THE SIXTH CONFERENCE OF CZECHOSLOVAK PHYSICISTS OSTRAVA Pobočka JČSMF Ostrava CAST 1 SVAZEK 1

THE S I X T H CONFERENCE OF

CZECHOSLOVAK

PHYSICISTS OSTRAVA 27. - 3 1 . 8. 1 9 7 9

CAST 1 SVAZEK 1

Pobočka JČSMF Ostrava

THE S I X T H CONFERENCE OF

CZECHOSLOVAK

PHYSICISTS OSTRAVA 2 7 . - 3 1 . 8. 1 9 7 9

&ST 1 VAZEK 1

Pobočka JČSMF Ostrava

II

Výkonný r«daktors K* Kapoun RedakSní koalset J. Jaata J. Kaošér J. Krasnlca 7. Mádr J, Wagnar Š. Zajac

2QŘADÁÍEIÉ KOIPERBÉBS Spoóicm tf tne:epnfcrenee Pysikální Yědeoká eekee JŠSMP Fyzikální T«d«oká aekce JSMF Fobofika JÔSMP T OfltraTě Ýysbká 8kola báňské Ť OstrarS

ttee V. Votruba Š. Zajac Slenorár I. Bajer, M. Blažek, J> Buben, J. Daniel-Szabó, •-•-."•.. JÍ Puká, 7, Janove*, J. Janta,' J. Kaozér, : K» Kapoun, J«. Kraeík, P. Kroupa, S. Krupička, J. Kvaonlca, M. LqlnjíSek, Š. luby, F. Lukeš, X* MfctyáS, J.. íadreMal, J. Oravec, L. Pátý, Ĺ. Pekárek, J. Perina, L. Sodoaka, S. Šafrata, L. §toura5r J. Štaataa, J. Šulo, J. Tužek, S. UsaSev, Š. Tela, K. Vaoek, J. Wagner, . L* Zachoval, A. Zentko

ORGAHIZAČHÍ VÝBOR Local organizing cosmittee Předsedat X. Bajer Míatopředaedat J. Sooner Tajemník: E. Kapoun Členové: Á. Fojtek, J. Foukal, J. Hladíš, M. Kocián, J. KopeSný, 7. Kádr, I. Sekanina, 7. Strsondala, J. Švec, J. Vaněk, P. Wyslych

XX - 05 PŽBEMLDVA Toreword

:•• | • ' -

::| li |; | f \ :

Před deseti lety, v srpnu 1969 •• v Brní aeila 1. pracovní konference 8a. fysiků a saloSlla tak tradlol pravidelných setkáni nail fyzikální oboe pořádaných fysikálními vědeckými aekoemi JČSMP a JSlfP. Doaavadnlch pit konferenol tylo uapořádáno klasleltfm spůsobem - kaSdý autor mil mořnoat přednést svůj příspěvek T nikteré '(«e sokol před vitSím Si meněím fórem posluchačů. Paralelní bin mnoha sokol viak ztěžoval výměnu informaci, >ejména mesi fysiky pracujícími v rušných oblastech. Sborníky s tiehto konferenci vycházely shruba s roSnlm odstupem. T Bájnu zlepšení této situaee se pořadatelé lotoSnl 6. konferenoe v Ostravi roshodli pro novy* spůsob presentaoe původních příspěvků. Ia samotné konferenol budou příspěvky jednak vystaveny na vývěskách, jednak shrnuty a zhodnoceny v reportérskýoh referátech. Sborník konference jo rozvržen do dvou Sástl. První s nich, obsahujlol původní příspěvky, jo připravována tak, aby byla k dieposlol úSastnikam konferenoe v den jejího aahájeni. Bude tedy mool nahradit 1 abstrakty přlnpivků a usnadnit orientaci v programu konferenóe. Pořadatelé jsou přesvidSeni, ie výrasné zkrácení publikaSní doby původníoh přlspivků, tj. tři a půl měsíce od usávěrky, viiohni úSastnloi uvítají. S politováním konstatujeme, še vshledem k tiakárenakým termlnůe nobylo možno Sekat u příspěvky, které - at í** • jék#onkoliv důvodů - došly opožděně. Tento sáměr nebylo moSno realisovat jinak, neS vyíádat od autorů pro tisk texty přiapevků deflni.ivni připravené k fotografleké reprodukci. RedmkSnl komise neprováděla ladné úpravy příspovků| sa jejioh obsahovou i formální stránku plni odpovídají autoři. Příspěvky jsou v této první Sástl sborníku v podstatě řaseny podle odbomýoh skupin FVS JCSMT - ve shodě s Jednotlivými saaedánlmi na konferenol. Týjímkou je umístění

ZX - 0 6 pfíapěvků věnovaných uplatnenĹi'fysiký v. hornictví ä hutni- ' otři. Jednotlivé příepěvky Jaou osnaSeny 'poradovými číely • rámol kaidé akuplny. Seznán T8*een pÝíapěyků a autorský rejatřík jaou připojeny na konci první čá»tl( tj. v; Je jim' druhán avasku. . .. - Ve druhé 5áatl iborníku, která Vyjde po konferenci, budou sařasený eanajovací referáty, projevy hoatí, úaneaení konference a dále väechny souborné referáty. . ¥a*toato místě bychom velmi rádi poděkovali vSem, kdo se'zasloužili o vydání táto první Sáati aborníku, svláitě kolektivů Moravskýoh tiakáren v Karviné. . ..Úatrava, 17. května 1,979 .

Karel Kapoun

xx -or OBSAH Oontanta 01 02 03 04 05 06 07

lyslka Yjaokýoh envrglí a alaaantaxaieh Sáatie Jaderná fysika fysika plasaatn Pyelkm korů Poloroči8« IH«l«ktrlka li«B*tlnni

08 íísfcá t«ploty 09 . Aknitlka 10 Optika. .11 tmblké rrmtwj.B poroobj* 12 fakuté m dlapwsBÍ aouatanrjr 13 Cbmlóká í^slkm • 14 15 16 Xrfkořskáfyxika 17 P o č l ^ o r á fysiku 18 PadMoglka fyslkj 19 Aplikace fysiky • homlotrí a hutalotrl TI ZZ

Sasiup pfiaptVků Autorský rajatřík

01 - 02 I0VÍ VÝRAZ SBO 7B0ISSART0VU MEZ HA AMPLITUDU A new expression for the Froissert bound on the scattering amplitude 2 4 M.CHAKJHIAH} J.FISCHBR S,MeJÄ0L0I>EN3EC? N.F.NELXPA? I.VBEOfi Mstav teoretiekó íyaiky University Helsinki 2 Iyzikalnl ústav ČSÁV Eraha ^tfatav jaderné fyziky Moskevské státní university ^Matematický úatav SSAV Eraha • . řroissartova horal aez aa snplitudu f ( 3 , cos6) ?ru£néhc rozptylu při vysokých anérgilch /a má j i n ý tvar pro rosptyl vpred a vzad, 2 : | ř ( s , coa6)J < C x s l n s pro 9 = 0 nebo .jr ( i ) a jiný pro ostatní rozptylové úhly d :

<

C 2 s3 / 4 ln 3 / 2 a^/j sin© |1 / 2

^ O , f T , (2-

Vyraš (2) nepřechází v (1) při 3 aměřujlcín k O nebo k J?e KTOBS toho nerovnosti nevypovídají o amplitudě vně fyzikálního intervalů -1 * eos9 - 1, . . Odvodili jase horní mez kombinující (1) a (2) v jediný výraz. Použili jasa aetoäy Einoshitovy^LoefTelovy-Martinovy £l] , jejli součástí je dodateSný předpoklad (5), že f(s, s} ja OBezone polynooem 7 3 pro dostatečně velká s*a viecha© z uvnitř Lehaannovy-Kartinovy elipay Z koeficientů a* (a) Lagendreova rozvoje 1) a.(a) R ( B )

,

(3)

kcnvergajlcího v elips* S 0 ohaisSy z * +1 a velkou polo<* O M U o = l + a/a (s>0), konstruujsne pomocnou funkci

()

^ t

li

X

(4)

který konvergo je v kruhu o polcaSru B ^ S « p + Předpokládaná polynomiální omezenost s>a o pro všechna

s

uvnitř

3 ^

isplikuje aez

(5)

01 -• 0 2

> !0 pro každé J vStfií ne* A/ryfiJT l/3f~) • V menším kruhu |w|
pro

|w(< 1

•

(7)

pružiti (6) a (7) umožňuje snížit ne z (6) uvnitř me zikruží o poloměrech 1 , R užitím teorému o třech obloucích [lf ij. (Důležitá je .vhodná yolba závislosti oblouků na a .) Získaná masna g(a,w) implikuje při použití (3) a (4) mez na f (a, cosO) pro fyzikální úhly a dostatečně vysoká a : (

A (6 +lsinéí) kde

o

*

Vi^ft. —

pro

s j?S a .

.

•? In s Formule (8) reprodukuje, až na konstantní faktory C1 a C2 , mez (1) při OKCÍ a mez (2) při 9y>& . Postup jsme zobecnili i na částice se spinem, kdy dostáváme výsledky Yamamotovy a Harovy f j ] . Metoda umožnila táž omezit f(s,z) i v určitém okolí intervalu -1 í : í 1 . Výsledky budou publikovány]

(2]

{4]

T. Kinoahita aj. Fbys.Rev.Lett. 10,(1963), 460 Pbys.Rev. 135B (1964), 1464. B.Nevanlinna, Eindeutige analytieche Funktionen, 2.Aufl., Springer, Berlin-Góttingen-Heidelberg, 1953. K. Yamamoto, Nuovo Óimento 2J (1963), 1277 T, Kara, Phys.Hev. 136B (1964), 507. H. Chaichian aj., preprint Helsinské university, Htf-TFT-78-44.

01-03 STRIPINGOVf MODEL HADRONOVÍCH KOLISÍ Stripping model of hadron collisions V.Kuhdrát, M.V.Lokejíček fyzikální ústav ČSAV, Na Slovance 2, 180 40 Praha 8 V práci [lj byl navržen hadronový model, podle něhož se silně interágující částice skládají z pártonových klášterů, . jež jsou charakterizovaný hadronovými kvantovými čísly. V takovém případě lze prakticky každou nedifrakční kolisi při vyššíchenergiích pokládat zá. stripingovou reakci, při níž se některý z partóňových klášterů.chová jaká spektátor a zbytek vytvoří při kolisi nestabilní systém, který se postupně rozpadám V práci £2} bylo na příkladu kolisí. p-p ukázáno, že daná představa je v dobré shodě s některými; charakteristikami odvozenými 2 experimentálních dat při 5»7.GeV/c« ' ,'.. Zmíněné kvalitativní výsledky nelze ovšem pokládat za dostatečně průkazné. Mnohem spolehlivější odpověď; může. dát . pouze srovnání předpovědí strippingového modelu á experimentálními daty. Za hlavní charakteristiku lze v tomto případě pokládat úhlové rozdělení spektátorové částice v daném vybra ném kanálu* Provedli jsme proto na základě tohoto modelů, orientační výpočet pro proces pp —*ů**ů?* při 5.7 QeV/c. Jje-li daný proces realizován stripingovou reakcí, je nutno předpokládat, že v okamžiku kolise je jedna ze srážejících se částic složena ze dvou klášterů: např.proton p *{&**.&'} , při čemž klášter # " interaguje s druhou srážející se částicí, tj. s antiprotonem, a vznikne Ä**. , zatímco původní klášter a** se chová jako spektátor. Pro výpočet je možno použít běžných metod používaných pro popis přímých jaderných reakcí. Protože nás zajímá rozdělení spektátorových částic pro velmi malé úhly, omezili jsme se v orientačním výpočtu na Bornovu aproximaci §J] . Úhlově rozdělení je v tomto případě charakterizováno amplitudou

01 - 03 t , m a ť ý m" jsou kvantová č í s l a c h a r a k t e r i z u j í c í o r b i t á l ní stav v z n i k a j í c í , r e s p . k o l i d u j í c í č á s t i c e ; (3=4 pro 06 = f> a naopak; M £ jsou klidové hmoty odpovídajících č á s t i c , k A jsou j e j i c h impulsy v těžištovém systému a ^ je e velikost vektoru *,• •Xť J sférická harmonická funkce pros torového úhlu vektoru i?^ , i A je Besselova funkce a
':..••'.

Obr.1

•cos

01 - 04' STRUKTURA NEDIFRAKČNÍCH KOLISNÍCH PROCESU V HÁMCI SRÁŽKOVÉHO

PARAMETRU

Impact parameter structure of non-diffractive collisions V.Kúndrát, M.Lokajíček, M.Lokajíček Jr., J.Sedlák íyzikální ústav ČSAV, Na Slovance 2, Praha 8, 180 40 Experimentální studium kolisních procesů ukazuje, že hadrony jsou složené částice a mají tedy vnitřní strukturu. K :jejímu fenomenologickému popisu byla navržena celá řada modelů, pro něž je velmi důležit.é studium amplitudy v reprezentaci srážkového parametru. Z experimentálního hlediska může být využito techniky, kterou navrhl Webber []j . Pro každou vybranou skupinu případů lze z rozdělení impulzů jednotlivých částic v konečném stavu stanovit dolní hranici b, střední hodnoty srážkového parametru; platí pro ni vztah

d

kde k* je transverzální impuls a p± je longitudinální složka impulzu i-té částice, n je počet částic v koncovém stavu. lor^ jsou libovolné funkce f»i a P je velikost impulzu nalétávající částice v tšžištovém systému. Účinnost nerovnosti(l) je závislá na výběru funkcí W i . Ve shodě s prací [2] zvolíme tyto funkae ve tvaru *r± ~ K

.

(2)

V řadě prací z posledních let bylo výrazu (1) použito k vyhodnoceni veličiny b^ v různých kolisních kanálech. Lze však ve shodě 3 prací j5j uzavřít, že tyto analýzy nemohou být považovány za rozhodující, neboí nalezená hranice může být různě ostrá (bez ohledu na výběr funkcí VTÍ ) podle toho, jak odlišné jsou kolisní mechanismy v různých kanálech. Tuto námitku lze však stěží uplatnit v těch případech, kdy se veličiny b d použije k charakterizování určitých podskupin případů vyprodukovaných stejným mechanizmem. Provedli jsme analýzu vybraných podskupin u dvou kanálů PP-* 23C+2TC" a pp -*ppUT + 3C ~ při 5.7 GeV/c. Vyšli jsme přitom z modelových představ poprvé zmíněných v [4], totiž

01 - 04 že každý hadron je aložen z partonovýeh klášterů, ^charakter i-* zovaných hadronovými čísly a ž« nedifrakční koliai dvou hedronů lze považovat za atripingovou reakci, při nil jeden partonový klášter aa chová jako apektátor a zbývající část vytvoří a druhým hadroném nestabilní objekt, který aa póatupňě rozpadá. Pokusili jase ae stanovit veličinu b d . pro podskupiny případů a různou odchylkou takové spektátorové částice (klášteru). V prvém kanálu jsme sledovali případy, kdy apektátorem byl X* nebo * T ; ve druhém kanálu pak, když za spektáter bylo možno považovat A** (reap. A + + ) , A ° (resp. E ° ) , proton anebo antiproton. HSkolik orientačních hodnot veličiny bfl je uvedeno y - následují ei- tabulce: ; . . Odchylka

A*

cos i) .99 .98 .95 .90 .85 0.00

-

1. .99 .98 .95 .90 .85

Odchylka

Spektátor •-_

1

1.00 .71 .47 .30 .21 .093

.86 .63 .43 .26 .16 .029

P .95 .71 .45 .27 .18 .005

P 1»15 . .69 .45 .27 .18 .005

c o a 4"

Spektát. • ••

3t*

.95 í- 1.

.90^ .80 .50 0.00 -

.95 .90 .80 .50

•4<6 .26 .042 *19

Nalezená závislost je v principiálním souhlase ae etripingovým charakterem uvažovaných kolianích procesů; uvedená numerické hodnoty skýtají podklad pro dalSÍ testování modelových představ. [l] Webber B.B.: Phys.Lett. 49B (1974), 474 [2] Boaetti P. et al.: Hucl.Fhys. B97 (1975), 29 [3] Huryn B. et al.: Acta Fhya.Polon. B9 (1978), 961 Kundrát V., LokajíSek H.: Proč.on High Energy Part. Inter., Smolenice 1975, str. 85

. 0 1 - 05

ANIHILACE SYSTÉMU dď a Ip. Annihilation.of the Systheme ďd and dp.

.

