grote spectrometeropstelling klaargekomen. Wat betreft de hal voor experimenten met pionen en muonen is nog overleg gaande over de optimale indeling in verband met verlangens van de Vrije Universiteit. De eerste onderdelen voor het supergeleidend muonenkanaal werden ontvangen. De VU kreeg een budget toegewezen voor de bouw van een pionenkanaal '; pion-muonhal; deze bouw zal in onderling overig w orden uitgevoerd. Een studie werd gemaakt van de mogelijkheid bij het pionentarget een opstelling te bouwen voor parasitaire bestraling van chemische preparaten. Ook werden ontwerpen gemaakt en bestellingen geplaatst voor de opstellingen in de chemische hoge-energiehal. De lage-energie-elektronenverstrooiingshal is gebruiksklaar; zonder de druk door de prioriteit voor de bouw van MEA zou daar een interessant meetprogramma van
193
start kunnen gaan. In de chemische hal in het lageenergiestation werden eveneens verschillende opstellingen voltooid en, in de bundelperioden, beproefd. Wetenschappelijk
programma
Buiten het werk van de chemische afdeling dat boven werd beschreven, werd vooral aandacht besteed aan het afronden van een aantal artikelen waarin reeds vroeger verricht werk werd vastgelegd. Nieuwe experimenten geschiedden voornamelijk met het oog op de behoeften^,van de promovendi in deze afdeling, buiten het 1KCX Zowel in de elektronenverstrooiingsafdeling als in de pion-muonafdeling werd een internationale miniconferentie gehouden. Een verslag verscheen van de eerste conferentie. Leden van de elektronenverstrooiingsafdeling namen deel aan experimenten te Mainz, CEA (Parijs) en MIT (Boston) wat tot enkele interessante publikaties leidde. Ook de pion-muongroep werkte mee aan verschillende experimenten bij SIN in Zurich, CERN in Geneve, CEA in Parijs; ook werd meegewerkt aan een experiment bij LAMPF in Los Alamos. Op de miniconferentie op dit gebied bleek duidelijk dat de medewerkers van deze groep erin zijn geslaagd zich in dit voor hen nieuwe gebied op te werken tot een niveau waar internationaal mee wordt rekeninggehouden. Het jaar 1979 is het laatste van het bestaan van het oude IKO. Dit jaar zal nog veel vergen aan voorbereidingen voor toekomstig werk met de eigen versneller in het nieuwe gebied. Het jaar daarop, wanneer het IKO als partner in het nieuwe NIKHEF zal zijn opgenomen, zal de doorbraak moeten brengen naar een nieuw en, naar het zich laat aanzien, vruchtbare periode in het experimenteel programma van ons Instituut. J. Schutten A. H. Wapstra
194
Verslag IKO-ondernemingsraad De IKO-OR heeft zich in 1978 naast de gebruikelijke zaken met enige activiteiten beziggehouden die duidelijk bepalend zijn geweest voor het gezicht van de OR in 1978.
om een rapport klaar te hebben werd voorjaar 1979 genoemd. De OR Iaat zich in deze kwestie door een onafhankelijk adviseur bijstaan. Rapport evaluatie chemie
Het NIKHEF-contract Het NIKHEF-contract is het gehele jaar door actueel geweest binnen de OR. De structuurcommissie van de OR (SCOR) heeft de concept-contracten bestudeerd en haar opmerkingen kenbaar gemaakt aan de directie en het curatorium. Helaas heeft deze inspanning nog geen merkbaar effect gehad op de definitieve concept-tekst. De OR moest de concepten van de directie ontvangen, en werd door de directie goed, maar wel achteraf, op de hoogte gehouden.
In opdracht van FOM werd een evaluatie uitgevoerd over programma en omvang van de chemische afdeling. Na parafrasering werd het rapport aangeboden aan de OR om het rapport van commentaar te voorzien. Nog voordat de OR kon reageren bleek uit de notulen van het UB dat er in feite al een standpunt is bepaald t.a.v. de chemische afdeling van het IKO. De ondernemingsraad stelt vast dat het rapport gebruikt wordt om een reeds bestaand voornemen uit te kunnen voeren. De commentaren van de ondernemingsraad zijn alsnog aan FOM gestuurd.
1KO-VU contract Ook het IKO-VU-contract heeft enige tijd de aandacht van de OR getrokken. De opmerkingen, die door de ondernemingsraad en anderen naar aanleiding van dit contract gemaakt zijn, zouden zoveel mogelijk in het contract worden verwerkt doch door tijdgebrek zijn zij slechts als bijlage aan het contract toegevoegd. Rapport Personeelsopbouw In opdracht van FOM wordt er door een commissie 'CEPI' (Commissie Evaluatie Personeel IKO) een advies uitgebracht over de meest doelmatige personeelsopbouw van NIKHEF-K. Om deze commissie van basisinformatie te voorzien is er door de directie IKO een rapport personeelsopbouw opgesteld. Bij het totstandkomen van dit rapport is de OR nauw betrokken geweest en heeft duidelijk inspraak kunnen hebben op de inhoud. De ondernemingsraad kan zich dan ook, behoudens enkele kleine punten, verenigen met dit rapport. Met de leden van de commissie CEPI heeft de ondernemingsraad een kennismakingsgesprek gevoerd in oktober 1978. Bij dit gesprek kwam naar voren dat de werkwijze van de commissie nog niet vast lag, evenmin als de preciese manier van rapporteren. Als streefdatum
Veiligheid Op het gebied van de veiligheid is dit jaar veel werk verzet. De veiligheidsdienst heeft afgelopen jaar een aantal veiligheidsvoorschriften opgesteld. Deze veiligheidsvoorschriften (in totaal 12) en het jaarverslag veiligheid werden met de ondernemingsraad besproken en nadat de opmerkingen van de ondernemingsraad verwerkt waren, goedgekeurd. Ook heeft de ondernemingsraad een veiligheidscursus aangevraagd. Deze zal worden gegeven door instructeurs van het veiligheidsinstituut. Door tijdnood is deze cursus echter uitgesteld tot medio maart 1979. Salarisproblematiek De problematiek van het wel of niet toekennen van schaalwijzigingen dook dit jaar twee maal op. In de eerste helft van dit jaar was er nog een aantal bevorderingsvoorstellen van de technische groepen bij FOM in behandeling. De problemen bij de behandeling hiervan heeft ertoe geleid dat de IKO-directie in juni een stuk heeft opgesteld over de 'Procedure voor behandeling van salarisvoorstellen'. De OR geeft hier zijn reactie op. In september blijkt dat het stuk nog niet officieel door FOM erkend is. Er blijkt dat ook de IKO-formatieplannen niet door FOM erkend zijn.
195
In oktober ontvangt de ondernemingsraad brieven van enkele IKO-medewerkers die het niet eens zijn met de behandeling van hun salarisvoorstel. Uit de discussie blijkt dat de directie niet weet aan welke FOM-criteria bevorderingsvoorstellen moeten voldoen. Op grond van eigen criteria heeft IKO-directie een aantal voorstellen afgewezen. Een van de ïedenen van de bestaande onduidelijkheid is, dat men bezig is om een nieuw systeem op te zetten en dat IKO (FOM) nu in een overgangsfase zit. De directie deelt mee dat er gewerkt wordt aan een systeem van functie-omschrijvingen en dat er op het IKO nieuwe formatieplannen gemaakt worden. De ondernemingsraad vraagt zich echter af of deze plannen dan wél goedgekeurd zullen worden.
De nieuwe verkiezingsdatum wordt nu vastgesteld op 28 februari 1979. Bovenstaande zaken hebben een grote rol gespeeld in 1978. Daarbuiten waren er ook andere zaken die onder de aandacht van de ondernemingsraad kwamen. Om enkele te noemen: rapport onregelmatige werktijden, dat door een commissie van de ondernemingsraad opgesteld wordt, een regeling voor verlof voor eigen rekening, de komende samenwerking met de andere instituten binnen het Wetenschappelijk Centrum Watergraafsmeer, het functicclassificatiesystcem. financiën en het reglement van de ondernemingsraad.
Namens de IKO-ondernemingsraad, R. Brettschneider secretaris
Verkiezingen In verband met het in de pas brengen van de verkiezingen en de reglementen besluit de ondernemingsraad om de verkiezingen 3 maanden te vervroegen.
Ondernemingsraad
Reglementscommissie
Structuurcommissie
J. Schutten, voorzitter A. H. Wapstra, p/v. voorzitter M. Dickhoff, voorzitter vooroverleg R. Brettschneider, secretaris G. Box, tot 27-9-78 E. C. v. Dantzig, tot 9-3-78 K. Hogenes, tot 25-5-78 F. R. Stock, tot 27-9-78 B. J. Meijer, tot 12-12-78 R. Nagel, tot 12-12-78 C. M. Huis G. L. Hammer D. de Jong T. G. B. W. Sluijk P. U. ten Kate, m.i.v. 9-3-78 E. W. A. Lingeman, m.i.v. 27-9-78 J. W. C. v. Steeden, m.i.v. 25-5-78
W. C. Hermans L. Lapikas P. W. F. Louwrier F. R. Stock
A. Balkenende A. L. J. Boerkamp L. Lapikas A. G. C. Vogel R. Nagel, tot 12-12-78 M. van Gelderen, m.i.v. 12-12-78
Commissie Personeelszaken K. Bakker C. M. Huis B. J. Meijer H. Bokman C. Lammers, adv. lid L. H. Kuijer, toegevoegd lid J. T. Veenboer, toegevoegd lid
FPR-commissic R. Brettschneider D. de Jong L. Lapikas J. Oberski Financiële commissie
Verkiezingscommissie G. J. Evers L. H. Kuijer D. de Jong
T. B. W. Sluijk D. de Jong P. U. ten Kate M. H. C. M. Dickhoff
196
Financieel verslag EXPLOITATIEREKENING Lasten
1978 voorlopig (volgens vastgestelde begroting)
1977 ƒ 11.600.390
362.339 383.603 285.806
Personeelskosten Algemene kosten: Onderhoud gebouwen, inventaris, terrein Kantoor-, reis-, verblijf-representatiekosten Verwarming, belasting, verzekering, bewaking
12.243.000
440.000 428.000 255.000
1.031.748
1 123 000 Bedrijfskosten: Elektrische energie, gas en water Laboratorium en werkplaatsbenodigdheden Stralingshygiëne en -bescherming, Medische controle Rekenfaciliteiten
652.317 947.105 87.000 269.323
1.955.745 689.377 3.360.684 203.487 507.195 74.139
634.000 993.000 90.000 468.000 2 185 000 806.000 2.940.500 314.000 — —
Bestuurskosten Instrumenten Overige aanschaffingen BTW-compensatie 74-77 Vervanging werktuigmachines
19.611.500
19.422.765
INVESTERINGSREKENING Uitgaven 1978 (voorlopige afrekening)
1977 87.153 1.255.586 1.342.739 * Uitgaven inzake de sectie Kernfysica van het Nationaal Instituut voor Kernen Hoge-energiefysica. zie investeringsrekening FOM op blz. 32.
Nieuwbouw en inrichting Rente en aflossing van leningen voor bouw e.a. radiochemisch laboratorium Wetenschappelijke basisapparatuur; 300 MeV-project •)
f 85.000
700.000
785.000
197
Baten
1978 voorlopig (volgens vastgestelde begroting)
1977 Subsidies: Stichting FOM Philips Eindhoven Ministerie 0 en W voor reizen BTW-compensatie 74-77
18.428.500 201.000 25.499 507.195
19.344.500 210.000 37.000 19.591.500 20.000
10 1/59 1Q4
173.693 5.012 74.139 7.727
Overige inkomsten In 1977 vervallen reserveringen Vervanging werktuigmachines Begrotingsverschil 1975
19.422.765
19.611.500
Ontvangsten 1977 ƒ
ƒ 87.153
1.255.586 1.342.739
Subsidie van de Gemeente Amsterdam voor rente en aflossing voor leningen voor bouw e.a. radiochemisch laboratorium Subsidie en voorschotten FOM voor wetenschappelijke basisapparatuur
/
1978 (voorlopige afrekening) ƒ 85.000 700.000
785.000
198
Toelichting Daar het wachten op de vaststelling van de definitieve cijfers van de jaarrekening tot een ongewenste vertraging in het drukken van het verslag zou leiden, zijn in de exploitatierekening onder het verslagjaar de cijfers vermeld van de vastgestelde begroting. Onder het daaraan voorafgaand jaar zijn dan de cijfers van de jaarrekening vermeld, zoals deze bij de afsluiting van dat boekjaar werden vastgesteld. De cijfers van de exploitatie- en investeringsrekening, die betrekking hebben op 1977 werden ontleend aan het financieel verslag over 1977 dat door Blömer en Co. accountants ie Utrecht werd gecontroleerd en door de Raad van Bestuur van de Stichting FOM werd goedgekeurd. Het financieel verslag ligt op het FOM-bureau ter inzage. Exploitatierekening Onder LASTEN zijn onder meer de personeelskosten opgenomen. Deze omvatten salarissen en toelagen, alsmede het werkgeversaandeel in pensioenpremies en •.ociale lasten. De overige posten spreken voor zichzelf. Buiten de eigenlijke IKO-groepen wordt gastvrijheid verleend aan een groep van de NV Philips', werkzaam op het gebied van ionenimplantatic, o.a. met het doel halfgeleiders te prepareren geschikt voor stralingsdetectic. De materiële en personeelskosten specifiek voor deze groepen bestemd, die geheel voor rekening van de NV Philips' Gloeilampenfabricken komen, zijn niet in
de staat van lasten en baten van de Stichting IKO opgenomen. Onder BATEN vindt men onder andere het subsidie van de Stichting FOM, waaruit de exploitatiekosten worden bestreden. Investeringsrekening Onder dit hoofd vallen de uitgaven, die worden bestreden uit een subsidie van de Stichting FOM: de kosten van nieuwbouw en inrichting van laboratoria, alsmede aankoop van wetenschappelijke basisapparatuur. die niet uit het normale exploitatiebudget kunnen worden bekostigd. De in deze staat vermelde bedragen zijn de uitgaven en inkomsten, die hebben plaatsgevonden in het jaar, dat boven de desbetreffende kolom is vermeld, onverschillig of ze betrekking hebben op aanschaffingen, die ten laste van dat jaar komen of nog ten laste van vorige jaren. De eindafrekening van deze posten vindt niet per begrotingsjaar maar per object plaats. De Gemeente Amsterdam verleent een jaarlijks subsidie voor rente en aflossing van leningen, die werden gesloten voor het financieren van de bouw e.a. van het radiochemisch laboratorium, dat in 1959 gereed kwam. Bovendien draagt de Gemeente bij door het terrein met de voormalige gasfabriek in bruikleen af te staan. Zij neemt daardoor de huurwaarde, die niet in de jaarrekening 1977 van de Stichting IKO is opgenomen, voor haar rekening.