J.. Sedlák* V. šintók, J.. Vávra* . WZÍK&SÍ/ífSTAVCSÄV, PRAHA

* ) CyUTi fakulta strojniV PRAHA.

:

V návaznosti na experiment, studujíc! interakce pp při impulzuantiprot«au 22,4. GeV/c, kde byla publikována řada výsledku*1 *, se uskutečňuje .experiment, venovaný studiu ;-. interakci ďp a .dd. ..V této; krátké zprávě uvádíme odhad vlivu dvojnásobného rozptylu:ná.aiiihilační účinný průřez á. na střední hodnotu multiplicity nabitých sekundárních Částic.v rámci.jednoduchého přiblížení účinného průřezu é-.Cďp)Glaubsrovou opravou *- J.. • . Při impulzu primárního ántideuteřonu 12,4 GeV/c je předpokládaný totální účinný průřez ^ T (dd)~i80 mb a ^j (áp)~j 106 mb. Vzhledem k tomu, že účinný průřez interakce pp je A/58 mb, odpovídá účinnému průřezu dvojnásobného a vícenásobného roáptýlu pro interakce 3d veličina 40 i 8 mb a pro interakce dp veličina 11 + 3 mb, vzniklá rozdílem 4 ^ T ( N N ) - d7 Cad) a 2 <^T (ŇN) - 4T ŕďp). Na základě předpokladu, že v interakci ďd dochází k enihilaci pouze tehdy, když oba ŇN .páry anihilují současně, a použijeme-li pravděpodobnost dvojnásobného rozptylu i pro odhad současné srážky obou párů NK, dostáváme pro anihilační účinný průřez '•^-'hodnotu dÁ /ďd) «* 1,74 + 0,25 mb při dané energii. Pro anihilační účinný průřez ďp pak dostaneme hodnotu d^ (dp)^19 + 2 mb vzhledem k tomu, že může anihilovat pouze jeden nukleon nebo éntinukleon a to nezávisle na dvojnásobném rozptylu. Rozdíl mezi jednoduchým anihiláčním účinným průřezem a anihilačním účinným průřezem, vzniklým dvojnásobným rozptylem uvnitř ántideuteřonu , se tedy liáí o 2 ± 0,8 mb.

01 • 05

Předpokládané pravděpodobnosti pro jednotlivé počty nabitých částic v koncovém stavu anihilací ťT.(n) jsou uvedeny v tabulce I, Střadní hodnoty, odpovídající těmto A 4 3Í 5 rozdělením jsou < n ~ > g d # 7,5 * 0,5 a < n * ^ 3p" ' °? ' Vliv vícenásobného rozptylu na střední multiplicitu v obou těchto procesech je však srovnatelný s chybami těchto veličin, určených ze známých topologických účinných-průřezů a

n

CVA. f PP^ "A (p ) rozdělení multiplicit.

a proto v tabulce uvádíme pouze . . . <s „

+ n~

1

dd

<#/4

2.

3

0,001

—

4 •

0,06

5

6

7

8

—

0,33

—

0,41

9 -

—

•vo

0,17

3p 0,01

0,11 0,30

0,45 0,47

0,36 0,21 0,08 0,02 0,002

Literatura: E.Boos at al., Phys. Letters, 5_2 B, 136

J.Glauber, Phyo. Rev. JOC, 242 0955) :

[3]

V.gimák, J.Vávra, Próc. IX. Inter. Conf; on Multiparticle Dynamics, Tábor 1978, str. C 89. A.Pridman: Proč. III. Symposium on Antinucl. Nucl. Interactions, Stockholm 1976, p. 409

01 ^

URČENÍ PODÍLU. ANIHILAČNICH KANÁLU V INTERAKCÍCH PP POMOCÍ ROZPADU V° Estimation of annihilation channells in pp interactions from V° decays I.HERYNEK, J.SÍDKÝ, V.ŠIMAK, O.XEEPELOVA* (FZÚ ČSAV Praha).

.

Obecně lze rozdělit interakce s multiplicitou n na anihilační íl). a neanihilační p p — ^ B + B +(n-2)M

pp—>nM

(2} s kde

B,B označuje baryon a antibaryon a M obecně mezen. Zabývejias se situací, kdy je vyprodukován pár podivných částic. Dále se omezme n.a nukleony H, hypercny Y:. uezony S a 7t . Pak .přejde na

p p — * K K + (n-2)fô

kanály:, pp—»»Y? + (n-2}£ř pp—».ÝNK+ (n-3)2ř Celková-multiplicita

(3), a

(2)

(J)

se rozpadne na

(4), pp—»YŇK + (n-3)«?

(5) s

(6), p p — • NŇKK +{n-4)ib

(7).

n=3 + + + +<Ji„> c "• ug a n^ /\j" n^ n n^

Í8)

Počet nabitých částic n„, i střední multiplicity neutrálních , <& a> jsou určeny experimentálně a hodnotu lze odvodit z rn,,

n

K určení časti aezonů K pronukované v neánihilačních kanálecii I.

(4) - (7) poažijeme dva předpoklady:

Kanály nálu

(4) - (7) vzniknou ze základního nepq^ivného kap p — • N N + (n-2)'3ř

(10)

přidáním podivností

S=l a 3=-l některým dvěma částicím v koncovém stavu, I-I. Přidání S=l a S=-l se děje ecela náhodně a je zprostředkováno záměnou některého kvarku q (nebo q) v částicích koncového stavu kvarkem s (nebo i ) . Na základě kvarkové představy £4j vyjádřit,ve tvaru

3q + 3q + ín-2;q

Pravděpodobnosti kanálů

i t \

)

lze konečný stav

(IQ)

(11).

(4) - (7) pak jsou:

5 tlm^F

(i+Kiy

Pravděpodobnost inkluzivního pozorování hyperonů a mezonú K je: P y = 2 P 4 + P g + P 6 (13) a ? K = 2 P ? + ? 5 + P g ( r 4 )

01 - 06

(15).

pak P K Protože 1 n (5) ~ p(p)~ 2 Dosazením vztahu P n .= •

V

(17) do (8)

dostaneme- n = _? u

Přejděme nyní o d l k ^ f a od K ke K . Ná základě úvah o symetrii P y = 2 P ^ (19). ,. P R .= 2 P K » * 2 °) # ^^~ ' •

.

(21) . a n=—:

•

'

•

Á

•'

•

5

\i— J'AU— 5~^—•— —\4*i*

Příspěvlty výjsledhých CT^'.;^ = QI-.^T^ (23) a anihilačních .. &„• .: -. • Cf^p-' '^K?* (24)-jsou pro' dátá fi, ,z pp 22.4 GeV/c uvedeny v tabulce jako funkce inultiplíí-'.t na-^ bitých částic nc... V posledním.sloupci je pak udán vážený průoěr příspěvku-anihilací. Tato hodnota .je-y poměrně dobrém šouMasu s výsledkem 33,5%. získaným v práci E&l nepříraóu pro výsledky téhož experimentu. '

Tabulka n

0

c

O" # WJ

K ann anihiľace

1%)

ti] [2] £3] [4]

0.15. 70

a

4

6

8

tot.

0.72

0.2S

0.35

0.26

1.77

37.

13

22

54

27

(0^8)

L.N. Ábasalashvili ... Phys. Lett. 52B (lS'/4) 236 E.G.iioos .... Jadernaja fizika 29 (1979) 374 LĽDžíILA collaboration (bu.-'c publik.) napr. L.Van Hove : The quark recombination mechanism Rcf. Th. 2628 CEP.N

01-07 NÄVRH EXPERIMENTU NA STUDIUM DISOCIACE n -> A°K° A proposal to study the dissociation process n —> A°K° Stanislav NĚMEČEK, Miroslav NOVAK Fyzikálni ústav ČSAV, Praha Při srážce dvou elementárních částic bu3 dochází ke vzniku nových částic.(nepružný rozptyl) anebo jen k výměně 4-impulsu mezi interagujicimi částicemi (pružný rozptyl). Velmi zajímavým se však ukazuje být také studium mezních . případů/ kdy .se .systém- v- koncovém stavu jen "málo" liší od částic v počátečním stavu, takovým procesem je např. regenerace K 2 mezohů anebo disociace hadronů na systém několika částic/ která bylá v-minulých letech intenzivně studována .experimentálně i teoretický, a základní výsledky jsou shrnuty

n a p ř . - v p ř e h l e d e c h £ 1 - 4 3 . .•

. . .

Případy'disociace-hadronů jsou charakterizovány především nízkými hodnotami hmotnosti vznikajícího systému i jemu -předaného 4-impulsu a jen slabou energetickou závislostí účinného průřezu. Pro popis procesu je často používána před* stava o elastickém rozptylu tzv. difrakčních stavů, z nichž se disocioyaný hadron "skládá". V rámci modelu, ve kterém jsou tyto stavy ztotožněny s kvarkovými systémy, lze studiem difrakčnich procesů získat cenné informace o vnitřní struk-túře hadronů.

I I I \

V případě disociace nukleonů existují podrobné experimentální údaje o procesech p -> n n + , P —* p i r + x ~ a n ^ PIT* • Při různých energiích byl také studován vznik podivných částic disociaci p ^ A ° K + , zatím co znalosti o procesu n — * A°K° jsou založeny na pouhých 89 případech, zaregistrovaných pomoci bublinových komor při energiích neutronů menších než 24 Gev[sJ. Ve spolupráci s SÚDV v Dubne ' a dalšími laboratořemi proto navrhujeme provést experiment, jehož cílem je podrobné studium tohoto procesu na základě několika tisíc zaregistrovaných případů n -» A°K° při energii neutronů kolem 45 GeV £6}. Tento materiál by umožnil získat podrobné infornace o vzniku a rozpadu systému A°K° a ověřit předpovědí různých modelů. 2 rozpadů A° -* p*w" lze

P1 - 07 havíc určit polarizaci A ° , což dovolí m j . studovat závislost účinného průřezu na spinu koncového stavu. Pro registraci disociace n - ^ A°K° bude použit bezfilraový jiskrový spektrometr BIS ve svazku neutronů serpuchovského urychlovače. Na této aparatuře byla původně studována regenerace Kg mezonů (viz např. [73), nyní je využívána k hledání tzv. půvabných částic [8] a současně se dokončuje její modernizace. Základem, zařízení je spektrometrický magnet a systém proporcionálních, komor napojených na počítač 3SEP 1040, Terčem bude polystyrénový, blok, který umožní současnou o registraci reakcí . n p •—^./\ K°p a n C -^ A ^ ^ C s hodnotami předaného 4-impuišu od 0,05. (GeV/c) do 0,60 (GeV/c) . Očekávaný účinný průřez první Feakce je kolem ló.ubarn (tj. asi 1/4000 celkového účinného průřezu), vhodný systém scintilačňích počítačů kolem terče však vyloučí případy s jinými nabitými částicemi i "K mezony, které neodpovídají uvedeným reakcím, . Pro stanovení závislosti efektivity registračního zařízení na různých kinematických proměnných byly obě uvedené reakce simulovány metodou Monte Carlo £9^ a bylo zjištěno, že aparatura v navrhované konfiguraci je může dobře registrovat v kinematické oblasti disociace neutronu n —> A°K°, [l] [2] [3j [4] [53 [63 [73 [83 [93

Gramenickij I.M., Nowak S.: EČADa 5 (1974), 63. Amaldi U. et al,: Ann, Rev. Nucl. Sci. 26 (1976), 385. Kaidalov A.B,: Physics Reports 50 (1979), 157. Kundrát V,: Kandidátská disertační práce, FZÚ ČSAV 1978, Ansorge R.E. et al.: Physical Review D 10 (1974), 32 ; . Nuclear Physics B 103 (1976), 509. Eichner G, et al,: bude otištěno v SÚ3V Dubna. Novák M,: Čs, čas. fyz. A 27 (1977), 375. Eichner G. et al,: Jadernaja fizika 28 (1978), 663 ; Daděrnaja fizika 29 (1979), 94. Nowak H,, Nowak W.D, ve sborníku "Meeting on Programming and Mathematical Methods for Solving the Physical Problems" (Dubna 1978),

01-08 PRODUKCE MESOKU* 7C VE. SRA*ŽKA*CH JADER S FA! pc > 4,2 GeV NA NUKLEON The negative pions production in nucleus - nucleus inters* actions at pc = 4*2 GeV per nucleon Z. TRKÁ, Z. KORBEL, J. TRKOVA* Katedra jaderné, fyziky MFF UK, Areál MPU Troja, 180 00 Praha 8 - Pélc Tyrolka V současné době se venuje velká pozornost výzkumu srážek nukleonů a jader s jádry při vysokých energiích. Katedra jaderné fyziky MFF UK je členem mezinárodního sdruženi laboratoří, zpracovávajících experiment prováděný v Štfj? Dubna, Jde ó interakce lehkých jader A^ = (H, D, He, C) v dvoumetrové propanová komoře s vnitřními terči z těžkých kovů. Toto experimentální uspořádání poskytuje terčíko= vá jádra A t * (H, C, ľa. piíp. W ) . Jádra A^ jdou urychlována 5) GeV na nukleon. v oblasti energií pc á (2 Byly ukončeny dílčí etapy výzkumu, které zahrnovaly řešení metodických otázek interpretace srážek a stanovení jejich základních charakteristik, jako jsou účinné průřezy a celkové multiplicity sekundárních částic f 1, 2, 3 J . Nejnovější experimentální výsledky této spolupráce se týkají mnohonásobné produkce mesonů 7T~ve srážkách relativistických jader. Výzkum produkce mesonů TT může přispět k řešení otázky, zda již v této oblasti energií srážek jader s jádry existují kolektivní efekty. V takovém případě by se mohly charakteristiky produkce mesonů 3T podstatně lišit od předpovědí modelu nezávislé interakce nukleonů. V této práci referujeme'o některých výsledcích studia produkce mesonů 3T"ve srážkách : k^ + A t -• 7T~ + ...., kde k± > (H, D, He, C) a A t « (C, Ta) při pc = 4,2 GeV na nukleon* Střední multiplicita mesonů 7T ^ n " ^ projevuje silnou závialost na hmotnostním čísle A^, což si vysvětlujeme předpokladem, že nukleony jádra A± interagují nezávisle na sobě. Budeme-li totiž sledovat závislost ^ n"^* na střed-

. • 0 1 -• O t t

. . .

ním počtu nuklsonů jádra A^, které se účastnily interakce ^ V t ' ^ (Jejích počet určíme z charakteristik stripiu-. gových částic v dané interakci Z~27/« Ukasuje se, že pro daný terč A. je poměr « ^ n ~ ^ / < V r /* nezávislý na A. o' přesností několika procent* Ke stejnému závěru o mechanismu srážky vedly i výsled*

ky práce C 2 J •

:

.

•'"..."