200
Onderwerpen van onderzoek Het volgende is ongeveer de inhoudsopgave van het Annual Report 1978 dat in het Engels verschijnen zal. 1. Eleklronenverstrooiing 1.1. Inleiding 1.2. Elcktronenverstrooiing met MEA 1.2.1. Elastische magnetische verstrooiing aan Ip-schilkcrnen 1.2.2. Elastische verstrooiing bij 180° aan »3.«'lCu 1.3. Experimenten in andere laboratoria 1.3.1. Elastische magnetische verstrooiing bij grote impulsovcrdracht 1.3.2. Elastische clektronenverstrooiing aan «Al 1.3.3. Achterwaartse verstrooiing aan "K
1KO
4.3.2. Opbrengst in splijtprocessen 4.3.3. Calibraties 4.4. Medische en biologische toepassingen 4.5. Nieuwe instrumentatie 4.5.1. De lage-cncrgiehal
4.5.2. De hoge-energichal 5. Technische afdelingen 5.1. Vcrsnellertechniek 5.2. Computersystemen 5.3. Elektronica 5.4. Mechanische technologie 6. MEA 6.1. Constructie en installatie 6.2. Bedrijf Publikaties
e n "•'•In
1.3.4. Proton-uitsloot coïncidentiemetingen aan a He 1.4. Nieuwe instrumentatie 1.4.1. Het 100 McV-station 1.4.2. Het 300 MeV-bundelsystcem 1.4.3. De QDD- en QDQ-spcctrometers 1.4.4. Detectiesystemen voor de spectro meters 1.4.5. Overig instrumentarium voor het 300 MeV-station 2. Pion- en muon-fysica 2.1. Inleiding 2.2. Pion-muonhal
2.2.1. Introductie 2.2.2. Pionenproduklietarget 2.2.3. Het supergeleidend muonkanaal 2.2.4. Bundcloptiekstudies 2.3. Experimenten in andere laboratoria 2.3.1. Exotische atomen 2.3.2. Vangst van muonen in kernen 2.3.3. Splijting door vangst van muonen 3. Theorie 3.1. Inleiding 3.2.Sterk inclastische elcktronenverstrooiing aan MCa in het transversale gebied 3.3. Quadrupooleffccten in pionischc atomen door sterke wisselwerking 3.4. Coherente produktic van neutrale pioncn in het isobaar-doorway model 4. Chemie 4.1. Inleiding 4.2. Radiochcmie 4.2.1. Produktie van radionucliden 4.2.2. Aktiveringsanatyse 4.2.3. De chemie van astatium 4.2.4. Hot atom chemie 4.2.5. Stralingschemie: pulsradiolyse 4.3. Kernchemie 4.3.1. Opbrengst in fotonucleaire reacties
L. K. Peker, F. W. N. de Boer. P. Koldewijn, R. Beetz, J. Konijn: Evidence for crossing of negative parity hands in even-even nuclei arounds A A_ 150. Verh. Dtsch. Phys. Ges. (1977) (no. 6) 893. (Frühjahrstagung Konstanz der Faehgruppen Kernphysik der DPG, NNV und SPG vom 21.-25. Ma'rz 1977 in Konstanz.) J. Konijn. F. W. N. de Boer. R. Beetz, L. K. Peker: Aligned rotation of ociupole-vibrational states in deformed nuclei. Verh. Dtsch. Phys. Ges. (1977) (no. 6) 894. (Friihjahrstagung Konstanz der Fachgruppen Kernphysik der DPG, NNV und SPG vom 21.-25. Marz 1977 in Konstanz.) L. K. Peker, F. W. N. de Boer, R. Beetz, J. L. Maarleveld, J. Konijn: An anomalous behaviour of the y-vihrational hand in '5i:Dy. Verh. Dtsch. Phys. Ges. (1977) (no. 6) 934. (Friihjahrstagung Konstanz der Fachgruppen Kernphysik der DPG, NNV und SPG vom 21.-25. Marz 1977 in Konstanz.) J. K. Panman, R. Beetz. F. W. N. de Boer, J. Konijn. I. Bergström, K. Fransson, G. Tibell, K. Zioutas. L. Tauscher, G. Baekenstoss, H. Koch, P. Blüm, L. Simons: Determination of the effective quadrupole moment in ""Tti with pionic X-rays. Verh. Dtsch. Phys. Ges. (1977)(no. 6) 941. (Frühjahrstagung Konstanz der Fachgruppen Kernphysik der DPG, NNV und SPG vom 21.-25. Marz 1977 in Konstanz.) A. C. Rester, R. Gosselar, C. GUnther, H. Hübel, J. Lange, L. Posthumus, J. Konijn, B. van Nooijen: Energy levels in MZr populated by H4Sr (a, 2ny). Proc. Internat. Conf. on Nuclear
Structure, Tokyo, Sept. 5-19. I (1977) 305. L. K. Peker, F. W. N. de Boer, P. Koldewijn, J. Konijn: Crossing of negative parity bands in even-even nuclei around A --a 150. Proc. Internal. Conf. on Nuclear Structure. Tokyo. Sept. 5-19, I (1977) 391. J. Konijn, F. W. N. de Boer, L. K. Peker, H. Verheul: Evidence of an awn-spin negative parity band in K'"Gd, Proc. Internal. Conf. on Nuclear Structure, Tokyo. Sept. 5-19, I (1977) 395. I.. K. Peker, F. W. N. de Boer, J. Konijn, P. Koldewijn: On the nature of the \uperhand in ""Dy. Proc. Internat. Conf. on Nuclear Structure, Tokyo. Sept. 5-19, I (1977) 397. H. Euteneuer. H. Rothhaas. O. Schwentker, J. R. Moreira, C. W. de Jager. L. Lapikas, H. de Vries, J. Flan?. K. ltoh, G. A. Peterson, D. V. Webb, W. C. Barber, S. Kowalski: Elastic electron scattering from the multipole moment distributions of i5Mg. Phys. Rev. 16C (1977) 1703. I. Sick, J. B. Bellicard, J. M. Cavedon. B. Frois, M. Huet, P. Leconte, A. Nakada, Phan Xuan Hö, A. Platchov. P. K. A. de Witt Huberts, L. Lapikas: Radial distribution of valence neutrons from elastic electron scattering. Phys Rev. Lett. 38 (1977) 1259. J. Konijn, F. W. N. de Boer, P. Koldewijn, R. Beetz, L. K. Peker: Aligned rotation of octupole-vibrational states in deformed nuclei. Z. Phys. A284 (1978) 233. F. W. N. de Boer, L. K. Peker, P. Koldewijn, J. Konijn: Crossing of negative parity bands in even-even nuclei around A ="/50. Z. Phys. A284 (1978) 267. K. Bos: Determination of atomic masses from experimental data. Proefschrift, Amsterdam, 15 februari. C. J. Leurs: Chemical aspects of the radioactive decay mS/i—»yCl. Proefschrift, Amsterdam, 22 februari. J. A. Bijl, F. M. Kaspersen, L. Lindner: Synthesis of 's3I-4-(3-dimethylaminopropyltimino)-7-iodoquinoline. J. Label. Compounds & Radiopharm. 14 (1978) 43. A. H. W. Aten Jr., J. C. Kapteyn: The chemical state of radio-nitrogen atoms produced in water. Radiochem. Radioanal. Lett. 32 (1978) 83. L. K. Peker, F. W. N. de Boer, J. Konijn: On the nature of the superband in '5liDy. Z. Phys. A283 (1978) 67.
^_
Zakelijk/organisatorisch
201
verslag
A. A. C. Klaasse, V. Paar: The paradoxial octupolc-miiltiplel pattern in "Ctt. Nucl. Phys. A297 (1978) 45. R. P. Singhal, M. W. S. Macauley, P. K. A. de Witt Huberts: Folding of proton size in nuclear structure calculations. Nucl. Instr. & Meth. 148 (1978) 113. R. Bcetz, F. W. N. de Boer, J. K. Panman, J. Konijn, P. Pavlopoulos, G. Tibell, K. Zioutns. I. Bcrgström, K. Fransson, L. Tauscher, P. Bliim, R. Guigas, H. Koch, H. Poth, L. M. Simons: High spin states atid neutron multiplicities after pion capture in ""Ta and -«»B/. Z. Phys. A286 (1978) 215. P. W. F. Louwricr, R. Buitenhuis, E. Bracke. K. Oostveen, A. H. Kruijar, J. Wisse, L. Lindner: A computerized pulse-radiolysis system. Nucl. Instr. & Meth. 151 (1978) 381. R. Beetz, F. W. N. de Boer, K. Fransson, J. K. Panman, L. Tauscher, G. Tibell: Determination of the effective quadrupole moment in 1H1Ta with pionic x-rays. Nucl. Phys. A300 (1978) 369. Dz. Ganzorig, P. G. Hansen, T. Johansson, B. Jonson, J. Konijn, T. Krogulski, V. D. Kuznctsov, S. M. Polikanov, G. Tibell. L. Westgaard: Fission of muonic ="-TA and 33»U. Phys. Lett. 77» (1978)257. L. Lindner: On January 22nd, 1978 Prof. Dr. A. ƒƒ. W. Aten, Jr. celebrated his 70th birthday. Radiochim, Ada 24 (1977) i. C. J. Leurs, J. Bocrsma, L. Lindner: Chemical state of 3ltCI from beta decay of 31<S in sulphates. Radiochim. Ada 24 (1977) 155. G. A. Brinkamn, J. Th. Veenboer, J. Visser, L. Lindner: Hot atom chemistry of "F in liquid fluorobenzenes. Radiochim. Acta 24 (1977) 161. K. D. van der Linde, S. Spoelstravan Balen, F. M. Kaspersen, P. W. F. Louwricr, L. Lindner: Perfluoropropenc as scavenger in "F-recoil systems. Radiochim. Acta 24 (1977) 167. P. W. F. Louwrier, A. T. L M. HendriksBcrgen, G. Hakkaart-van der Steeg, M. J. van der Haagen, C. M. N. Bakker: Radiolytic hydrogen formation in transition metal sulphate crystals containing water of crystallization. Radiochim. Acta 24 (1977) 183. R. Buitenhuis, C. M. N. Bakker, F. R. Stock, P. W. F. Louwrier: Rate constants for the reaction of e-ai, -with EDTA and some metal EDTA-
complexes. Radiochim. Acta 24 (1978) 189. P. Polak: Ion exchange separations of nitrosyl complexes of Ruthenium in hydrochloric acid. Radiochim. Acta 24 (1977) 193. Dz. Ganzorig, P. G. Hansen, T. Johansson, B. Jonson, J. Konijn, T. Krogulski, V. D. Kuznctsov, S. M. Polikanov, G. Tibell, L. Westgaard: The union capture rate in s"Th and lmV studied in the fission mode. Phys. Lett. 78B (1978) 41. T. W. Donnely, J. W. van Orden. T. de Forest Jr., W. C. Hermans: Meson exchange currents in deep inelastic electron scattering from nuclei. Phys. Lett. 76B (1978) 393. E. Roth, N. E. Holden. I. L. Barnes. P. J. De Bievre, W. H. Johnson, R. L. Martin, H. G. Thode, A. H. Wapstra, N. N. Greenwood, R. Hagemann, H. S. Peiser, N. Saito, L. Malatcsta, A. A. Vlcek, D. Desmartcau. Commission on Atomic Weights (II.1) Meeting: 13-16 August 1977. /. New definitions of atomic weights. 2. Review of atomic weights. 3. Reviewed the results of its action for labelling of materials for isotopic composition. 4. Report of subcommittee on assessment of isotopic composition. 5. Decided to undertake a continuing review of data on atomic weights and isotopic compositions of non-terrestrial materials. Comptes Rendus 29th IUPAC General Assembly IUPAC Information Bull. (1978) 95. C. N. M. Bakker, F. M. Kaspersen: Labelling with l:"i of chloroquineanulogucs for the detection of ocular melanoma, J. Label. Compounds & Radiopharm. 15 (1978) 681. A. H. W. Aten Jr.: A simple approximation for build-up factors. Int. J. Appl. Radiat. Isotop. 29 (1978) 637. F. M. Kaspersen, J. Th. Veenboer: Radiochemical purity of cyclotron produced •'"$. Int. J. Appl. Radiat. Isotop. 29 (1978) 693. G. A. Brinkman, I. Hass-Lisewska, J. Th. Veenboer, L. Lindner: Preparation of "COCIj. Int. J. Appl. Radiat. Isotop. 29 (1978) 701. E. G. Auld, H. Averdung, J. M. Bailey. G. A. Beer, B. Dreher, H. Drumm, K. Erdman, U. Gastaldi, E. Klempl, K. Merle, K. Neubecker, C. Sabey. H. Schwenk, V. H. Waltber, R. D. Wendling, B. L. White, W. R. Wodrich:
First observation of x-rays from amiprotonic hydrogen. Phys. Lett. 77B (1978) 454. U. Gastaldi, R. D. Wendling, E. G. Auld, H. Everdung, J. Bailey, G. A. Beer, B. Drcher, K. L. Erdman, E. Klempt, K. Merle, K. Neubecker, C. Sabcv, H. Schwenk, B. L. White, R. Wodrich: A cylindrical multiwire high-pressure gas proportional chamber surrounding a gaseous II > target with a Milar separation foil 6 inn thick. Nucl. Instr. & Meth. 156(1978) 257. P. D. Zimmerman, J. M. Finn. C. F. Williamson, T. de Forest, W. C. Hcruians: Deep-inelastic electron scattering from 4"Ca in the transverse region. Phys. Letters 80B (1978) 45.