Závislost disperse rozdělení " multiplicit D~ na střední multiplicity K. n" ž je pro srážky (A^ x A^). lineární a je*"'. jí chod souhlasí s obdobnou závislostí pro-nukleonové-inter^; akce (p x p) v širokém oboru energii. Větší dispersi ^ ŕ me pouze pro srážky (C I Ta)« Tento fakt můžeme jaíeé; důsledek nového zdroje fluktuací, kterýw irôže být: náhodný; charakter srážek- nukleonů, obou jäder. nebo • ^ koherentních procesů*: Patrne se zde zašíha

EVo* Abdrachmanoy 0t ai, ' JTaP ^ 1 0 2 0 (1977) É.O. Abdřáchmanov e t á l . JaP 28, 1304 (1978)

ff. Achababjah et al. Preprint stfjV 1-12114, Dubna 1979

01 - 09

TÓIOT S MAĽDD: HMÍÄIIOSÍAMI T e + e~

ZRÁŽKACH

Pxadaetiem. af lov mass tileptons im e + e~ eollisions Katedra teoretickej fyziky FFUK, IQynská dolina, Bratislava, 816 31 mnohá experimenty potvrdzujú, že v zrážkach hadrónov aa produkujú priame dileptcny a malými hmotnosťami (lf£o,6 GeV/ e 2 ) . Ka vysvetlenia ieh pôvodu Iwlo predložených niekoľko hypotéz. Snáä najlepšie rozpracovanou je hypotéza, ža tieto dileptóay poehádsajvi nlavs* z elektromagnetických anihiláeii bsspJeov a antikvarkd? vytvorených konverziou gluónov počas hadrónovej zrážky [i]. Kvantitatiwae bola táto ayšlienka fer•ulovaná (^2j v rámci ktark-partónového modelu ^3J. Tu sa predpokladá, že počas íasovo-priestorového vývoja zrážky hadrónov aa vytvorí zložený systém, pozostávajúci z kvarkov a antikvarkov. Tieto môžu vfialfioavývoji bud rekombinovať na hadróny alebo (s ontnoho menšou pravdepodobnosťou) anihilovať na leptónové páry. Model \_3) dobre popisuje mnohočastieovu produkciu v rdznycM hadrónových zrážkach a je a j v zhode [2] s experimentálnymi údajmi o produkcii dileptónov s malými

ť-

U práci [4J bola vyslovená myšlienka,' že takéto dileptony aú produkovaná aj v äalfilch procesoch v ktorých sa vytváraju intermediárne kvarkové stavy, podobné složenému stavu v prípade hadróaovej zrážky* Experimentálne sú takéto procesy ettarakterizované produkciou hadrónov v sprškách* Jedná sa naprlklad o 9*iT zrážky, hlboko nepružné reakcie leptónov s nukleónadL, procesy s produkciou Sastíc a velkými priečnymi hybnoaťami. Hedávno bola táto predpoveď čiastočne potvrdená experiaentálnymi údajmi, o produkcii triaiónov v zrážkach neutrin s nuklcôfloi* Sú tiež náznaky* Že výťažok dielektrónov s malými hmotnosťami a velkými priečnymi hybnosťami na ISR je vyšší ako očakávaný. V tomto príspevku predkladáme kvantitatívnu predpoveď* produkcia- priamych dileptónov s malými hmotnosťami v e + e~ zrážkach, získanú pomocou modelu [j]. Aby sme však tento model

01 - 09

•ofcti použiť* snalae predpokladalíp že polarisáčn? arak kvarkdv a antikvarkov, ktorý sa vytvorí beha* vývoja e*e~ srážky, má tie iaté vlastnosti ako složený partóaovy systéa v zrážkach hadróstov.. Jediný rozdiel je ten, ža úlohu valenčných levarkor preberajú v prípade e + e " zrážky dva vedúce kvarky, pochádzajúce s aaihiláeie zrážajúcich aa leptónov. Oprávnenosť tohoto predpokladu bola potvrdená výpočtom caarakteristlk. ssohocaaticovej. produkcie v e+e"* zrážkach [5]» Treba poznamenať, že v práci £5] ani tu nevystupujú žiadna volné paranetra, lebo hodnoty všetkých boli %m£ixemné porovnaním s dáBa pripojenoň obrázku aú znázornené haotnoatné spektrá dielektrónov (plná čiara) a diariLoaov (prerudovaná čiaraj pred—, povedané pře e*e~ zrážky pri energii /š"=3 GeV. Táto energia je pre skásanie priamej produke£a dileptónov vhodná pretože sa tu ešte nevyskytuje posadia pesaádsagäce * rospadoy častíc '9

^BSIRSBS^SBÍVVV^RBBV aaV^^IBaWaY

JflEw

ftÉBa^QWH^r

úôiaaVf pxiarea pre proäufceiu

I É-'-

í?

0,6 GeY/c2 vychádza pritoai 9,9 pikonarsov. Pri lusdnoeite 1 0 3 1 ca:" 2 s" 1 to predstavuje priemerne 8 r 5 dielaktrónov a 1 disdón sa 24 hodíiu Alt axperiaaat potvrdí tieto predpovedá, bude to snaaenať äalgiu veZkú podporu aySlienke o partónovom pdvode priasgrch dileptónov s Balysd hnotnoaťasd* _. J. Bgorkan and H* Weiaberg, Ihys. Bev. V 13, 1405 P. Lichsord and J. Pišút, Csech. J. Ihys. B27, 636 (1977). [2] V. Čeraý et al«, Hiys, Lett. 70B, 61 ( (1977). [3] V. Černý et al. f Ihys. Hev. D 16^ 2822 (l977)i ibid 18, 2409 (1978); ibid - in press. [41 V. Černý et al., leta I*ys. Pol. B9, 269 T5] TT. terny et al. r Phys- Rev. D 18, 4052 (1978).

01 - tO CTAHK-PABTdNOV? MODEL A HĽB0K0BEPEIJ2Nf e p I-OZPTYL Quark-parton model and deep i n e l a s t i c ep s c a t t e r i n g J . BCfiiClK, A. NOGOVA" Fyzikálny a s t a v SAY, £99 30 B r a t i s l a v a P . LKHAHD, J . PlStÍP Katedre t e o r e t i c k e j fyziky UK, 816 31 B r a t i s l a v a Ocel cm prSce je p r e v e r i l , 5 i model, ktorý uspokojivo popisuje v l a s t n o s t i hadron-hadrônový
získané výsledky možno priamo porovnával s experimendátami pre inkluzivne spektrá s i d e n t i f i k á c i o u . sa r o b i l i pre energiu W = 4.0 GeV/=c.m.s. energie ť p / . Výsledky sme porovnávali s dátami pre produkciu

01 - 10 piónov, K-mezónov a protóncv [ 3 ] . Naše doterajšie výsledky ukazujú, že použitý model popisuje dobre produkciu pióncv a K-rsezór.ov. Fre rozdelenie protónov sa výsledky od chylu jú od experimentálnych údajov najma pre x 7- C.6 /x=2p./.V, Kde a, je pozdĺžny impulz hadrónu/.

; •' f v

Literatúra: [1) V.Černý, P.Lichard, J.PiŠút: Phya. Rev. D16 A977/, 2822 a Phys. Eev. D18 /I978/, 4052 [2] V.Cemý a kol.: Phy*. Rev. 018/1970/, 2409 [3] J.F.Hartin et al.:Electroproduction from Vrolons and Deuterons, SLAC-PUB 2161

01-11 MOŽNO ZI3TIÍ POČET DRUKOV KVARKDV Z TjClNřJÍCH PRIEREZOV P:ÍI VYSOKÍCH ENEríínXCH ? Can the Number of the Sorts of Quarks be Determined by Means of the Cross Sections a t Very High Energies ? M. BLAŽEK. Fyzikálny ústav SAV , Bratislava, V poslednom období sa často kladie otázka, kolko druhov kvarkov treba zaviesť, aby bolo možné vysvetliť všetky pozorované údaje. V príspevku poukazujeme na to, že (za určitých predpokladov) počet druhov kvarkov možno určiť z účinných prierezov pri vysokých energiách. 1. Predpokladajme, že v zrážkach častíc pri vysokých energiách sa vytvára medzistav, v ktorom prichádza so zvyšujúcou sa energiou k elementárnym aktom, t.j. ku zmene počtu konstituentov medzistavu (nazveme ich kvarky). Predpokladajme ďalej, že tieto elementárne akty prebiehajú stochasticky. 2. Nech sa v medzistave nachádza s-druhov kvarkov; s je ľubovolné prirodzené číslo. Nech sa tam z každého druhu nachádza /3_ kvarkov (r = 1, 2, ..., s ) ; všetky /3

sú ľubovolné, povedz-

me celé nezáporné čísla ^hoci aj záporné nemožno vylúčiť). 3. Pomocou predpokladu o stochastičnosti dejov v medzistave možno získať explicitné vyjadrenie pre pravdepodobnosť P, že až po energiu E opustí medzistav K-kvarkov f-tého druhu (tieto môžu vytvoriť pozorované častice), {v pojmoch teórie pravdepodobnosti hovoríme o počte ťahov, pokusov, N, ktorý je funkciou energie E.] 4aj V limite, v ktorej sa na pozadí uvažuje "more" kvarkov, položíme všetky f (iJ ~* OO . Dostaneme P -> Pg, kde Pg je binomické rozdelenie. b; V ďalšej limite, keď počet N vzrastá nad všetky medze, t.j.

keď energia E -»oo dostaneme (štandardným postupom) P R -*

-* Pp, kde Pp je Poissonovo rozdelenie: toto obsahuje exponenciálny faktor tvaru

exp (- N/? f /£-/i r ). ej Nech všetky \fir\

ral ->*» s rovnakou rýchlosťou; potom

(i)

01 ~ 11 (i

r=l

-> Í/s.

V tomto prípade namiesto výrazu (l) dosta-

nemé

e x p (- N/s) .

(2)

5aj Ak stotožníme parameter N pria-io s energiou E, meranou vo vhodných jednotkách, N = E, dostaneme ďalej z (2) exp (- E/s)

(3)

a teda z exponenciálneho poklesu účinného prierezu (ktorý je tiež iba určitým rozložením pravdepodobnosti) možno vyčítať hodnotu parametra s - a to je počet druhov kvarkov. b\ Aby sme vystihli tú okolnosť, že najprv sme urobili limitu

\fô | ->*°

a až potom N -}QO , t.j. že N vzrastá po-

malšie než [(i \ , ponúka sa možnosť interpretovať N nie ako energiu, ale ako pomalšie rastúcu funkciu energie, napr, N = = In E, V tomto prípade namiesto výrazu (3) dostaneme i s 6. S ohladom na výrazy (3) a (4) možno konštatovať, že asymptotický priebev účinných prierezov pri vysokých ensrgiách umožňuje usudzovať na počet druhov kvarkov v medzistave ^ktoré treba zaviesť, aby sme dostali identicky asymptotický priebeh. z ktorého sme vyštartovali) . Dodajme, že vo fyzike sa často stretáme s exponenciálnym zákonom v tvare exp ( - A E ) ; parameter A

je teda nepriamo ú-

merný {interpretácia konštanty úmernosti môže byť dosť zložitá) počtu druhov konstituentov, ktoré možno pri energii E rozoznať. 7. 0 rôznorodom využití modelov pre medzistavy (urny) obsahuje bohaté informácie monografia L 1 ? ' Niektoré podrobnosti, o ktorých pojednáva tento príspevok, možno nájsť v práci £ 2 j . L X J Johnson, N. J., Kotz, S.: Urn models and their applications. John Wiley and Sons, 1977. [2jBlažek,M.: Acta Phys. Slov. 29 (1979), 3; Czech. J. Phys. B 29 (1979), 273.

I

02 - 01 íiZ^CIľ, C n,cĹ) A in,p) V OBLáĽTI ENERGII NEUTitÓNOV 3 LieV Tíie {n,-L) and (n,p) reactions for 3heV energy region neutrons k.FLGiiSK, J.Otu.VLC, I . J Z A H K Ä , S.bAatíONOV* H.HELFER* Kited, jadr. fyziky PFUK, Mlynská dolina, 816 31 Bratislava *Sekcia fyziky Technickej univerzity v DrážSanoch NDR Jadrové reakcie sú hlavným sprostredkovateľom získavania informácií o štruktúre atómových jadier. Nové poznatky o charaktere vysokov zbudených stavov môžu byť získané skúmaním ^n,o6) a v.n,p) reakcií[l] . Zaujímavou energetickou oblasťou, v ktorej ss reakcie (n,.6) a (n,p) skún.ajú, je oblasť energií neutrónov Jäjf3 MeV. V tejto oblasti spomínané reakcie prebiehajú ešte cez štádium zloženého jadra, zaerané účinné prierezy môžu poskytnúť cenné údaje o stredných < C > a šírkaoh vysokopjolóžen/ch hladín, P avšak prebiehajú s veľmi malou pravdepodobnosťou. Preto ich řtúdium si vyžaduje citlivú a nízkopozaáovú aparatúru. Za týmto účelom bol na Katedre jadrovej fyziky PFUK skonštruovaný veľkoobjemový nízkopozaäový (3-^ spektrometer (obr.l), ktorý metódou aktivačjiej analýzy umožňuje merať ^(n,«í) a ^(n,p) rádové 1 0 ~ 5 4 — 1 O " 5 1 m 2 , ke5 terčík 4 •x 2 sa aktivuo ploche 2,0.10 m je v neutrónovom poli ~ 1 0 n/sm

[2]. Spektrometer sa skladá z dvoch prietokových plochých GM-detektorov 3 na žiarenie /3 a z dvoch scintilačných počítačov 2 s kryštálmi NaJ(Tl) o rozmere 75x75 vm umiestnených v antikoincidenčnom tienení z plastického scintilátora 5« Obr.l. Detekcia žiarenia (3 je blízka k geometrii AT (0,9) a fotopíkova účinnosť žiarenia v ener-

02 - 01 getickej oblasti 1 MeV je 5*. Testovanie prístroja sa previedlo pri meraní účinného 27 ' 27 2.10" 51 m 2 ) na neutprierezu reakcie 'Al(n,p) '1 rónovom generátore Technickej univerzity v Drá2d*anoch.

r ľ

i m ID+HDS

.

f'-".-

"••:• : >

• • * '/ * •". •"' ' '*

*..v

••

"Wfcl*

•

Obr.2. Obr.2, zobrazuje spektrum žiarenia y (v koincidencií so žiarením (S ) merané postupne v ?00 sekundových intervaloch po ožiarení. Na hornej krivke sa pozorujú piky odpovedajúce roz27 2ií padu dcérskych jadier 'Síg a *°A1 Čo znamená, že prebehla reakcia (n,p) a Cn,>)» Prieskum reakcií (n,oĹ>) a (n,p) na stredných jadrách ukázal kladný efekt na. ^Ga [ď(n,<4) = = (15 ± 10).10"'* m l . Výsledok je predbežný a v experimentoch sa pokračuje. [l]. U.F.Popov, V.I.Furman: III. Škola po nejtŕonnoj fizike, 390, Dubna C1976) [ž]. J.Oravec a kol.: Priebežná výskumná správa KJF (1978)

02-02 24L

VNÚTORNÁ TVORBA PÁROV PRI PREMENE ALFA Am Internal production of pair in alfa-decay of

Am

M. CHUD$, J. STANÍČEK, P. POVINEC, S. USAČEV Katedra jadrovej fyziky PFUK a Ústav fyziky a biofyziky UK, Mlynská dolina, Bratislava, 816 31 Vnútorná tvorba elektrón-pozitronových párov pri jadrovej premene alfa je procesom vyššieho rádu, ktorého pravdepodobnosť je velmi malá. Jediné experimentálne výsledky publikované v [1} ukazujú, že pri premene Am pripadá na emisiu —Q

j-

~

jednej častice alfa 3.10 párov e e . Tí istí autori na základe predpokladu, že páry vznikajii z vnútorného brzdného žiarenia emitovanej čas.tice alfa, získali teoretickú hodnotu —9 tejto produkcie 1,9.10 , Ukazuje sa však, že intermediálně stavy v jadre môžu byť iniciátormi vnútornej produkcie párov s pravdepodobnosťou na úrovni 10~ a brzdné žiarenie častice alfa nehrá dominantnú úlohu v tomto procese [2\. Početnosť elektrón-pozitrónových párov vznikajúcich pri premene alfa Am stanovujeme na základe registrácie anihilačných kvánt, vznikajúcich pri anihilácii pozitronu. Vysoká úroveň kontinua v jednokrvstalovom spektre gama • Am v oblasti piku 511 keV znemožňuje stanoviť pravdepodobnosť emisie párov pod 2.10—8. Využíva sa preto koincidenčná a multidimenzionálna spektrometria so scintilačnými detektormi 160x100 mm, 40x40 mm a koaxiálnym detektorom Ge/Li/ objemu 70 cm . Detekčná účinnosť jednotlivých metód sa určuje pomor* p"

cou £n. Z hľadiska meracích chýb je najvhodnejší hybridný koincidenčný spektrometer Ge/Li/ x NaJ/Tl/ 40x40 mm [3l. Výsledky merania sú korigované na prod.ukciu párov e e" tvrdým žiarením gama, na prítomnosť rádioaktívnych příměsí emitujúcich pozitrony a kaskádně kvantá gama s energiou 511 i 2 keV a vyššou, na interakciu častíc alfa Č neaktívnymi prímesami v reakciách produkujúcich neutróny a nuklidy, ktoré sú pozitronovými žiaričmi. Korekcia na produkciu neutronov pri spontánnom delení Am je zanedbatelná.. Vysoká

02 - 02

hladina žiarenia gama s energiou 60 keV emitovaného při pre241 mem? Am spôsobuje nakopenie impulzov, pretože aktivita zdroja žiarenia dosahuje 530 IBq. Na potlačenie tohoto javu sa používajú absorbátory.

Ok I-.O

100

—

i

60 40 20

f

1 e [S

U

•— 511

!5.7

80

- JL

Hi

*

1

1 •

i

200

i

•

400

• "

600

" *

*

"l

i •-.•*"

800

E|KEV|

Obr.l» Merania s viacerými zdrojmi potvrdili vysoké nároky na ich rádioaktívnu čistotu.. Z tohoto hľadiska dosahovali vyhovujúce parametre len zdroje nižších aktivít* Na obr.l je uká:

2/11

zané koíncidenčné spektrum *^Am aktivita zdroja 4 Iffiq . Z týchto meraní je určená pravdepodobnosť emisie elektrón-pozitronového páru pri premene alfa 241,Am 2,15 + 0,25 . 1 0,-9 [ľ\ LJUB1ČIČ A., LOGAN B.A., Phys. Rev. C 7 (1973) 1 5 4 1 . [2] PREŠNAJDEROVÁ E., PREŠNAJDER P . , POVINEC P . , Z. Phys. A (v t l a č i ) , f3j POVINEC P. e t a l . , výskumná správa KJF UK - H / 7 8 , PFUK, B r a t i s l a v a 1973.

02-03 54

204

VNÚTORNÉ BRZDNÉ ŽIARENIE SPREVÁDZAJÚCE ROZPAD ttn A Tl Internal bremsstrahlung accompanying decay of Tin and 1 1 J.STANÍČEK, M.CHUDÝ, P.POVINEC Katedra jadrovej fyziky a Ústav fyziky a biofyziky UK, Mlynská dolina, Bratislava, 816 31 Aj napriek značnému počtu experimentálnych a teoretických prác, ktoré sa zaoberajú skúmaním vzniku a charakteristík vnútorného brzdného žiarenia O B ) , stále zostávajú otvorené problémy, kde experiment nepotvrdzuje teoretické predpoklady [Íl. Namerané intenzity IB sú niekolkonásobne nižšie ako predpovedá Martinova-Glauberova teória. Podobne intenzita kruhovo polarizovaného IB nesúhlasí s teóriou [13. Vzhľadom na to, že sa jedná o proces vyššieho rádu, ktorý je velmi potlačený (pravdepodobnosť emisie fotónu IB k základnému procesu je •*» 10~ ), výsledky nie sú dostatočne presné a neumožňujú ďalej rozvíjať teóriu. Zatial sme experimentálne skúmali IB sprevádzajúci elektrónový záchyt v Tin a zakázaný beta-rozpad 1.stupňa u "* % l . Nuklid Tin je velmi vhodný na vyšetrovanie IB, lebo umožňuje využívať koincidencie IB-gama* Spektrum, namerané pomocou Ge/Li/ - Nal/Tl/ spektrometra je znázornené na obr.l. Spektrum je korigované na pozadie a na náhodné koincidencie. Metódou najmenších štvorcov bol určený koncový bod spektra 510 + 10 keV, čo je v dobrom súhlase s dosial publikovanou hodnotou 506 + 25 keV [2}» Ďalej sme študovali spektrum 10 v ^ 1 pomocou Ge/Li/ spektrometra- Zdroj jfl bol umiestnený v olovenom koliaiátore s otvorom fí 16 nan a hrúbkou 50 mm. Stanovená hodnota koncového bodu IB TT1 je 320 +_ 10 keV, čo je v dobrom súhlase s dosial známou hodnotou 310 + 10 keV Všetky merania sme prevádzali s Ge/Li/ detektorom o objeme 70 cm a s elektronikou Canberra. Rozlíšenie Ge/Li/ spek-

02 - 03 fíO

trometra je 2,60 keV pře gama-čiaru 1,33 MeV Co. Detekčný systém bol umiestnený v olovenom tieniacom kryte. Experimentálne usporiadanie a spôsob vyhodnotenia nameraných spektier IB sme podrobnejšie o p í s a l i v práci [ 4 l .

200 41

12

1 100

II. Obr. 1.

100

510 keV

835 keV

I

260

Amplitúda 300

V budúcnosti zameriame našu pozornosť na vyšetrovanie jednoduchého a dvojitého IB najmä u ťažších jadier, kde s a očakáva e š t e väčší nesúhlas teórie s experimentom.

[11 Bambynek W. et a l . f Rev. Mod. Phys. 49 (.1977) 77, [2] Lancman H., Lébowitz J . , Phys. Rev. 188 (1969) 1683. [3] Biavati M.H., Nassiff S.J.., Wu C.S.., Phys. Rev. 125 (1962) 136 4[4J Povinec P. et a l . , Výskumná správa KJF UK-44/78, PFUK Bratislava, 1978.

02 - 04 GAMA-ŽIARENIE

241

Am

Ganmia-radiation of 241 Am

,

J.STANÍČEK, M.CHUDÝ, N.PIŠÚTOVÁ, F.POVINEC, S.USAČEV Katedra jadrovej fyziky a Ústav fyziky a biofyziky UK, Mlynská dolina, Bratislava, 816 31

ä

•y

:

; :;

Pri štúdiu procesov vyšších rádov, prebiehajúcich pri jadrových premenách, sme sa zaoberali vnútornou tvorbou párov e + e~ vznikajúcich pri premene alfa Ans [Jj . Jedným z možných spôsobov vnútornej tvorby párov je deexitácia vysokoenergetických vzbudených hladín 237Np. Aby bolo možné určiť tento príspevok, bolo potrebné dôkladne zmerať gama— žiarenie vznikajúce pri premene alfa Am. Zo všetkých alfa-prechodov Am len 0,25 % vedie na 237 základnú hladinu Np, ostatné idú na niektorú vzbudenú hladinu [23.. Tabelované hodnoty energií sú známe len do energie 873 keV a ich najnižšie relatívne intenzity sú ^10 %. Avšak rôzni autori udávajú rozdielne hodnoty energií ako aj intenzít pozorovaných gama—čiar, dokonca niektoré menej in— tenzívne čiary v niektorých tabulkách chýbajú [2,3,é"], o 41

•Á-

f %-• I %• l \ \

Z týchto dôvodov sme merali gama-žiarenie Am v energetickej oblasti 440-1800 keV. Vyšetrovali sme dva zdroje Am (Amersham) o aktivite 530 a 3,95 MBci, ktoré boli pripravené odlišnou technológiou. Merali sme jednoduché a koincidenčné spektrá použitím Ge/Li/ - Kal/Ti/ spektrometra v nízkopozaďovom prevedení' [l]. Namerané gama-spektrá boli spracované ná samočinnom počítači SIEMENS 4004 v programe

I

GELI.

"í-

Naše výsledky potvrdili existenciu všetkých dosial tabe1ováných vzbudených hladín v Np. Malé rozdiely v energiách ako i v relatívnych intenzitách sú pre niektoré nízkointenžívne hladiny. Po prevedení korekcií na rádioaktívne prímesi r zdroji Am a na pozadie sme našli niektoré nové gama-čiary, ktoré dosial v literatúre neboli-udávané. V tabulke 1 sú

02 - 04 uvedené výsledky pře energie väčšie ako 1 MeV, Tabulka 1

E [keV]

1128,9 8,59-6

1174,3 7-8

1245,6

1408,7

1461,0

5,9-7

4,3-7

2,69-6

. 1597,4

1720,7

1766,2

1781,4

1,08-6

5,5-7

2,7-7

5,9-7

1494,8 ! ! 1,9-7 ]

[1] Povinec P. et al., Výskumná správa KJF DK-44/78, PFUK Bratislava, 1978. (2J Lederer CM., Hollander J.M., Ferlraan I., Table of Isotopes, London 1968. [33 Gusev N.G., Dmitriev P.P., Kvantovoje izluéenije radioaktivnych nuklidov, Moskva 1977. [4J Ellis I.A., Nucl. Data Sheets 6 (J.971) 621.

02 - 05

I-

MERANIE POMERU ŕ/p + V JADROVÝCH PREMENÁCH Measurement of t/fr+ ratio in nuclear decays

%_ ;

J.VANKO, P.POVINEC, I.SÝKORA Katedra jadrovej fyziky a tístav fyziky a biofyziky UK, Mlynská dolina, Bratislava, 816 31

I í. :;

Jedným zo zaujímavých súčasných problémov fyziky atómo-

ŕ >; ,^

vého jadra je skúmanie jadier rozpadajúcich sa elektrónovým záchytom a /S+ rozpadom, najmä určovanie pomeru počtu elektrónových záchytov k počtu emitovaných pozitronov. Pomocou moděrných experimentálnych zariadení je možno tento pomer stanoviť s presnosťou *1 %. Vďaka takejto presnosti experimentov bol objavený nesúhlas medzi teoretickými a experimental— nymi hodnotami pomeru ///>+ flj. .

'{ f, ;r 1 fc: :; • %' i>

T

;'

V súčasnosti sa vyvíja velké úsilie vysvetliť tento ne— súhlas v teórii slabých interakcií* indukovanými efekt ami vyššieho rádu. Efekty tohoto typu sa môžu prejaviť, ak silné

ŕ" • _ ••'

• v

interakcie medzi nukleónmi v jadre modifikujú väzbové konštanty s l a b ý c h i n t e r a k c i í * Z prehladu d o t e r a j š í c h experimen-

í;.. r/.

Yv

;\ i I'

, 1/

š

i 5.

'S :;

tálnych a teoretických hodnôt [lj vidno, že teoretické hod— noty í/A pre dovolené prechody sú systematicky väčšie než hodnoty experimentálne a tento nesúhlas rastie s atomovým číslom nuklidu Z. Efekty vyššieho rádu, ako sú prúdy druhej triedy, rozdiely relativistických a nerelativistických formfaktorov a radiačné korekcie sú podlá doterajších kalkulácií dosť malé na to, aby, sa ich vplyvom dal pripísať zistený rozdiel medzi teóriou a experimentom [ 2 ] , V tejto práci boli zmerané pomery £//S+ pre Na, Zn, 26 88 * * Al a Y troma metodami a urobené porovnanie .s teóriou* , + Metoda určovania pomeru l/A z jednokrystalových gamaspektier je založená na porovnaní intenzít deexcitačných kvánt gama I y, a anihilačných fotónov I . Pomer £/f? možno vyjadriť v tvare [Íl — * _ 1

; ;

''

W k p V 'g |: í; S fe!

02 - 05 kde
Of

Nuklid

exp

teor *

22

Na

0,1050 + 0, 018

65

Zn

28,80 + 0, 0 4

26

A1

0,133

88Y

0,1114 + 0, 0004 34,62 + 0, 48

o, 1701

± o.029

30,17 ± 2,3 0

-

Z koincideněných metod boli na určenie pomerov použité y~Y a A-) 1 metody. P r i prvej j e t//f určený vzťahom

ä.-,

;i"

p

£

2

h*

kde I a _y je počet koincidencií anihilačných a deexcitačných kvánt' a 1^ je počet deexcitačných kvánt.. Pri (S-J* metóde je pomer ŕ/A+ daný ť

i

- i

""'le IAt-» J e počet koincidencií pozitronov so sumačnými 1 '.vantami, I.*. _ - počet koincidencií pozitronov s normálnymi deexcitačnými kvantami, 1^ , I-. - počet normálnych, resp. sumačných kvánt. Získané výsledky sú v zhode s tab.l.. fl] Bambynek W. et al., Rev. Mod. Phys. 49 f1977) 77. ]97, Povinec P. et al.. Výskumná správa KJF DK-44/78, PFUK Bratislava, 1978.

02 - 06 153

STUDIUM BOZPAOT T b OBIENTOVAITÉHO T GADOUNIOVÄ MATRICI Study o f beta-deoáy of " i b o r i e n t e d i n a Gd matrix J.DUPAK, M.PTNGER, M.I.EOMINYCH, J.*OKfCEK:,V.N.PAVLOV M.PETfiĎC, I.PROCHÁZKA, V.M.TSDPK0-5ITIIIK0V Spojený ú s t a v jadernýoh výzkumů, Dubna, SSSE J.MTJHONER Universita v Jyväakylä, ?insko

k-.

Studiem vlastností jádra •'Tb, náležejícího do přechodové oblasti kolem A*w 150, se již zabývala řada prací (napr.[l-3]X Přesto nebyla dříve provedena žádná méření parametrů hyperjemné interakce " T b ani magnetického momentu/I základního stavu ^ T b (1=5/2). S cílem získat experimentální informaci o těohto veličinách byl na zařízení SPUT v SÚJT Dubna [4-1 studován rozpad " i b ( T i/2 s2 »* d n e ) orientovaného v gadoliniové matrici při nízkých teplotách. Práce navázala na předchozí výzkum rozpadu orientovaných radioaktivních izotopů Tb, uskutečňovaný v SÚJV (viz např.[l,4-6] ). Badioaktivní vaorek "Tb((Jd) byl připraven způsobem popsaným v práci [4~\ . Byla měřena spektra záření gama 1 " l b (Gd) v energetické oblasti 110 až 250 keV. K moření byl použit spektrometr s planámím detektorem Ge(-Id), jehož rozlišovací schopnost činila T50 eV při energii 140 keV. Detekována byla kvanta gama emitovaná ve sméru vnějšího magnetického pole (0,85 T) působícího na vzorek. Teplota vzorku "Tb(Gd) byla určována měřením intensity záření gama orientovaného 5'0o(i'e). V práci byly poprvé aměřeny teplotní závislosti intensit záření gaua 1 5 5 Tb(Gd) v oblasti teplot 16< T £ 9 0 mK. Intensity, normované k jednotce pro vysoké teploty (~ 0,8 K ) , byly pro nejintensivnejŠÍ přechod 53(Jd o energii 212,04 keV stanoveny s přesností lepší než 2*. V mezích dosažené přesnosti byly pozorované intensity záření gama nezávislé na teplotě vzorku pro teploty li 40 mJC a naměřené závislosti dále ukázaly pro 55 Ib(Gd) relativně vysokou hodnotu poměru koeficientů orientace B2(T=16mK);B2(T=5aBK)> 0,9. Musí tedy být hodnota

02 - 06 koeficientu B 2 při T-16 oE Již blízká maximální hodnotě (1,34 pro spin 1=5/2) a koeficient B2(T-5OnK) větší než 1,2. Experimentálně bylo zjištěno, Že např. prol 5 5 » 1 5 9 » 1 6 S b ( G d ) je kvadrupólové hyperjemné rozštěpení podstatná menäí ve srovnáni s magnetickým dipólovým ( viz práce ^ 5 , 6 ^ a v nioh uváděné citace) a lze předpokládat, že podobné tomu bude i pro " T b íGd). Pro velikost parametru hyper jemného magnetiokého dipólového rozštěpení ve ? *Tb(Gd) a Q * A ^ f ^ 1p a l E z o d h a d u koef icientu B 2 vyplývá, Ze | aQ( > lxlO~5 eV. Z takto získané meze | a Q | a ze známé hodnoty hyper jemného magnetického pole B^^ pro příměsi terbia v gadoliniu [5] plyne, 2e velikost magnetického dipólového momentu ^M. základního stavu 1 5 3 T b je větSí než lt4xl0~26J/!ľ (tj.)^l> 2,7 jad.magnetonu). Teoretický výpočet magnetického momentu 5 *Tb v rámci neadiabatického modelu s uvážením Coriolisovy interakoe vedl k hodnotě /k - 3,34 jad. magnetonu [2] . Fro T=(2QÍ2) mí byly stanoveny normované intensity záření gama několika nízkoenergetiokých přechodů 5 ^Gd. Získané hodnoty jsou upřesněním nedávno publikovaných výsledků [l^ . Poprvé byly změřeny normované intensity přechodů 141,95; 183,51; 208,11 a 210,39 keY» Získané hodnoty neodporují údajam o rozpadu ^'j?b v praceoh [l,3]«

. \ f h o ;

[ '

] : • :

, < [: [i

Literatura

I ř-:

[í] larner D.D. aj.: J.Phys. 04(1978), 1887 [2] Alikov B.A. aj.: Izv. Akad. Sauk SSSR, ser. fiz., 42(1978),

704

[3] Tuurnala T. aj.: Z.Physik 266(1974), 104 Aleksandrov Y.S. aj.: Izv. Akad. Nauk SSSR, ser. fiz., Alikov B.A. aj.: Acta Physica Polonica B7(1976),59 [4] Gromova I.I. aj.: Preprint OlJal Dubna H13-11363, 1978 [5) Dupák J. aj.: Izv. Akad. Nauk SSSR, ser. fiz. 43(1979),53 [6] Dupák J. aj.: Preprint OlJal Dubna B6-11953, 1978 Czech. J. Phys. B29(1979), připjato k publiksci

|

;

f

i

\.