Interne rapporten T. de Forest Jr.: Comtemparary and perspective problems in nuclear structure investigations by electron scattering. Invited talk IV Seminar on "Electromagnetic Interactions of Nuclei at Low and Medium Energies', Moscow. USSR, 13-15 december 1977. (78/1) R. S. Hicks: An investigation into possibilities and utility of an IKO gammaray facility. Part J: Suggestions for experiments. (78/2) C. de Vries: The IKO experimental program. Paper presented at the Frascati Workshop on 'Few body systems and Electromagnetic interactions', March 1978. (78/3) P. F. Yergin: A survey of methods for discriminating between pions and electrons in magnetic spectrometer systems, for use in photopion experiments at IKO and/or Bates (MIT).
(78/4). Bijdragen aan conferenties F. M. Kaspersen, G. A. Brinkman: Reactie van hete atomen in organische systemen. Bijeenkomsi KNCV-sectie organische chemie. Leiden, 17 februari. C. de Vries: The IKO experimental program. Workshop on Few body systems and clectronmagnetic interactions, Frascati. maart. A. H. Wapstra: IKO and its facilities. Meeting of directors of medium energy facilities. Los Alamos. USA, 29 maart.
202
NNV-vcrgadcring, Utrecht, 30-31 maart 1978. J. Konijn, F. W. N. de Boer, L. K. Peker, H. Verheul: The level structure of >">Gd. J. Konijn e.a.: High spin states and neutron multiplicities after pion capture in ""Ta and '-"Bi. Fission of muonic «-T/i and *mU.
T. de Forest, W. C. Hermans, T. W. Donncly, J. W. van Orden: Bijdragen van mesonen-exchangestromen tot inelastische neutronenverstrooiing. L. Lapikas, H. de Vries: Isospin dependence of transverse quadrupole transitions in "C. Conference on Nuclear Physics, Edinburg, Groot-Brittannië, 5-7 april. L. Lapikas, P. K. A. de Witt Huberts, H. de Vries, J. B. Bcllicard, J. M. Cavedon, B. Frois, M. Huet, Ph. Lecomte, A. Namada, Phan Xuan Hu, S. K. Platchkov, T. Sion: Radical distributions of valence nucleons from electron scattering. Conference on Nuclear Physics, Edinburg, GrootBrittannië, 5-7 april. A. van Langevclde, E. K. J. Pauwels, C. T. Koch, C. N. M. Bakker, F. M. Kaspcrsen, S. Packer, R. B. Iwema: Localization of "'l-labelcd quinoline analogs in goldhamsters with Green melanoma. First symposium on radiopharmacology, Innsbruck, Oostenrijk, 21-24 mei. C. de Vries: Status and future of the IKO electron scattering facility. Symposium on nuclear physics with electron accelerators. Main/, W.-Duitsland. 24-27 mei. E. G. Auld, J. M. Bailey. G. A. Beer. B. Drchcr. H. Drumm, K. Erdmann, V. Uastaldi. H. Kalinowski. F. Klcmpt, K. Merle, K. Neubecker. C. Sabev. B. D. Wcndling, B. I.. White. W. R. Wodrich: pp and pd interactions at threshold in gaseous H< and />_• targets. 4th European antiproton symposium. Barr, Frankrijk, 26-30 juni. D. de Jong, H. Kooiman. L. Lindner. F. M. Kaspcrsen, G. A. Brinkman: Production of carrier]ree 7"."Br. 2nd Int. Symposium on radiopharmaceutical chemistry, Oxford, Engeland. 3-7 juli. J. H. Koch, E. Moniz: Coherent .t° photoproduction in the isobar-hole formation. Int. Conf. on photopion nuclear physics, Renselacr, USA, 4-29 augustus.
IKO
Proceedings VIII International Conference on few body systems and nuclear forces, Graz, augustus 1978, ed. H. Zing e.?.., Springer Verlag. G. J. F. Blommcstijn, Y. Haitsma, R. Mooy, R. van Dantzig, I. Slaus: A four-dimensional approach to almost 4.T H(d,2p)n data. p. 199. G. J. F. Blommcslijn, R. Mooy, R. van Dantzig, I. Slaus: The D(p,2pin reaction at 50 MeV. p. 201. B, Balestri, J. Y. Berlin, B. Coupat, A. Gerard, L. Gucchi, G. Fournicr, E. W. A. Lingeman, J. Miller, J. Morgenstern, J. Picard, B. Saghai, K. K. Seth, C. Tzara, P. Vernin: Elastic scattering differential cross sections of .1* on deuterons at 47 MeV. p. 227. Proceedings Conference Modern Trends in Elastic Electron Scattering, Amsterdam, 31 augustus-1 september 1978. L. Lapikas: Results of 180° electron scattering experiments, p. 49. P. K. A. de Witt Huberts: Radii of valence nucleon orbits from high magnetic multipole (e,e') measurements. p. 21. J. Oosterhuis, R. Boertwema, F. M. Kaspersen, A. van Langevclde, E. K. J. Pauwels: Investigation on compounds with photon-emitting nuclides for detection of eye melanoma. Conference association for eye research, Amsterdam, september. E. K. J. Pauwels, A. van Langevelde, F. M. Kaspersen, R. Boertwema, J. A. Oosterhuis, S. Packer: Tumor accumulation of "'i-labcled quinoline analogs in goldhamsters with Greene melanoma. 16 Int. Jahrcstagung Gesellschaft für Nuklearmedicine, Madrid, Spanje. 24-27 oktober. J. Konijn: Nuclear excitation induced by the beta decay of bound muons. A new pionic 4f-id transition in Ta, Re and Bi, and the strong interaction level shifts and widths of the pionic 4j and 3d states. Vergadering NNV-sectie Kernfysica, Delft. 27 oktober.