1 1 í| •" •} "í

|

02 - 07 SMĚŠOVACÍ POHSRY PfiBCHODŮ GAMA TB 1 5 2 G d Gamma-ray snltipole sizing ratios in 152Gd J.ŘÍEOVSKÁ Katedra fyziky ?S ČVUT, Suohfcátarova 4, Praha 6 A.iáACHOVÁ" K a t e d r a i n a t e r i á l ů S"J?I UVUE, Křemencová lU,Pr3ba 1 J,2>UPÍE, J.KQffíSSK, 7.H„?AYX07s J.PER3NG3I, M.?IKGSE? CHAS CHEN MO, Á.F.SCHTJS SÉJV Bubna, SSSE Systematické studium vlastností 3 a ^ e r přechodově oblasti s A~150 metodou jaderné orisntacs na zařÍKení ňSPTN° j li T SO

zahrnuje rovněž jádra izotopu G<3S sískané rospadaia be-ii 'Th (T-i 17,5 h. ľ 2~), orientovaného hyper jemnoj /o "1/5 interakcí ve reromsgnatické Šd laatrici při toplotš T, =-!l.ŕ ;1) a (20,3 «• I»l}ai2! a vně jäím laagnetiekéin poli B - O„65 '": Yzorky i:s~TbíGd) byly připraveny stasadartnía spúsobeui '.:•:.] Experiment byl proveden s cílem doplnit a r o z a í ř i t riosiiä zr.-.-. mé údaje, získané studiem 1f~ ? a '% - J korelací a orient;.:/• 1 5 2 Au matricí [2] Byly změřen v normované intensity {poměr;; i («ľí. T^ = 80CtaS:} pro 85 prachodů gama ve *3~5ä T oblasti energií 270 - 2500 ke7 pro it» O,TT/2 vzhledem ke směru vnějšího magnetického pole,, Poprvé byla stanovena teplotní závislost aermovaných intensit v rozmezí 20 - 60 mK za účelem určení p&-•rametrů magnetická dipólová a elektrické kvádrupálové interakce v tuhém roztoku Ib-Gd« Zpracováni této ^ásti experimentálního materiálu bude publikováno později, Hodnota a znaménko pooäru redukovaných pravděpodobností emise komponent 9 sultipolarltou 3>1 a L přeohodu gama me E i starý se spiny I* a 1^ (tzv. aaiôäoveoího pomáxu)

velmi silně závisejí ua struktuře počátečního a konečného

02 - 07 stavu a mohou sloužit jako citlivý ukazatel při srovnávání teoretických úvah s experimentálními daty* 7 naší práoi se studovaly směšovací poměry S pro přechody mezi kvasivibračnimi stavy 2% ,2* ,8 J ,Z+ , 2 ^ .3" 1 ^ (oba K* - 0") ÍÍ EE 2 -- 1"") oct 1"") aa kvasirotaSnlm kvasirotaSnlm stavem stavem 22g aa přechody přechody 2^-* 2 ^ - *2J 2J a

2

f-2p~* 22fl • Získané výsledky potvrdily, že pro přechod 2j-*2 je í kladné, což je jediný známý případ v oblasti 150 ^ A < 180 pro sudo-sudá jádra [3] • Ve všech případech přechodů mezi stavy s kladnou paritou (kromě přechodu 2,g-»>2_ ) byly pozorovány silné příměsi s multipolaritou Ml (4-70%), které svědčí o složité struktuře příslušných stavu', zřejmě obsahujících nekolektivni komponenty. 7 přechodu 2~ r-*• 2 nelze vyloučit existenci příměsi s multipolaritou M2, eventuálnôS?. Vzhledem k tomu, že jádro 5 &d {S ~ 88) není považováno za deformované a zatím pro* něj neexistuje teoretický model ový výpočet, je Interpretace dosažených výsledků složitá a bude předmětem dalšího zkoumáni*

Literatura [ l ] (Jromova I . I . a k o l . : preprint OUal Bubna, H13-11363,1978 [2] Kalfas c.A. a k o l . : Nucl.Phys. Aiyfi(1972),615 [3] Xrane K.S.: Atomic Data and iiucl. Data Tables 16 (1975),383

t | I v

02 - 08 VYUŽITÍ AHTIC0MPT0N0VSKŽH0 SPEKTROMETRU SÍŘENÍ GAMA. IŘI VÍZKUMU STRUKTURY ATOMOVÝCH JADER Use of the anticompton gamma-ray spectrometer in nuclear structure research J.ADAM, B.KRACÍK, J.HOPPMAIÍN, A.KUGLER Ústav jaderné fyziky ČSAV, Řež, 250 68

i si I r

Na čtvrté konferenci čs.fyziků v Liberci r.1975 jsme referovali o projektu anticomptonovského spektrometru [l] , na páté konferenci v Košicích r.1977 jsme oznámili jeho uvedení do zkušebního provozu, podali jeho popis a uvedli jeho základ ní parametry [2] • Během následujícího období jsme zdokonalili elektronickou aparaturu a pro Co dosáhli faktoru potlačení comptonovakého pozadí až R=7,4. Zařazením diskriminátoru tvaru pulsů do elektronického obvodu Ge(Li) detektoru jsme docílili značného zvýšenít faktoru potlačení i pro měkkou (s£ 300 keV) část spektra. Započalo fyzikální využívání přístroje. Náš bTLticomptonovský spektrometr je vhodný pro studium struktury atomových jader, pro potřeby aktivační analýzy i pro měření nízkých aktivit gama. V tomto příspěvku se budeme zabývat pouze první možností jeho využití s tím, že některé . výsledky je možné aplikovat i v ostatních oblastech. V obvyklém uspořádání je radioaktivní zdroj umístěn vně Kal(Tl) krystalu za stínící vrstvou Pb ve vzdálenosti asi 20 cm od středu Ge(Li) detektoru. Napojení elektronické aparatury na počítač HP 1000 umožňuje současnou registraci anticomptonovského spektra, párového spektra a potlačené části spektra. Prosté spektrum lze získat jejich sumací. Tato skutečnost podstatně usnadňuje správnou interpretaci jednotlivých píku spektra. Anticomptonovské spektrum je vůči prostému zjednodušené (píky jednoduchého výletu jsou potlačeny 7.4krát, píky dvojitého výletu 55krát). Díky redukci comptonovského pozadí lze identifikovat slabé přechody, které jsou v prostém spektru překryty statistickou fluktuací spojitého comptonov ského pozadí. Tak např. při výzkumu záření gama izotopů 145-1 ^ jsme v anticomptonovském spektru objevili desítky nových přechodů.

02 - 08

;

; žj '*: /,-

Ve druhém uspořádání je radioaktivní zdroj umístěn přímo na Ge(Li) detektoru uvnitř lcrystalu líaI(3?l).V takovém případě se kromě comptonovskeho pozadí potlačují i píky totální absorpce přechodů, jež jsou v kaskádě. Velikost potlačení závisí především na počtu stupňů kaskády a je ovlivněna jejich, pří pádným rozvětvením a rovněž intensitou přímého sycení hladin z rozpadu beta. Určením velikosti potlačení jednotlivých píku můžeme tedy získat informaci o umístění odpovídajících přechodů v rozpadovém schématu, o sycení jednotlivých hladin a větvení při jejich deexcitaci. Je pravdou, že z výsledků měření koincidencí gama-gama získáváme stejnou informaci přímo a zpravidla jednoznačně. Efektivita registrace koincidencí gama-gama je však obecně velmi nízká, což zneraožňuje použití této metody pro slabé přechody. Tímto nedostatkem není zatížena výše uvedená metoda, nebot sumární efektivita registrace píku zůstává nezměněna, dochází pouse k př-e~ sunu části intensity z anticomptonovskeho spektra do potlačeného spektra. Různými modifikacemi této metody je možné určovat totální koeficienty konverse některých přechodů, poměry elektronového záchytu k pozitronovému rozpadu, případně poměry elektronového záchytu z různých atomových slupek, intenšity pozitronového roapadu na základní i vzbuzené stavy aj, Kromě ant icomptonovskeho, párového a potlačeného spel;-* tra můžeme měřit též anticomptonovské spektrum se zapojením do antikoincidenčního obvodu pouze jedné poloviny krystalu líaKEl) a spektrum trojnásobných koincidencí mezi Ge(Li) detektorem-a oběma polovinami Nal(Tl). To dále rozšiřuje naše metodické možnosti a okruh informací, jež můžeme získávat. Literatura pj

Adam str. [2j Adam str.

J., 311 J., 310

Kracík B.: Štvrtá konference čs.fyziků 1, (Academia, Praha 1976) Kracík B.: Piata konferencia čs.fyzikov 2, (Vysoká škola technická v Košicích).

02 - 09 MUK-PROJSKT APARATURY S MNOHA GERMAHIOVÍUI DETEKTORY PRO MŽŘEHÍ UHLOVÝCH KORELACÍ ZAMENÍ GAMA MUK-Propekal for multidetector angular-correlation apparatus J.ADAM, J.FORET, H.H01IUSEK Ústav jaderné fyziky ČSAV, Řež, 250 68 Měřící komplex MUK bude využíván ve výzkumu struktury stavů atomových jader, vzbuzených rezpadem beta. Výsledky měření úhlových korelací záření gama dovolují určit jeho multipolaritu a spiny vzbuzených hladin. Umístíme-li zkoumané radioaktivní zdroje do magnetického pole budeme měřit pertubované úhlové korelace, jejichž acalysa dovoluje určit hodnoty magnetických a kvadrupólových momentů vzbuzených hladin Jádra. Použití několika detektorů při měření úhlových korelací vede k značnému (21krát v případě 7 detektorů) zkrácení doby měření a k vyloučení některých systematických chyb ve srovnání s obvyklým dvoudetektořovým zařízením. Plánujeme využít zařízení MUK při výzkumu radioaktivních jader získaných na urychlovači U 120 M, které mají dobu života delší než několik desítek minut. Předpokládáme dále měřící komplex MUK vybudovat na svazku hmotově separovaných izotopů v rámci programu JASNAPP-2 v 5Ú\7V Dubna. Hmotový separator bude umístěn přímo, na svazku- protonů urychlených do energií 660 MeV a tak bude umožněno zkoumání radioaktivních jader s krátkou dobou života - od 0.1 sek výše. Zařízení MUK podstatně doplní a rozšíří experimentální možnosti výzkumu jader vzdálených od pásu stability beta. Měřící komplex MUK bude registrovat spektra dvojitých koincidencí pro libovolnou kombinaci detektorů. Na počítač se budou pro každou koincidenční událost předávat údaje o energiích zářeni gama registrovaných každým z obou detektorů a informace, v jakých detektorech byly události zaznamenány (t.j. údaje o úhlu výletu kvant gama). V případě měření perturbovaných úhlových korelací se bude registrovat i směr magnetického pole. Základní částí zařízení jsou:

II

. i

"•• \-í -

02 - 09 a) Komora radioaktivního zdroje případně doplněná transportním systémem krátkodobě žijících jader b) Polovodičové Ge(Li) detektory s objemem více než 50 cm^ a energetickým rozlišením A E ^ < 2.5 keV pro E^ =1330 keV c) Spektrometrické trakty, z nichž každý obsahuje: předzesilovač, zesilovač a analogově digitální konvertor d) koincidenční schema s časovým rozlišením lepším než 50 nsek e) logické schema a přizpůsobení k předávání informace do počítače* Veškerá elektronika bude ve standartu GAMA.G. f} supravodivý magnet s magnetickým polem dosahujícím hodnoty 2 tesla. V současné době je navrženo prostorové uspořádání sedmi Ge(Li) detektorů, jejich stínění a rozmístění transportního systému (viz obr.). V případě měření perturbovaných úhlových korelací bude toto uspořádání modifikováno na šest detektorů; rameno transportního systému se sklopí do vodorovné polohy a kolmo na rovinu detektorů bude k HA zdroji přiloženo magnetické pole, vytvářené supravodivým magnetem. Bylo zkonstruováno, vyrobeno a odzkoušeno několik prodloužených horizontálních kryostatů pro Ge(Li) detektory. Bylo vyrobeno několik Ge(Li) detektorů s požadovanými parametry* Započalo se s konstrukcí transportního systému pro krátkodobě žijící radioaktivní jádra. Byla vyzkoušena první varianta programu pro záznam informace*

02 - 10 REAKCIA (nt/p£) v jadre 2 3 5 U () i '" The (n,/pf) reaction in

z.DLouář, A\DUKA.-ZÔI2OMI, J.KRIŠTIAK, C.PANTELEEV Spojený tfstav jadrového výskumu, Dubna, ZSSR V zloženom jadre, ktoré vzniklo absorpciou neutróna, prebieha hlavne proces štiepenia a emisie gama-kvantov pri prechodoch na nižšie energetické úrovne. Rozdiel medzi väzbovou energiou neutrónu a výškou bariéry je /v 800 keV, preto sa dá očakávať, že zložené jadfro i po vyžiarení jedného fotónu bude mať pomerne veľkú štiepnu šírku f~, t.zn. môže nastať proces (n, <j»f), predpovedaný napríklad v prácach [1,2]. Experimentélny výskum (n, ift) procesu - štiepenie ťažkých jadier rezonančnými neutrónami po predchádzajúcom vyžiarení gama-kvanta, môže poskytnúť dôležitú informáciu o gama-prechodoch; medzi vysokovzbudenými stavmi zloženého jadra ( E e x c i t /v6 MeV), o vlastnostiach týchto stavov pri rôznych deformáciách jadra a taktiež o výške a štruktúre bariéry štiepenia. V tejto práci sa používa nový prístup {3\» podstatou kto- • rého je registrácia charakteristického rentgenového žiarenia atómov uranu, K Ä i. ktoré vzniká v dôsledku vnútornej komver2 "ífi zie predštiepného gama-žiarenia (E--) zloženého jadra J U v koincidencii so štiepením. Hodnota Rj , ktoré určuje počet rentgenových kvánt na jeden akt štiepenia zaregistrovaných v koincidencii so štiepením v i-tej rezonancii, sa dá vyjadriť ako

*

rvi

nakoľko sa predpokladá, že šírka procesu \nL sa nemení od rezonancie k rezonancii. Experimenty sa prevádzali na neutrónovom zväzku impulzneho reaktora IBR-30, na 57 metrovej prieletovej báze, čo umožnilo rozlíšiť neutrónové rezonancie ^U v oblasti 1-21 e V. Ako terč sa používala viacvrstvová ionizačná štiepna komora. Celkové množstvo 2 3 5 U v komore bolo 2 g. RSntgenové kvanty sa zaregistrovali Ge(Li) detektorom s objemom 5 cm 3 a rozlíšením 1,3 keV. časové rizlíšenie koincidencii

J "

F

j

02 - 10 ^ - ŕ bolo 40 ns. Zaznamenávanie informácie sa uskutočňovalo pomocou počítača IBk-i 1001 na magneticky disk. Zmerané priama závislosť (13 R^ od l/pi (viS obr.) umožnila určiť vzťah f (0.23 i

É
0.13)

(2)

Óe atredované cez spektrum predštiep-

R.nôV

oos

01

o is

0 2

r;1r

i

O 2 S

Porovnania vzťahu (2) s výsledkami práce[^J , v ktorej aa určila hodnota čítala äírka procesu (n, «\f),

a stredné energia gama-žiarenia, <E Tf > - (750 i Ukazuje sa, že medzi predštiepnými gama-prechodani prevládajú gama-prechody s multipolaritou Ml • [l] [2] [3] [4] [5]

V.Stavinskij, M.O.Shaker, Nucl.Phys. 62 (1965) 667 J.E.tynn, PhyswLeti; 18 (1965) 31 Z,Dlouhý, J.Kriätiak, Ts.Panteleev, Czecb.J.Phys. B26 (1976) U34 A.A.Bogdzel e t a l . , OIJAI, 3-9012, Dubna, 1975 J.Trochon, G.Simon, Cs.SQkôsd, Acta Hiys.Slovaca. 26 (1976) 25

ti--'

02-11 16 2

VÝPOČET ÚHLOVÉHO ROZDĚLENÍ REAKCE D y ( d , ď ) ľfil E.«=12 MeV IOí: C a l c u l a t i o n of the Dy(d,d ) angular d i s t r i b u t i o n a t 12 MeV

p . HOLAir, F . ŠTĚRBA, J . ŠTĚRBOVÁ* Katedra jaderné fysiky SÍFF UK, Fele-Tyrolka, Praha 8, 180 00 J. CEJPEK tfstav Jaderné fyziky ČSAV, Řež, 250 68

Při výpočtech úhlových rozdělení jaderných reakcí se obvykle používají dvě metody. 2 2 52£53í5_2ES2ÍÍ2S£e._SJ222!äle."" nými vlnami (DWBA), pro kterou jsou vypracovány vhodné výpočetní programy (např. DWUCK £1J ) a která umožňuje provádět výpočty i na středních počítačích. Hevýhodou je, še uvažuje pouze jednostupňové procesy. Proto není příliš vhodná pro výpočet úhlového rozdílení nepružného rozptylu iontů, který může být ovlivněn vícestupňovými přechody v jádře. Je však úspěšná v případě reakcí s přenosem jednoho nukleonu (např. (d,p)). 2j_ 5Í£*2<í§_Zá£2Sr£íLŽä2älŽ (cc)t která vychází z detailnějšího popisu jaderné reakce, výpočty však vyžadují velké počítače a poměrně dlouhý výpočetní čas. DWBA metoda, aplikovaná na reakce 1 é 2 Dy(d,p) a i 6 2 Ď y (d,t) při energii E. a 12,1 MeV, nám již dříve umožnila najít parametry optického potenciálu pro interakci d + Dy Í2J • Proto jsme se pokusili aplikovat tuto metodu také na nepružný rozptyl 12,1 MeV deuteronů jádrem Dy s cílem prověřit její použitelnost pro tento proces. Úhlové rozdělení pro přenášený moment hybnosti X bylo počítáno ze vztahu [1] do**

—^dď

=

^/) 2 »
(i) -

kde fii souvisí s deformaci jádra a Jfífl) je účinný průřez počítaný programem DWUCK Li] • Parametr f byl fitován na experiment p ] metodou nejmenších čtverců. ?ylo počítáno úhlové rozdělení pro excitaci 2 + (81 fceV) a 4 + (266 keV) členů rotačního pásu nad základním staven Dy. Do výpočtu byl rovněž zahrnut vliv Coulombovské excitace jádra (CE) [1] . Na rozdíl od reakce (d,p) se ukazuje, že úhlové rozdělení ( d , ď ) je téměř shodné pro různé parametry deutevonového optického potenciálu, testované v [2j . tíhlové rozdílení pro

02 - 11 2* stav však výrazně závisí na započtení CS a dosti závisí i na hodnotě coulombovského poloměru R Q « K nejlepšímu souhlasu s experimentem [3] vedl výpočet's parametry V = -123,3MeV, p= 1,16 fm, 9&«* 0,858 fm, W = 21 ,2 MeV, f = 1,3 fm, <£ • 0,76 fm při R C o - 1,375 fm (^/n * 0,7). Vliv CE na úhlové rozdělení pro 4 + stav je podstatně menší, shoda výpočtů s experimentem [3] je však obecně horší (~)r/n * 2 ) , Hodnoty oj počítané s uvedenými parametry (D1 v [2] ) jsou na Obr. 1 (2 + stav) a 2 (4 + stav). O

DWbeiCF

0,-i

40

10

fSO"

410

Obr. 1» Obr. 2. Lepší shody s experimentem jsme se snažili dosáhnout v rámci metody CC, výpočty však ukazují značnou závislost na vstupních parametrech deuteronového potenciálu, zadávané ho do programu. Bylo dosaženo velmi dobrých výsledků pro ro tační 2 + stav v jádře 1 6 2 D y (Obr. 1), pro stav 4 + jsou však zatím výsledky velmi špatné (nejlepší viz Obr. 2 ) . Výpočty a analýza úhlového rozdělení reakce Dy(d,ď) v rámci DWBA a zejména CC budou pokračovat. Předpokládáme, že nám umožní upřesnit některé parametry jádra Dy. 1 D. KUWZ, University of Colorado (nepublikováno).

2 3

P. HOLAN, p. ŠTĚRBA, J. CEJPBK, AUC ví (1976), 55. P. §TĚRBA, J. ŠTĚRBOVÁ*, M . ROZKOS, Czech, J. Phys. B22 (1973), 25.

02 -

12

HOVÉ FYZIKÁLNÍ EXPERIMENTY NA SVAZKU IZOCHROHNÍHO CYKLOTRONU U-120-H

\ *.

[.; I B

The new physical experiments for in beam measurements on the U-12O-M isochronous cyclotron J.ADAM, J.JURSÍK, A.ŠPALEK, D.VENOS Ústav jaderné fyziky ČSAV, Řež Ze studia řady jader metodou jaderné spektroskopie na svazku vyplynulá potřeba získávat přesnější informaci o multipolaritách záření gama. Proto bylo rozhodnuto vybudovat pro experimenty na novém cyklotronu v Řeži aparatury na měření lineární polarizace.záření gama a elektronů vnitřní konverze. Vzrůstající zájem o oblast jaderných stavů s vysokými spiny a energiemi vedl k projektu zařízení na měření multiplicit zářeni gama. 1) Linear*"" polarisace kvant gama nám umožní pro danou mul— tipolaritu přechodu stanovit jeho elektrický, nebo magnetický charakter a tak určit paritu vzbuzených hladin. Měření lineární polarisace kvant gama je založeno na rozdílu hodnoty účinného průřezu komptoňovského rosptylu v závislosti na úhlu mezi rozptýleným kvantem a vektorem ele• ktrického pole prvotního lineárně polarizovaného záření. Komptonovský rozptyl nastane na základním Ge(Li) detektoru a rozptýlená kvanta gama budou registrována čtyřmi dalšími Ge(Li) detektory. Citlivost polariiaetru v tomto uspořádání se mění přibližně od 60J& do 20& pro energii kvant gama od 200 keV do 2000 keV. Kinematickou selekcí, t.j. výběrem energie záření gama (E*, ) R registrovaným v základním (rozptýlujícím) detektoru a energie zaregistrované v analyzujícím detektoru (E*,). splňující podmínku O.36< i n ^ C t d o / Ó ' L t^J^ + Vř^-)aJ
02 - 12

i'ý-

Vr

r;

Zařízení ná několik výhod; a) vzdálenost terčíku od detektoru dovoluje dobré odstínění posadí, b) svolením vhodné polohy spektrometru vůči svazku lze vyloučit vliv úhlové anisotropie elektronů, c) transmise nezáleží na energii fokusovaných elektronů, d) uožnost měření při relativně nízkém pozadí a dobrém rozlišení ( & p/p ať ÍO"-*) i v oblasti nízkých energií (-
si-

02 - 13 PŘÍPRAVA FÍZHĹÄĽKÍCH EXPEKBlEiiT© 1ÍA ôVAZKU IZOCHROiälílíO GYSJJOTROW U-120-M. Preparation of the physical experiments for in beam aeasurements on the U-120-L1 isochronous cyclotron J.ADAM, A.KUKLÍK, A.ŠPALEK, D.VEROS Ústav jaderné fysiky ČSAV, Řež Pracovníci oddělení jaderné spektroskopie plánují pokračovat ve výzkumu struktury atomových jader registrací záření beta a gama na svazku urychlených částic. Jadern?; spektroskopie na svazku umožňuje studium vzbuzených stavů ator.10vého jádra nedostupných jinými způsoby excitace (na příklad v radioaktivním rozpadu), zejména zkoumat jaderné lalíidlny s vysokými spiny ("yrast spektroskopie"). Tímto způsobem bude možné zkoumat následující probléiay struktury jádra: otázky rovnovážné formy jádra v základních a excitovaných stavech, vliv zvyšování úhlové rychlosti rotace deformovaných jader na párové síly mezi nukleony (fázové přechody ze supratekutého stavu jádra do stavu normálního^ vlastnosti kvazičásticových multipletů (prověrka správnosti modelu nezávislých kvazičástic), studovat rotační pásy v deformovaných jádrech (míchání stavů, zejména v důsledku Coriolisovy interakce), zkoumat vlastnosti jader přechodové oblasti, pro která doposud neexistují podrobnější představy, studovat otázky vnitřní struktury fononových stavů sférických i deformovaných jádrech. Hový izochronní cyklotron U-120-M má řadu podstatných výhod oproti starému cyklotronu U-120: anačně vyšší energii urychlených částic (B^ =40 MeV, E^ = 20 MeV, Ej . = 50 MeV, E^ = 40 MeV), o řád lepší monoenergetičnost svazku, měniteljgost energií urychlených částic v širokém rozsahu a o dva řády nižší emitancisvazku. Předpokládáme, že zlepšení dvou posledních charakteristik umožní několikanásobně snížit pozadí v prostoru rozmístění detektorů záření gama. Další snížení pozadí v tomto prostoru bude způsobeno zbrzděním rozptýleného svazku iontů ve Faradayově válci ve speciálním krytu vyhloubeném v zadní stěně měřící místnosti. Při výzkumu vzbuzených stavů na svazku budeme měřit

02 - 13

fe

stejně jako dříve, avšak s optimálnejšiml parametry Ge(Li) detektorů a elektronické aparatury: 1) funkce vzbuzení jaderných hladin, t j . závislost intensity kvant gama na energii bombardujících částic, 2) úhlové rozdělení kvant gama, '3) gama-gama koincidence, 4) doby života vzbuzených hladin metodou zpožděných koincidencí. Kromě výše uvedených typů měření se připravuje využití dalších metod měření charakteristik záření beta a gama. . 5) Směrové korelace kvant gama deexcitující orientovaná jádra jsou doplňující metodou ke stanovení multipolarity záření gama, zejména cennou pro přechody s blízkou energií v jednoduchém spektru gama plně nerozdělených. Výrazná je jejich závislost na znaku a hodnotě parametru směsi multipolarit. Experimentální údaje o směrové korelaci kvant gama získáme měřením, koincidencí záření gama dvěma Ge(Li) detektory. Detektory jsou umístěny na optimální vzdálenosti od terče (5-7 cm) a registrují kvanta gama emitované ve vybraných úhlech (například 0° a 90°) vzhledem ke směru svazku urychlených č á s t i c . Poměr i n t e n s i t koincidencí Snno=^i2yřií21 li, o je intensita koincidencí kvant ><-., , zaregistrovaných v detektoru X s kvanty M.x zaregistrovanými v detektoru Y a lion je intensita koincidencí kvant M.* zaregistrovaných v detektoru X s kvanty *,» zaregistrovanými v detektoru Y) je funkcí multipolarit a parametru směsi kvant to.., a u,j. • Analýza experimentálních dat se zjednoduší j e s t l i ž e víme, že kvanta M,Z jsou kvadrupolové přechody. Pak hodnota slabě závisí na. spinech hladin I a orientaci počátečního stavu a přibližně pro přechod 0

a) J e s t l i ž e RJJQQQ = ! P ^ b) ^ Q O Q ' ' * P^ dipólový charakter 3

•c) RJ)QOQ > 3 d) H D c O t i < 1

Al A

^

fa

platí;

= -2 = -1» přechod

pak jednoznačně Ál = ±1 pak Ä I = 0, nebo AI = -1

má čistý

02 - U VÝZKUM STRUKTURY ATOMOVÝCH JADER V RÁMCI PROGRAMU JASNAPP-1 V SÚJV DUBNA Nuclear structure study by the YASNAPP-1 facility at the J I M Dubna J.ADAM, Z.HONS, M.HONUSEK Ústav jaderné fyziky ČSAV, Řež 250 68

f

V SÚJV Dubna se již řadu let věnuje značná pozornost studiu jader vzdálených od pásu stability beta a to zejména metodami jaderné spektroskopie izotopů vznikajících ozářením terčíku na svazku protonů (JASJíAPP). Charakteristickým rysem těchto výzkumů je široká mezinárodní spolupráce, na které se podílí od samého počátku řada pracovníků oddělení jaderné spektroskopie ÚJF v Řeži. V posledním období byly námi zkoumány vzbuzené stavy deformovaných jader l 6 l T m , l 6 3 T m a l 6 5 T m (Z=69). Na vyvedeném svazku synchrocyklotronu byly po dobu 10 minut ozařovány 0.5 g těžké terče Ta nebo Hf. Energie protonů byla 660 MeV při intenzitě svazku 0.1^A. V reakci hlubokého štěpení probíhající při ozáření vzniká řada izotopů různých chemických prvků. Prováděla se hmotová separace produktů reakce dosahující efektivity několika desítek procent za dobu separace několika minut. Byla měřena jednoduchá spektra gama, spektra konversních elektronů, zpožděných koincidencí gama-gama a spektra koincidencí gama-gama a positron-gama. Dvou a tříměrná koincidenční měření se zaznamenávala v matici 4096x4096 nebo 4096x4096x4096 kanálů na magnetofonovou pásku počítače HP 2116 C Měření byla prováděna na několika spektrometrech: Ge(Li), Si(Li), Nal(Tl), magnetické spektrografy a toroidální spektrometr. Izotop 1 1 Yb(T 1 y 2 =4.2 min) byl námi objeven [1] a byly zkoumány vlastnosti jeho rozpadu. Bylo nalezeno 10 vzbuzených hladin Tm. Poprvé jsme sestavili rozpadové p j z p d v é schema sce Y o 30 vzbuzených stavech ^Tm [2l . Ruzpad "Yb "Yb(!Pjy2=9.8 min) byl studován již dříve. Předchozí výsledky jsme upřesnili, doplnili a sestrojili rozpadové schema l65 Y b , které obsahuje 40 vzbuzených hladin l 6 5 T m [3] .

02 - 14 Systematika pozorovaných energií jednoôásticových hladin v lichých jádrech íĎn v závislosti na hmotnostním čísle A je ukázána na obr. Údaje pro A > lop byly převzaty z práce J4] . Provedli jsme dále výpočty energií jednočásticových stavů v potenciálu Saxona-V/oodse (s uvážením párové interakce) pro teoreticky spočtené hodnoty kvadrupolové deformace [5] « K teoretickým hodnotám hexadekapólové deformace [5] byla připočtena konstanta určená v práci ]6] na základě srovnání experimentálních a vypočtených pravděpodobností přechodů mezi stavy 7/2+[404l a 7/2" jj>23] . Výsledky výpočtů jsou znázorněny na obrázku. Bylo dosaženo poifiěrně dobré kvalitativní shody aezi experiment esa a teorií.

E(keV) 1000

0

1. 2. 3. 4. b* ó.

I.Á4am a j . , IAK SSSB ser.fyz. J8Í1974)1572 I.Adao a j . , líuel.Ehys. A254(1375)63 I.Adam a j . , Czech.Journ.Phys. B28(1978)865 H.O.Cheung a j . , Can.Journ.Phys. 52(1974)2108 C.Ekstrom a j . , Physica Scripta 7(1973)31 K.D.iáchilling a j . , J.Fnys." £3(1977)Ho.9

02 - 15

:

' ;

I \ ', ]; [ |-

ROZŠTÍPENÍ STAVfl V LICEO-LICHÍCH DBFOHrOVAHÍCH JÍDHSCH The splitting of the states in odd-odd, deformed nuclei P. HOIAK, J. KVASIL Katedra jaderné fyziky, MFF UK, Areál MFlř Trója, 180 OCŕ Praha 8, Pele Tyrolka V licho-lichých deformovaných jádrech je výsledný Rtav atomového jádra určen konfigurací protonové e neutronové čáf?ti jádra. Touto konfigurací rozumíme ve středně těžkých deforacvených jádrech Nílssonův stav, ve ktsrén; se nachází lichý nespárovaný nukleon. Při skládání protonové a neutronové konfigurace na výsledný stav jádra jsou dvě možnosti vzájem~ ne orientace spinu lichých nukleonů - paralelní nebo antiparalelní* Potenciál deformovaných jader obsahuje i nukleon nukleonovou interakční čáat, která snímá degeneraci ?• těchto stavů. ?ro úplný rozbor spekter licho—lichých jader Je třeba provést výpočty velikosti energetického rozštěpení me~ zi oběma možnými orientacemi spinu. Problémem výpočtu velikosti rozštěpení se teoreticky ZH bývá Pjatov £^t2j . Iflukieor. ~ nukleonovou interakci, aodpo vědnou za rozštěpení stavu uvažoval ve tvaru

(1) kde c<. je konstanta určující příspěvek spinových sil (Q£(fťíi],& a
ve tvaru

Yíljt.p — X"* /)s ~ ^ "*!fr ^(^"fi -*"")

(2

-

kde g je parametr interakce. Jak ukazují výsledky práce Jcnese a dr. T3I , rozštěpení počítáme s pofq|ica^Lem ve tvaru (1) Jte v dobré shodě s experimentálními íil>inpi|aai pro několik licho-lichých jader 2 oblasti vzácných sej^n. Výsledky, $0jména pro licho-sudý posuv v pásu sk = í $fl možné zlepšit *zavsdením dalšího členu do interakčního potenciálu. Tento člen. odpovídá benzonovým silám. Zároveň je možné nahradit radiální závislost interakčního potenciálu Gausscvským rozdělením: _ |"//t^«- AMJ\ ' *" (3) 189 l88 Experimentální materiál z reakce Osít,oC) Re byl zpracován na katedře jaderné fysiky MFF UK v Praze

02 - 15

K provedení úplného teoretického rozboru výsledků měření bylo nutno provést i výpočty rozštěpení* Na základě vztahů uvedených v pracích 2a 3 byl připraven program, který uvažuje potenciál ve tvaru ^ . 4 %(mfm> ). £ |£ (Kfm, ) ^ kde až jsou volitelné konstanty určující váhu jednotlivých členů potenciálu, ^f^^M,)a.íYf(A/Hľ)iBou radiální závislosti, které je možno volit bu3 ve tvaru (2) nebo (3) t &/» a G>MS jsou apinové operátory lichých nukleonů a Spn operátor benzerových sil ve tvaru - tfŽ*Z 6+) (t**,%*) % % Byly provedeny první předběžné výpočty s parametry volenými shodně 0 prací IS\ • Výsledky naznačují, že bude dosaženo pro stavy jádra Re interpretovane v [4] souhlasu s experimentálními hodnotami. Zároveň se ukazuje, že bude třeba program zdokonalit, zejména co se týká rychlosti výpočtu* Závěrem autoři děkují ing. Z. Pluhařovi,CSc. za cenné konzultace k metodám řešení teoretické formulace problému. i f:

Literatura: [1] H.I. Pjatov, Preprint SiJjV P - 999 (1962) N.I. Pjatov, Izv. Akad. Nauk SSSR, Ser. fiz. 2J, 1436 (1963) [3J H.D. Jones, N. Omishi, T. Hess, R.K. Sheline, Phys. Rev. C 2. 529 (1971)

[4I

F« Štěrba, P. Holan, J . Kvasil, M. Horáková, R.K. S h e l i ne, Czech. J . Phys. - přijato k publikaci

.