Wetenschappelijke voordrachten J. Bailey: Prolon-antiproton atoms. Zeeman-laboratorium, Amsterdam, 27 januari. J. Konijn: Kernfysica met pionen en muonen. Vnn der Graaff-laboratorium,
Utrecht, 10 februari. J. H. Koch: Pion-nucleus scattering in the Isobar-hole model. KVI, Groningen. 7 februari. A. H. Wapstra: Precision determination of atomic masses. Univcrsité de Louvain-la-Neuve, België, 23 februari. C. de Vries: Toekomstig onderzoek met de 500 MeV lineaire versneller van het IKO. Natuurkundig laboratorium, Amsterdam, 2 maart. J. Bailey: Exotic atoms. Vrije Universiteit, Amsterdam, 13 maart. J. Bailey: Past and future mesic alom experiments. TH-Delft, 14 maart. J. Konijn: Enkele kernfysische experimenten met .?- en u-mesonen. TH-Delft. 25 april. J. Konijn: New pionic 4f-3d transitions in Ta, Re anti Bi; u induced fission. RU-Groningen, 23 mei. P. F. A. Goudsmit: Search for anomalous muon-nucleus interactions, precision measurement uf 2p-ls transitions in muonic 'Li, "C and "C. SIN. Villigen, Zwitserland, 21 juni. J. Baily: Particle and nuclear physics at intermediate energies. CERN, Geneve. 16 augustus. J. Bailey: The Amsterdam 500 MeV electron lineac and its experimental .-r-n facility. Univcrsitiit Bielefeld, W.Duitsland, 11 september. P. K. A. de Witt Huberts: Surface magnetization distribution of nuclei from elastic electron scattering. Johan Gutenberg Universitat, Mainz, W -Duitsland, 8 december.
203
Personeelsbezetting
A Igemeen wetenschappelijk directeur: prof. dr. A. H. Wapstra Technisch en beherend directeur: dr. J. Schutten Adviseur van de directie: prof. dr. A. H. W. Aten t
Wetenschappelijk medewerker: dr. G. Box dr. S. W. Brain ir. J. H. h Distelbrink dr. W. A. Gillespie (o) dr. A. Hurkmans dr. C. W. de Jager drs. E. Jans drs. W. Kegel (o) dr. L. Lapikas dr. R. Maas dr. H. de Vries dr. P. K. A. de Witt Huberts Wetenschappelijk assistent: P. H. M. Keizer A. M. Selig H. W. de Waard (o)
Radiochemische afdeling
PI-MU groep
Wetenschappelijk directeur: dr. L. Lindner Wetenschappelijk medewerker: dr. G. A. Brinkman drs. D. de Jong dr. F. M. Kaspersen {o) drs. J. Korsse dr. P. W. F. Louwrier dr. P. Polak drs. M. T. A. Teeling, gedetacheerd door Universiteit van Amsterdam drs. G. W. M. Visser Analist en technisch assistent: C. N. M. Bakker J. Boersma (o) E. L. Diemer J. J. van Gelder mej. J. C. Kapteyn mej. H. Kooiman (o) B. Peelen L. A. Pronk (a) ing. J. D. de Ruiter A. Schimmel F. R. Stock J. T. Veenboer J. Visser J. Wisse Glasinstrumentmaker: W. van der Veen
Hoofd: dr. J. M. Bailey Wetenschappelijk medewerker: dr. H. Arnold drs. G. J. F. Blommestijn dr. R. van Dantzig dr. P. F. A. Goudsmit dr. P. Koldewijn dr. ir. J. Konijn dr. J. Kozyczkowski (o) dr. E. W. A. Lingeman dr. J. W. Maas (o) dr. B .J. Meijer (o) drs. R. B. M. Mooy (o) Wetenschappelijk assistent: J. H. van Dijk J. K. Panman (o)
(a) geeft aan dat de persoon in het verslagjaar werd aangesteld of voor langere tijd aanwezig was, al dan niet bezoldigd; (o) geeft aan dat de persoon in het verslagjaar het instituut heeft verlaten.
1. INSTITUUT
Elelitronenverstrooiingsafdeling Wetenschappelijk directeur: prof. dr. C. de Vries
ir. J. G. Noomen Hoofd elektronische en bedrijfsgroep: ing. J. B. Spelt Hoofd mechanische groep: ing. A. G. C. Vogel Hoofd bedrijf MEA: L. H. Kuijcr Technicus: K. Bakker H. Bar H. J. Bartels I. H. Boelsma H. Boer Rookhuizen ing. H. Bokman W. E. J. Buitenhuis ing. N. R. Geuzebroek P. J. M. de Groen E. Heine B. Heutenik N. Hoetmer H. Huitema L. W. A. Jansen G. J. Koenderink ing. J. J. van Koeverden Brouwer ir. F. B. Kroes J. J. Kuijt ing. A. Maaskant C. Moerman R. Nagel C. W. J. Noteboom ing. C. Schiebaan H. Schwebke ing. T. G. B. W. Sluijk W. A Sleman A. C. Sioffelen A. M. A. van der Voort H. C. Vriese P. Wieten M. H. W. Wilbrecht (o)
Theoretische afdeling Elektroniscii-Digitale afdeling Wetenschappelijk medewerker: dr. T. de Forest drs. W .C. Hermans dr. J. H. Koen
Groep Versneller Techniek
Hoofd: ir. P. J. T. Bruinsma Projectleider EM1N/AFBU: ir. G. Luyckx Ingenieur: ir. R. Hoekstra
Hoofd: ir. E. Kwakkel Elektronicus: A. L. J. Boer kamp E. A. van den Born N. Dijkstra J. T. van Es G. J. Evers C. J. Harmsen J. J. Hogenbirk ing. P. U. ten Kate E. Kok A. H. Kruijer
204
ing. K. Oostveen J. S. Pcbesma H. Z. Peek ing. J. P. Pol C. Reek A. T. K. van Reen E. Ros J. Stolte J. H. van Trigt dr. J. L. Visschers ing. A. N. M. Zwart Mechanicus: W. j . Schendeier Magazijnbeheerder: l. de Boer Medewerker magazijn: C. Fcijen, gedetacheerd door Gemeente A msterdam Software afdeling
IKO
G. Koopman P. H. Thobe J. van Veen Fijnbankwerker: M. Bron P. Faber G. H. Kochof J. S. Langedijk D. Spruit Leerling: H. E. Droge E. Prins (o) R. B. Wegman Vacuümafdeling Hoofd: ing. A. P. Kaan Vacuiimtechnicus: H. G. Bruijne J. A. Heemskerk Y. Lefevere W. F. H. P. Verlegh
Hoofd: drs. L. J. Oostrijk Programmeur: dr. J. E. P. de Bie E. C. van Dantzig drs. M. van Gelderen C. M. Huis ir. W. de Vries ing. W. M. Witsel (o) R. F. van Wijk ing. W. R. Wijninga
Hoofd: dr. J. C. Post Technisch assistent: C. L. J. A. Audenaerde ing. J. A. M. Peperkamp
Mechanische afdeling
Technische en huishoudelijke dienst
Hoofd tekenkamer: ing. J. H. M. Bijleveld Hoofd instrumentmakerij: i. Touw Werkuitbesteding: i. van der Veen Tekenaar-constructeur, tekenaar: R. P. I. Arink A. Boucher ing. M. H. C. M. Dickhoff T. Gelderblom P. I.assing ing. L. Veerman Administratie: mevr. J. G. Boomgaard-Hilferink Galvano-tcchnicus: H. Beumer P. Daalmeijer Instrumemmaker-fijnmechanicus: G. J. Bosman R. Brettschneider M. Doets G. C. Gerritsen