02 - 16 ŘESBNÍ TRANSPORTNÍ ROVNICE V KRITICKÉ PERIODICKÉ DESKOVÉ REAKTOROVÍ MŘÍŽI The solution of the transport equation in a critical periodic plane reactor lattice M.KHEILOVÁ Katedra fyziky SE VUT KonSvova 131 Brno, 639 00 Analytické řešeni transportní rovnice je s výjimkou nejjednodušších případů nemožné. Převedeme proto transportní rovnici na soustavu nekonečně mnoha diferenciálních rovnic, kterou budeme řešit v konečném P 2N _ 1 -priblíženx [2] . Pro jednoduchost hledejme řešení soustavy v nekonečné periodické mříži, skládající se z buněk o šířce 2c tvořených jednou destičkou paliva a jednou destičkou moderátoru, jejichž jediným konečným rozměrem je jejich tloušíka. V periodické mříži má soustava periodické koeficienty. Její řešení můžeme tedy získat s využitím některých poznatků Floquetovy teorie [l] . V případě existence dvojice komplexně sdružených multiplikátorů tvaru i/w mají jim odpovídající řešení, vektorové funkce / I

fC$k)#yJlCk&V(VlCik&

*f($+2ck)

a f

tvar

fyy

kde souřadnice § a k souvisejí se souřadnicí X (x je osa mří že) rovnicí X=$+2ck , ?é<0,2e>» k-0,±1,... . #($) je matricant soustavy, ReC , resp. /mC je vektor, jehož souřadnice tvoří reálnou,resp.imaginární část charakteristického vektoru C , odpovídajícího multiplikátoru Q1 . Všimněme s i blíže nultého momentu fo(X) řešení f(X), který je úměrný hus 1 totě toku neutronů. Hulte momenty řeaeníIf(f+2ck) můžeme vyjádřit ve tvaru

*fo($+2ck) = A (Vcos (k * * V f f)),

(3)

02 - 16 přičemž

a platí Snadno lze dokázat, že funkce ^í'^) nenabývá pro $ / nulových hodnot. Nulté momenty můžeme vyjádřit také pomocí proměnné X

přičemž A(X) a ^ 0 0 jsou spojité periodické funkce s perio-

dou ZC a platí

Tp(X) =
XG<0,ZO

T&ešení (4) jsou periodickými funkcemi x jen tehdy, je-li podíl :gr celé číslo. Perioda je rovna^jrZe .Není-li tomu vak., lze dokázat, že zmíněné funkce jsou skoro-periodické. Existence a rozložení nulových bodů řešení (4) je dána konstantou 2# a funkcí , Z rovaic (4),rssp. (3) stanovíme nulté momenty relativní snadno, neboť stačí vypočítat matricant soustavy pouze v jedné buňce mříže. V případě, že se mezi vypočtenými multiplikátory nevyskytuje dvojice multiplikátorů tvaru (l)i nemůžeme považovat mříž sa kritickou, nebo? v tomto -případě existují pouze stále rostoucí, resp.klesající resenx. Literatura [i] JakuboviČ V.A.,Staržinskij V.M.:Linějnyje dtferencialnyje uravněnija s periiodičeskimi koeficient ami, Moskva 1972 \Z\ Kheilová M.: ve sfcoŕníku Piata konferencia čsl. fyzikov Košice 1977, str.362

02-17

NÁVRH HYBRIDNEJ PROPORCIONX'LNO-KORÓNOVEJ KOiďORX Development of hybrid proportional-corona chamber J.ORAVEC, K.KVETAN Katedra jadrovej fyziky PPUK,Mynská dolina,31631 Bratislava Medzi najpoužívanejšie detektory v jadrovej fyzike patria ir.nohovláknové plynové koaory. Používajú sa na polohovú registráciu častíc vo fyzike vysokých energií a na rádiografické účely v krystalografii, biológii, chémii, astronomii a pod (Y]. Pre činnosť nnohovláknových komôr sa najčastejšie využíva proporcionálna, prípadne G-k-oblasť. V našej práci sme skúmali možnosť činnosti ko-ory v koronovej oblasti samostatného výboja f''J. Detektor bol rozdelený na dve sekcie - proporcionálnu a koránovú - a na základe meraní s alfa-žiaričom äm sa porovnali ich vlastnosti. Hľadala sa tiež optimálna plynová náplň Ar + C 0 2 i optimálna konštrukcia komory pre súčasnú Činnosť oboch sekcií a ich vzájomné ovplyvňovanie. Boli zistené nasledovné fakty: 1/ NajlepSie vlastnosti pre súčasnú činnosť oboch sekcii vykazuje náplň Ar + 2-3°/oCO2 Cobr.l) 2/ Hrúbka centrálnych anodových vlákien by nemala byť menšia ako 50 /UD - z dôvodov stabilnej Činnosti Cobr.2) 3/ účinnosť registrácie v koronovej oblastí je o niekolko percent nižšia - vzhľadom na dlhšiu mŕtvu dobu (obr.3) 4/ Energetické rozlíšenie oboch sekcii je približne rovnaké 5/ Ak sú obe sekcie napájané zo spoločného napäťového zdroja, plato pracovnej charakteristiky sa výrazne predĺži Prednosťou koronových komôr pred'inými typmi detektorov je vysoko stabilná činnosť aj v silných tokoch slabo ionizujúceho žiarenia. Opísaná hybridná komora je teda vhodná napr. na štúdium (n, oť) reakcií pri silnom pozadí z impulzného reaktora. Proporcionálna sekcia by slúžila na polohovú registráciu žiarenia a koronovou sekciou by sa detegovala vlastná početnosť častíc. [1]. G.Charpak: Nature (London) 270, No 5637 (1977) 479 [2] . J.Oravec a kol.: Jaderná energie 24, 1973, 5.2, 57

02 - 17

4

IflfeVI

Obr. 2

Obr-1

řrop obi

Kor Obi

41

»/»»/

>*»••/>/


Obr.l. Přibližné hranice proporcionálnej, poloproporcionálnej a korónovej oblasti ako funkcia percentuálneho zastúpenia C 0 2 v argóne Obr.Š. Hranice pracovných oblastí komory ako funkcia priemeru drôtov. Oil

Obr.3. Porovnanie účinnosti registrácie alfa-žiarenia * Am, prirodzeného pozadia a energetického rozlíšenia pre proporcionálnu a korónovú oblasť

.02 - 18 NIEKTORÉ CHARAKTERISTIKY MNOHOVLÁKNOVÉHO KORÓNOVÉHO POČÍTAČA Seme of characteristics of multiwire eorona counter K.HOLÝ.J.ORAVEC,S.DSAČEV Katedra jadrovej fyziky PPUK,Mlynská dolina,Bratislava,81631 Pre meranie nízkych aktivít alfa bol postavený koreňový počítač s konfiguráciou elektród n-Tlákien medzi platňami [1], [2].Steny pečltača sú vyrobené z hliníka.katódy sú tvorené dvomi Tyaekoleátenými duralovými platňami.Každá z katód má plechu 200 x 2Ó0 mm2.Anóda počítača je molybdénové vlákno o priemere 30 ^om, ktoré Je eik-eakevite natiahnuté medzi katódami. Vzdialenosť roviny anódy ed oboch katód je 35 mm. Beli itudovanécharakteristiky postaveného mnehevláknovéhe koreňového počítača,pre anódové1 vlákno natiahnuté s odstupom 10 mm, 20 nm a 30 mm.čim sa vytvoril v počítači postupne systém 17.9 a 6 paralelných vlákien. Pri štúdiu charakteristík počítača bol používaný bodový zdroj žiarenia alfa 241Arn*Pečítač bol plnený argónom na tlaky 66.6 a 93.3 kPa. Kladné jednosmerné vysoké napätie sa podávalo na vlákna počítača eez zařazovací odpor 10 MÍ2 . Niektoré výsledky Štúdia sú zhrnuté v tabulko:

í

Vzdialenosť anódových vlákien [mn] Tlak náplne [kPa] Zápalné napätie korón, výboja [V] Vnútorný odpor počítača R T [MQ]

A- [•]

WA k

Dlžka ploiiny počítacej charakteristiky [T] Stúpanie ploiiny [%] Pracovné napätie [V]

10

20

30

93,3 66,6 93,3 66.6 93.3 2450 1630 1930 1510 1750

350 180 230 140 160 0.33 0.62 0.94 0,92 1.38

4,5 7,5

8,8 8.2

9

200 600 500 500 250 12 ~o ~o ~o ~o 2900 1900 2300 1900 2400

Hodnoty vnútorného odporu R T , maximálnej amplitúdy impulzov od častíc alfa A* a pomeru maximálnych impulzov od častíc alfa k maximálnej amplitúde šumových impulzov A oC /A k uvádzané v tabulko sa vzťahujú k pracovnému napätiu*

02 * ta T pačitaél so Tzdialaaaaťav amádorýeb Tlákiaa 10 K B ja ýatrabaé psnřlrať vysoké pracavaé aapätia.Fri zaťazoracam adpara 10 M Q počítač sapraouja stabilas /R z << ^/.Pl^Sia* paCltaetj charakteristiky J« rtlaťlTaa krátka a s rmlkfm stúpaala.P«H»r A aL /Á k j« mírky. P«£íta6 8« Tzdi&laaasťau aa«d«rýel| vlákim 30 • K Í zt štndoTaaýeh koafigur&eil najniifii* zápalaé aapäti* karáay a peasr A^/A^ j« aajTSčií. V p«£íta£i rsak Tzmikajů za priQámyai iapulzaai ed Sastío alfa sakiutdArm* ispalzy.ktaré sp68*bnjú zTftiiaai* pe&ctmocti • p«6iato£»»J ablaati p«£ltcc«j eharaktsriatiky a skrát«ai« jaj plaiiay. Paatareay nnahorlákaarý počítač má najlapsia ebaraktcriatiky pra Tzdialaaast aaódavýeh rlákiaa 20 aa. Pommr Ao
%

I

[1] USAČEV S.,ORAVEC J.,HOLÝ K.: ACTA aioa XI? /1973/,113 [2] OHAV££#.,USAČET S*,MtA K.^SITlB E..CHBAPAN J.:*tola*r Isatr. and Hatbada 129 /1975/.451

02 - 19

ELEKTROSTATICKÉ POLE ^3fULtIELEMENIN0ffPRQPOBCIONÁLNOM

\otttkti

Elektrostatic field iomultielemBnt proportional counters

J.SZARKA Katedra jadrovej fyziky a.fistav íyziky ábiofyziky UK, Mlynská dolina, Bratislava, S16 31

\

Multielementné proporcionálne počítače ( liEPPj pře meranie nízkych aktivít nízkoenergetáckych žiaričov beta, vyžadujú optimálnu volbu konštrukčných párametrov,f l,2j . JiEPP majú obalový počítač mnoho vláknový a vnútorný počítač v cylindrickom usporiadaní, oddelené len elektricky sústavou katódových vlákien.. Vnútorný počítač je rozdelený pomocou katódových a anódových vlákien na viac menších počítačov, tzv.. elementov v tvare pravidelných šesťuholníkov. Pre volbu priemerov anódových a katódových vlákien, resp. ich počtu, je nevyhnutné poznať rozloženie elektrostatického póla v počítači. Uvažujme o počte N katódových vlákien rozložených pravidelne po kružnici o polomere R, kde;2Ä^N je uhol medzi dvomi susednými katódovými vláknami o polomere r. . Pre potenciál v polárnych súradniciach V (r;?) môžeme p'ísať: •.

-r

In

R 2 + r 2 - 2Rr cos(lT- n ^ Í )

kde konštanta - v/4Ä"/ notku dĺžky vlákien.

r

(1)

súvisí s nábojovou hustotou na jed-

V prípade MEPP môžeme vybrať konečný počet 11 kružníc, kde podmienky pre rov.Cl) budú splnené. Napríklad ak budeme uvažovať o počte katódových vlákien Ií = 12 v jednom elemente, kde katodové vlákna sú umiestnené vo vrcholoch šesťuholníka a v strede jednotlivých strán, tak pre 7 elementov vnútorného počítača a obalový počítač bude M = 9. Z toho 7 kružníc . bude pre katódové vlákna, jedna kružnica pre anódové vlákna

t *

l;v i',_ j*

02 - 19 okrajových elementov a jedna kružnica bude pre anódy obalového počítača. Ak berieme do úvahy aj vonkajšiu katódu obalového počítača, tak je nutné každé vlákno uvažovať spoločne aj so svojím zrkadlovým obrazom (a /R; j^y, kde a je polomer vonkajšej katódy. V takom prípade z rov.(l) dostaneme pre potenciál od všetkých elementov vnútorného počítača a tiež od obalového počítača:

2JT= +<*r J R2.+ r 2 - 2R,r cos(jf- n §

N.

M

n=l

In

In

(a 2 /R j ) 2 +r 2 -2(a 2 /R j J (2)

+ K

kde M je počet vhodne vybraných kružníc o polomere R. s počtom vlákien N-,Ot>- je tzv. fázový posuv usporiadania vlákien po kružnici, K je konštanta a *C./4XL resp. 3f/4X£„ S Ú konštanty súvisiace s nábojovou hustotou na jednotku dĺžok vlákien. Na obr.I sú ukázané výsledky výpočtov pomeru V/V Q f 1-pre válec, 2-pre rov.(2), 3-pre rov.

U). [ljfPovinec P . , Szarka J., Usačev S., Nucl.Instr.Meth. (v t l a č i ) . [2}szarka J., Povi— nee P., Nucl.Inst. Meth. (v t l a č i ) ^

0.2 '-•i

Obr.l.