Hoofd: K. E. Ovezall Medewerker: R. 1. H. Breukers K. Hogenes H. P. Masseling F. Ploeg (a) A. Prins T. Rinia (o) C. Ypma N. H. van Zutvent Kantinebeheerder: J. Kolkman Medewerkster: mevr. M. Steehouder-van Nigtevegt mevr. E. H. Vermeer-Specht (o) Medewerkster huishouding: mevr. E. Heiner-Tasma mevr. I. F. Holwijn-Felter (o) mevr. S. E. H. Moi-Thuk-ShurgSparendam mevr. A. Vitali-Pees mevr. V. Zeko-Simic
Veiligheidsdienst
Bewaker: C. T. Ardonne W. K. Curvers (o) W. van Geene J. L. Jansen W. Jelles G. Snelling Berg Algemene dienst Hoofd, tevens bedrijfsingenieur: A. Balkenende Secretaresse: mevr. J. van Bueren-Kooij mej. A. M. Burger (a,o) mevr. M. A. Hettema mej. P. Koolmeijer mevr. M. Oskam-Tamboezer Bibliothecaresse: mej. N. Kuijl Boekhouder: G. W. Briaire A ss. boekhouder: mej. J. J. E. Tierie Hoofd algemeen magazijn en transport: G. L. Hammer Algemeen magazijn en transport: A. Bieshaar (o) A. Langenhorst J. van Lunteren E. Quasten H. A. M. van der Roest (o) W. de Vries Telefoniste-typiste: mevr. W. J. Botter-Scheen mevr. G. A. Harmsen-van den Heuvel Offsetdrukker: H. J. Hultzer Stafmedewerkers Personeelfunctionaris: C. Lammers Beleid en organisatie: dr. J. E. J. Oberski Aarts voor stralingshygiëne: drs. J. W. C. van Steeden Gastmedewerker: prof. dr. J. T. O'Brien (o) dr. A. Olin (o) dr. R. M. Woloshyn (a,o) prof. dr. P. Yergin (a,o) Volontairs F. C. Bakker (a,o) i. J. Baivert (a)
205
Personeelsbezetting
A. J. Broek W. Deijs (o) P. F. M. Dielemans (o) B. J. Dolfin (a) R. C. P. Drost (a,o) A. Dijkstra (a) H. Eerdhuyzen (o) H. G. W. Eggenkamp (a,o) J. A. P. van den Ende (a,o) G. A. Fries (a,o) F. G. Hceman (a,o) R. J. H. Jans (o) J. W. Lankamp (a,o) I. C. J. E. Majoor (a,o) M. T. Meyer (a) F. M. M. van Ophem (a; t A. Pietersen (a,o) G. Roebert (o) E. T. Schouten (a,o) P. M. Souren (a,o) R. Stammes (o) G. A. Weller (a,o>
2. N.V. PHILIPS' GLOEILAMPENFABRIEKEN Wetenschappelijk en technisch personeel Wetenschappelijk medewerker: dr. G. E. J. Eggermont dr. ir. W. K. Hofker drs. W. J. M. J. Josquin dr. ir. J. Politiek dr. Y. Tamminga Hoofdassistent: P. Bakker D. P. Oosthoek J. H. A. Schipper Assistent: F. R. M. Hendrikse J. G. Hoenderdos R. A. Jongkoen N. J. Koeman H. Peters J. H. Rector R. Stroo
Studenten Werkplaats A. A. M. Kuyk (a) S. C. M. N. de Ronde (a) J. M. van der Velden (a) J. M. Verheijen (a) F. Witzenhausen
Hoofd, tevens hoofd mechanische afdeling IKO: H. J. M. Akkerman Instrumentmaker: J. J. Arendse H. F. R. van Doornik P. Schreuder Constructeur: F. J. Ferguson Secretaresse: mevr. G. N. Otto-Hetebrij Volontair: B. F. A. Lammerse
206
Adressen van laboratoria en instituten waar FOM-grocpen zyn gehuisvest (situatie per 1-1-1979)
Natuurkundig Laboratorium der Vrije Universiteit De Boelelaan 1081 1081 HV AMSTERDAM
AMSTERDAM
020-5489111 K i l , A VIII, VS-A II
FOM-Instititul voor A loom- en Molecuulfysica Kruislaan 407
DELFT
Postbus 4188? 1009 DB AMSTERDAM 020-946711 TNI1I
Interuniversitair Reactor Instituut Mekelweg 15 2629JB DELFT 015-784852 VS-DI
Natuurkundig Laboratorium van de Universiteit van Amsterdam Valckenierstraat 67 1018 XE AMSTERDAM 020-5229111 Mt V, VS-A I
Laboratorium voor Technische Natuurkunde Lorentzweg 1
Laboratorium voor Fysische Chemie Nieuwe Achtergracht 127
EINDHOVEN Cyclotrongebouw Den Dolech 2 Technische Hogeschool
Zeeman-laboratorium der Universiteit van Amsterdam Plantage Muidcrgracht 4
Afdeling der Technische Natuurkunde Technische Hogeschool Den Dolech 2
1081 TV AMSTERDAM
Postbus 513 5600 MB EINDHOVEN 040-479111 M XII, VS-E, TN VII, Th I
Postbus 513 5600 MB EINDHOVEN
ENSCHEDE
Postbus 4395 020-930951
Laboratorium voor Algemene Natuurkunde Westersingel 34 050-115144 K III-A, K/VS X-G Technisch-fysische laboratoria Universiteitscomplex Paddepoel Nijenburgh 18 9747 AA GRONINGEN 050-115917 A III, Mt VI Kernfysisch Versneller Instituut der Rijksuniversiteit Universiteitscomplex Paddepoel Zernikelaan 25 9747 A A GRONINGEN
040-479111 KVIII. KXII.AV
1009 AJ AMSTERDAM
GRONINGEN
2600 GA DELFT
Van der Waals-laboratorium Valckcnierslraat 67 1018 XE AMSTERDAM M I-A. M H-A, M 111-VdW, M VIII, MXI-A, VS-A III
Instituut voor Kernphysisch Onderzoek Oosterringdijk 18
1211GENEVE 23
Zwitserland 09-4122836111 NIKHEF-H Genève
2628 AL DELFT
015-782195 Mil, MUI, MtlII
015-785355 K XI, M XI-D, VS-DII, VS-DN/D TF I, TF II, TF III
020-946711 NIKHEF-H Amsterdam
Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire CERN
9718 C M GRONINGEN
Laboratorium voor Metaalkunde Rotterdamseweg 137
Instituut voor Theoretische Fysica Universiteit van Amsterdam Valckenierstraat 65 1018 XE AMSTERDAM 020-5229111 M V I A I, M V I A II, H-th-A
Postbus 20240 1000 HE AMSTKRDAM M lll-FCh
GENEVE
Afdeling der Technische Natuurkunde Technische Hogeschool Twente Drienerbeeklaan 5 Postbus 217 7500 AE ENSCHEDE 053-899111 Mt VIII, TN VI
050-115700 K UI-B Instituut voor Theoretische Natuurkunde Universiteitscomplex Paddepoel Hoogbouw WSN Nettel bosje 2 Postbus 800 9700 A A GRONINGEN
050-116903 K VI-G, M Vl-G, H-th-G Laboratorium voor Vaste Stof Fysica Melkweg 1 9718 E P GRONINGEN
050-115439 VS-G LEIDEN Gorlaeus Laboratoria der RU Wassenaarseweg 76 Postbus 9502 2300 RA LEIDEN
071-148333 MV-L
207
Huygens Laboratorium Wassenaarseweg 78
UTRECHT
Bijschriften illustraties buiten de tekst
2333 AL LEIDEN
Van 't Hoff-laboratorium voor Fysische en Colloidchemie Transitorium 3 Padualaan 8
Foto's: Wim van Zanten, tenzij anders vermeld.
071-148333 MI-L, MII-L/HL, VS-LII Kamerlingh Onnes Laboratorium Nieuwsteeg 18 Postbus 9506 2300 RA LEIDEN
070-141341 K/VSX-L, MtlV, MII-L/KOL, VS-LI.VS-LIII
3584 CH UTRECHT
030-532877 M V-U Fysisch Laboratorium Universiteitscentrum De Uithof Princetonplein 5 Postbus 80000
Instituut-Lorentz Nieuwsteeg 18 2311 SB LEIDEN 071-131725 M VI-L, VS-th-L, H-th-L NIEUWEGEIN FOM-Instituut voor Plasmafysica Overeindseweg 2 Postbus 7 3430 AA NIEUWEGEIN 03402-31224
NIJMEGEN Fysisch Laboratorium Katholieke Universiteit Toernooiveld 1
3508 TA UTRECHT
omvattende: Laboratorium voor Kernfysica en Vaste Stof 030-532414 (VS); 532512 (K) K VI-U, VS-U I Laboratorium voor Experimentele Fysica 030-532294 AII, AIV, A VI, Mt IX, VS-U II Robert J. Van de G raaf f-laboratorium 030-532512 KV Instituut voor Theoretische Fysica Princetonplein 5 Postbus 80000
6525 ED NIJMEGEN
3508 TA UTRECHT
080-558833 A Vil, VS-N, VS-BSB, NIKHEF-H Nijmegen
030-533056 M VI-U, VS-th-U, H-th-U
Instituut voor Theoretische Natuurkunde Katholieke Universiteit Toernooiveld 1 6525 ED NIJMEGEN
080-558833 M VI-N, VS-DN/N, H-th-N PETTEN Energieonderzoek Centrum Nederland Westerduinweg 3 Postbus 1 1755ZG PETTEN
02246-6262 KIX
Omslag Argonionlaserbundel van 1 watt, behorend bij een Raman-verstrooiingsexperiment aan vaste waterstof onder hoge druk. Het verlichte ciltndertje aan de onderkant van de foto is het ingangsvenster van de cryostaat. Het vierkant bovenaan is een afbuigspiegel. (Natuurkundig Laboratorium, UvA.) bh. 2 Boogontlading in waterstof gas in inmiddels ontmanteld TURHEexperiment. (FOM-Instituut voor Plasmafysica te Nieuwegein.) bh. 4 Westertoren te Amsterdam, de oude behuizing van een drukijkopstelling van het Van der Waals-laboratorium. bh. 12 Manometers van een hoge-drukopstelling in het Van der Waals-laboratorium, Amsterdam. bh. 14 Het bureau van de Stichting FOM aan het Lucasbolwerk 4 en 5 te Utrecht. bh. 29 Integratoren voor te meten signalen van Ringboog II (FOM-Instiluut voor Plasmafysica). bh. 35 Resultaten van spectroscopisch onderzoek, dat wordt uitgevoerd in de groep M Hl-FCh (Fysisch Chemisch Laboratorium te Amsterdam). bh. 36 Ook op het Kernfysisch Versneller Instituut te Groningen is de documentatie over elektronische apparatuur lang,, merhand veel omvangrijker dan de apparatuur zelf. bh. 47 Buitenaanzicht van de hoge-fluxreactor te Petten. bh. 55 Werkzaamheden aan de ionenbron van het KVl-cyclotron.
J^l^
208
blz. 61 Draaibank in het FOM-Instituut voor Atoom- en Molecuulfysica te Amsterdam. Foto F. Monterie. bh. 67 Voedingskast behorend bij het gaswervelexperiment van het FOM-Instituut voor Atoom- en Molecuulfysica. Foto F. Monterie. blz. 73 'Recycling' (Werkgroep A III, Groningen). blz. 81 Gecombineerde veldionenmicroscoop/ atom probe (Werkgroep Mt VIII aan de TH-Twente). blz. 92 Kernresonantie-opstelling voor het meten van Knight-shifts in vloeibaar-metaallegeringen (Werkgroep VS-G, Laboratorium voor Vaste Stof Fysica te Groningen). blz. 101 Het beeldscherm vertoont het tijdspectrum van de intensiteit van een gepolariseerde monochromatische neutronenbundel, zoals deze wordt gemoduleerd in een transmissieexperiment door de beweging van een magnetische domeinwand in transformatorhlik (Werkgroep VS-DI, Interuniversitair Reactor Instituut te Delft).
Redactie J. Heijn Omslag en typografie P. Groenendaal Foto's W. van Zanten en anderen Druk Schilperoord. Vinkeveen Bindwerk Van der Linden, Loenersloot Gezet uit Times Roman
blz. 114 Het aanbrengen van meetspoelen onder het schild van de torus van Ringboog II (FOM-Instituut voor Plasmafysica). blz. 128 De 'Lorentz-poort', de ingang van het oorspronkelijke Instituut-Lorentz te Leiden die nu is ingebouwd in een nieuwe vleugel van het Kamerlingh Onnes Laboratorium waarin ook het Instituut-Lorentz is gevestigd. blz. 135 Detail drukbalans (Van der Waalslaboratorium). blz. 149 Opstelling voor röntgenolografisch structuuronderzoek van de werkgroep Mt Vlll, TH-Twente. Links op de generator een textuurgoniometer, rechts een zelfgebouwde micro-beam camera voor de terugstraal. blz. 150 Fabricage vun een torusschild (FOMInstituut voor Plasmafysica). blz. 155 Hydraulische pers van 1000 ton (Van der Waals-laboratorium). blz. 156 Opname uit het FOM-Instituut voor Atoom- en Molecuulfysica te A msterdam. Foto F. Monterie.
blz. 166 De grote mengkoeler van de werkgroep M XII in opbouw. De foto toont de trillingsvrije ophanging en de heliumcryostaat (Afdeling Technische Natuurkunde TH-Eindhoven). blz. 177 Hoog-energetische computeruitdraai (Zeeman-laboratorium, Amsterdam). blz. 178 Werkzaamheden aan een torus (FOMInstituut voor Plasmafysica). blz. 187 Constructirwerkzaamheden in de hal voor elektronenverstrooiing van de versneller MEA, Instituut voor Kernphysisch Onderzoek, Amsterdam. Foto H. Arnold. blz. 199 Voorlopige bedieningskamer van MEA, Instituut voor Kernphysisch Onderzoek. Foto H. Arnold.