02 - 20 V U 7 TSGHNOLOGIB pfiÍPBOT 7ZQHKU Sk HODNOTY A3YMBTEIB zifiSHÍ GAMA JADER IZOTOPU T1BBIA 7 GADOUSIOVÉ MATRICI She influence of a source preparation technology on a gamaaray asymetry of lb isotopes in gadolinium matrix J.DUPAZ Spojený ústav jaderných výzkumů Dubna, SSSB I.PUSI ítfČSAV Praha 8, Na Slovance 2 , 180 00 A.MACHOVÁ, J.6ÍK0VSKÍ. ČVUT Praha 6, Zikova 4 , 160 00 Výsledky měření prostorové asymetrie emise záření gama souboru orientovaných jader izotopu Ib v Gd matrici ukazují v některých případech výrazný vliv technologie přípravy vzorků na hodnotu asymetrie [l,2,33» Vzorky, připravované im-» plantaoí izotopu Tb do Od matrice a vzorky připravované tavením Od s aktivním Xb,O„ vykazují podstatně vyšší hodnoty asymetrie emise záření gama než vzorky připravované ta* vením Od s aktivním chloridem Tb. Vzhledem k tomu, že experimentální hodnota asymetrie závisí mimo jiné [4] na stupni magnetického nasycení používaných feromagnetických matric, bylo provedeno doplňující maření magnetického momentu matric v závislosti na vnějším magnetickém poli u vzorků, zhotovených různou technologií, používanou v práci [3]* Při přípravě väeoh vzorků se používalo Gd (čistota 99.97*), které bylo v případě • ponecháno čisté, v připadá B byl na jeho povrch nanesen chlorid stabilního Tb a v případě C kysličník Tb.Ou. Tepelné zpracování vzorků bylo stejné jako v práci {3] • Vzorky měly tvar přibližně kulový, rozdíly mezi wrliKR"]"*"? a minimálním průměrem byly menší než 10$. 7 důsledku zvolené metody tepelného zpracování obsahovaly malý kousek wolframového drátu. Měření bylo provedeno vibračním magnetometrem Model 155 firmy Princeton Applied Beaearoh. Vzorky byly ochlazeny na teplotu'*'4 K a indukce vnějSího pole se měnila v rozmezí O a2 2 I. Magnetioký moment M se určoval vždy pro ty dvě různé orientaoe vzorku vzhledem ke smáru vnějšího magnetického pole

02 - 20 B

j; \ ;| \ ; ž I I I; I

+, při kterých byla hodnota II maximal n-f a minimální. Výsledky měření nkásaly, £• pro technologii A a předběžně i G dochází J^ aagnetiokému nasycení veorku bez ohledu na orientaci pro vnějšíypole 1 ^ ^ 1 , 2 5 *P, oo2 po odefitení vlivu damagnetizace odpovídá Vnitřnímu poli B ^ ^ — 0,4 T. Malá anizotropie hodnot, magnatizaoe se ve vzorku pozoruje jen při nízkých hodnotách vnějšího pole a v oblasti nasycení se ztrácí. Tuto anizotropii lze vysvětlit odchylkou demagnetizacniho faktoru od 1/3, neboí vzorky nejsou zcela kulově symetrické. V případě chloridové technologie B byla pozorována silná anizotropie hodnot znagnetizaoe v závislosti na orientaci vzorku ve vnějším poli a snačně snížená schopnost magnetického nasycení. Tyto efekty nelze vysvětlit demagnetizačním faktorem. Výsledky měření magnetického momentu vzorků a asymetrie emise záření gama [3} byly porovnány kvantitativné [5^* V. vzorků připravovaných chloridovou technologii činí redukce asymetrie emise zÁření gama ~ 38% proti hodnot S mařené za stej ných podmínek na vzoroíoh s matrici z čistého gadolinia. Průměrná hodnota této redukce vyplývající z měření magnetického momentu vzorků A a B činí ~ 33*» Výše uvedené výsledky nasvedSuji, Že redukci asymetrie emise záření gama vzorku, připravovaného chloridovou technologií lze pravděpodobně přičíst . přítomnosti chloridů, způsobujících sníženi schopnosti magnetického nasycení matrice. Práce v tomto směru pokračuje Literatura [l] Fox E.A.,Hamilton W.D.: in Proc.Int.Conf. on Bare Earths, Uppsala 1974, p.176 [2] Brzinkian A.l. aj.: ŽBTř 72(1977), 1902 [3] Uromova I.I. aj.: Preprint OTJal Dubna R6-11871, 1976 [4] Berglund P.H. aj.: J.Iow Temp.Phys. 6(1972), 357 [5] Bude publikováno

02-21

RENNINGER8V EFEKT PŘI OIFRAKCI NEUTRONU NA DEFORMOVANÉM MONOKRYSTALU Renningar Effect in Neutron Diffrection by Distorted Single-Cryatal M. VRÁNA, P. MIKULA, R.T. MICHALEC Ústav jaderné fyziky ČSAV, 250 68 Řež w RenningerOv efekt (RE) f l j - pozorováni nenulové intenz i t y difTaktovaného svazku ve směru zakázané reflexe nastává tehdy, j e s t l i ž e j e Braggova podmínka splněna krone na primárn i (zakázané) rovině h* alespoň na jedné d a l i i dovolené rovině T • V případě neutronové difrakce ne ideálním monokrystalu lze na základě dynamická teorie difrakce očekávat intenzity o 3 - 4- řády nižší ve srovnáni s intenzitou dovolených r e f l e x i a tudíž j e RE experimentálně obtížně pozorovatelný. Ovšem v elasticky deformovaném monokrystalu může RE vzrůst i o několik řádů. Za p'ŕedpoklsdu, že deformace krystalu u" a rozměry krystalu jsou takové, že pro dvouvlnovou d i f r a k c i j e použitelná "lamelová" aproximace ( t . j . intenzita reflexe j e úměrné změně Braggova úhlu podél dráhy neutronů v krystalu) může být intenzita RE v deformovaném monokrystalu oceněna na základě následujícího modelu. Intenzita RE bude úměrná ploše na Ewaldově kouli [!k| m konst* tvořena vektory k" , pro které j e splněna Braggova podmínka na rovině 1 v rjěkterém bodě krystal u na dráze dopadajícího neutronu r^ • | . s a současně odražený neutron s vlnovým vektorem k* + T - r(íu*(ř*,)-) splňuje v některém bodě r"2 na své dráze uvnitř krystalu Braggovu podmínku vůči rovině H\ - T. Pro intenzitu takto dvojnásobně odraženého svazku do směru k + h obdržíme

(D kde x^ je výstupní výstupní bod svazku vidět, že intenzita torem (k*(n*xí)) a j e

bod primárního svazku z krystalu a yM je odraženého od roviny 7 . Z formule (1) je RE pro danou rovinu 1 j e ovlivňována fakúměrná dráze odraženého neutronů od této

02 - 21 roviny v krystalu. Destliže deformace krystalu je způsobena elastickými kmity u > u*of(ř*.t) lze na základe (1) očekávat kvadratickou závislost intenzity RE na amplitudě kmitů. Experimentálně bylo pozorováni RE provedeno na monokrystalu Si deformovaném ohybovými kmity, 1, nacházejícím se v poloze Brag"•**"• •* .;\ ^ (d] j govy reflexe na rovině (222) voči neutronům s vlnovou dálkou h- ,:""' \ - -\ • " ii vfii

|;;

Í ,(. '< °>/°'"°"° ~ '«\>[c\ > - 1.05 Ä [2] . Na obr. 1 je (bl S .^.-.^^.-^w-.wV^^.^ ' ukázané závislost intenzity od1

°^s *

n„in»„i.„iiu»% ll i.ii.»i,iin«iii

.i.i.i.

,-«.

V

bl I

oT ý

itr í? ár ~2? r a ž e n é h o s v a z k u n a a z i m u t á l n i n 4* ú h l u může uplatňovat kolem 60 rovin T. Pozorovaná intenzitní zévislost RE odpovídá hustotnímu rozloženi rovin 1 po <^> s ohledem na relativní příspěvky jednotlivých rovin do celkové intenzity dle formule (1). • [l] M. Renninger, Z. Phys. 106 (1937) 141 [2J P. Mikule, R.T. Michalec, M. Vrána. 3. Vávra, Acta Cryst. (1979) (v tisku)

' . t /

í

'

•

?J : r : :. \: ; | |

f,|' £ £

02 - 22 STUOIUM DIFRAKCE NEUTRONU DOKONALÝMI MONOKRYSTALY PRÔLETOVOU METOOOU Ti«B-of-flight neutron diffraction by perfect single crystals 3.A. ALEXANOROV. T.A. MAČECHINA. R.T. MICHALEC, L.N. SEDLÁKOVÁ Laboratoř neutronové fyziky, SÚZJV Dubna, SSSR.

i

Oifrakce neutronů dokonalými monokrystaly byla doposud studována jenom na stacionárních reaktorech. Při tom byly pozorovány typické dynamické jevy jako primární existence, Pendellôsung efekt, anomální absórbce neutronů a další jevy [l]. V naši laboratoři jsme pro studium difrakce neutronů dokonalými monokrystaly použili průletové difrakční metody na impulsním reaktoru IBR-30 [2]. Byla zmořena integrální reflektivita monokrystalů Si a Ge v závislosti na vlnové délce neutronů v intervalu X =(0.5 - 5) X. Experimentální data souhlasí s vypočtenými hodnotami. Dále byly studovány difrakčni profily dvou monokrysta220 1000440 1 lů Si v paralelním reflexním uspořádáni (n,-n), dané 500-

880 0 0,5

vztahem[3]:

\LJ

2,5

1.0

A[Á]Obr. +00

1. (i)

Na obr.l. j e Časové spektrum dvojnásobně difrektováných neutronů pro fi~O. Difrakčni profily pro reflexe (220), (440) a (660) jsou na obr. 2. Z dynamické teorie difrakce zářeni plyne, že pološiřka

02 - 22

difrakčních profilů (1) je dána vztahem [ 3 ] : A2. Ne. Fhkl JI. sin 2€),B

(2)

Doposud změřené difrakční profily [l] vykazují zpravidla vyěši hodnoty než vyplývá ze vztahu (2). V tabulce Jsou uvedena naše teoretická i experimentální dste. 4000

3000-

2000-

^kl

W

220

2.46

2.5 t O.I

440

0,61

1.3 í 0,1

660

0,27

0,8 Í O.I

teor.

exp.L 1

Přednost průletové difrakčni nstody v těchto experimentech spoCivá v torn, ie je možno měřit součscní několik reflexi v konstantní geometrii a -5' neexistuje přimie neutronů vyiSich reflexních řádfi. Obr.2. Ve studiu dynamických Jevů, vznikajících při difrakci neutronů a v jejich aplikacích, se bude pokračovat na impulsním reaktoru IBR-2. 1000-

[li W.F. Sears: Can. 3. Phye 56 (1978), 1262 [2] I.M. Frank: Particles and Nucleus, 2 (1972), 805. [3] R.W. Oames: The Optical Principles of the Diffraction of X-Rsys. 6.Bell and Sons Ltd, London, 1965.

02-23 VLIV MNOHONÁSOBNÉHO BOZFTYLU DEUTERON^ NA SPEKTRÁLNÍ SLOŽENÍ NEUTRONÔ d+T GENERÁTORU Influence of multiple scattering of deuterona on neutron spectrum of d+T generator P. KOŽKA, J. VINCOTO, P. BÉM Ústav jaderné fyziky ČSAV, Sež u Prahy, 250 68

..» 1

',

'i" . : >. •'. :|ř

Neutrony, jež jsou produkovány • jaderná reakci T(d,n)*He, vznikají na dráze deuteronů T Ti-T terčíku. Při průchodu svazku deuteronů Ti-T terčíkem dochází nejenom k jeho energetickým ztrátám, ale rovněž k úhlovému odklonu deuteronů od původního aměru, což je zapříčiněno jejich mnohonásobným rozptylem na jádrech Ti. Oba tyto faktory mají vliv na energetické 3pektrum produkovaných neutronů. Proto je důležité při využití T(d,n)*He reakce jako zdroje "monoenergetických" neutronů zahrnout vliv mnohonásobného rozptylu deuteronů v terčíku na energetická spektrum neutronů dopadajících na ozařovaný vzorek. Jestliže svazek nabitých částic (deuteronů), který dopadá na terčík konečné tlouštky t, je iízký a paralelní, potom v důsledku mnohonásobného rozptylu jsou částice rozptylovány na úhel O s pravděpodobností f(S, t). Pravděpodobnostní rozložení f(*,t) a střední tíhel rozptylu S mohou být vypočteny za předpokladu, že rozptyl je čistě Coulombický a že existuje kritický úhel, pod který je rozptyl potlačen kvůli stínění jaderného náboje elektrony atomu. Výpočty tohoto typu byly provedeny Molierem [lj pro interakci rychlých nabitých částic pro případ C<1 (Bornův parametr oC = ZjZg/137/J ; Z x a Z 2 jsou náboje interagujících Čáitic, (b - v/c). Meyer [2] řeSil mnohonásobný rozptyl částic s malou energií (0C>1 ) na základě klasického výpočtu jednočásticového- účinného průřezu rozptylu pro Couloatbický potenciál zahrnující efekt stínění. - Úhlové rozložení mnohonásobně rozptýlených nabitých částic může být počítáno pro konkrétní geometrii experimentu podle Molierovy nebo Meyerovy teorie metodou Monte Carlo. Stiehlerův program IÍCVEST [3] takto počítá mnohonásobný rozptyl při průchodu rychlých nabitých částic (Moliere) nekonečnou vrstvou rozptylujícího materiálu konečné tloušíky. Výsledkem

02 - 23 je úhlové rozložení vyletujících částic z terčíku, které dopadnou na ozařovaný vzorek, strední úhel rozptylu a střední počet srážek na jednu Částici., • Pro výpočet mnohonásobného rozptylu deuteronů na jádrech Ti v Ti-T terčíku konečných rozměrů byl sestaven analogický program ROZPTYL. Úhlové rozložení mnohonásobně rozptýlených deuteronů na Ti vypočtené pro konkrétní geometrii experimentu poule Meyerovy teorie uvedeným programem je na obr. 1. Střední úhel rozptylu je 2.8°, střední počet rozptylů na jeden deuteron 1*934 . 10 . Vlivem energetických ztrát deuteronů v uvažovaném Ti-T terčíku a jejich mnohonásobným rozptylem na jádrech Ti dochází k tomu, že neutrony, vznikající v T(d,n)4He reakci ( Q = 17.58 MeV), budou dopadán na ozařovaný vzorek (ve vzdálenosti 100 mm od terčíku ve směru svazku deuteronů) v intervalu energií 14.15 - 14*82 iseV se střední energií E n = 14.7 MeV.

obr.1

f 2° 3° 4° 5° 6° O

Ji] Koliere G., Z. Naturforsch. 2a (1947) 133; 3ä (1948) 78. [2] ííeyer L. f Phys. Stát. Sol. 4jb (1971) 253* pi] Stiehler T., Report ZfK-283 (1976).

02-24 ZAHRNUTIE POVRCHOVÝCH INTERAKCIÍ DO EXCITÔHOVÉHO HODELU I n c l u d i n g of surface i n t e r a c t i o n s i n t o E x o i t o n model S. CafUCA a I . RIBAHSKÝ Fyzikálny ú s t a v SAV, Dúbravská o e a t a , 899 30 B r a t i s l a v a Cieíom t o h t o príspevku j e p r e d l o ž i ť a l t e r n a t í v n u formul á c i u excitónového modelu (EH), ktorá preferuje úlohu povrchu jadra v r e a k c i á c h ( n , n ) p r i E«20HeV. Táto formulácia j e z a l o žená na p o u ž i t i h u s t o t y s t a v o v pre konečnú hĺbku p o t e n c i á l o vej jamy, k t o r ú vo všeobecnej forme o d v o d i l i Beták a Dobeš f 1,2J. I c h vzťah s o zanedbaním Pauliho p r i n c i p u j e

h

F)

m

kde Six) je Heavisideova funkcia a ostatné symboly majú známy význam. Vplyv povrchových efektov na reakciu je možné do Eli zahrnúť nahradením v e l i č i n y E p v rov. 1 v e l i č i n o u Ej^Ep, ktorá má význam efektívnej hĺbky e x c i t á c i e d i e r . Hodnota Eg nie j e apriori známa a môže byť určená empiricky. Závislosť Eg na E a hmotnostnom č í s l e zloženého jadra Á je možné odhadnúť jednoduchým vzťahom Egs 0C( E/A) 1 / 2 , kdeOC>2.6 pre g=A/13. Pre t e s t našej hypotézy sme vybrali spektrá nepružne rozptýlených neutrónov na jadrách l l -*In a 2 0 ^ B i meraných Hermsdorfom a dr. [3 J pri E * 14MeV. V našich výpočtoch sme použil i stredné hodnoty parametrov g=A/13 a a=A/8 s pérovacími korekciami Nemirovského a Adsmchuka [%] pre rovnovážnu časť spektra. Veličina |1I| 2 , ktorá určuje rýchlosť vnútrojadrových prechodov bola odhadnutá pomocou vzťahu [ 5 ]

|M|Ä= K-Ä*£ I | •

/2/

kde K=400Mev5 p r e štandardný EM (štandardným EH rozumieme EM popísaný v práci [6JJL Pre t ú t o hodnotu K j e rýchlosť vnútrojadrových prechodov A ^ 2 , l ) * 0 . 5 . 1 0 2 2 s e c " 1 , ako uvádza Gadiol i [ 6 ] pre E*20MeV. Pretože v našom modeli K závisí na Eg musela byť j e j hodnota určená empiricky. Na určenie K,oc sme vybrali reakciu ( n , n ) na medzimagickosn jadre 1 1 5 I n t pre ktoré sme našli Ks2800HeV3 8 a s5.lMeV

l\

02 - 24

čomu odpovedá E„=2.2MeV. Porovnanie výpočtu s experimentom je uvedené na obr. 1. Je zrejmé, že zahrnutie povrchových efektov podstatne zlepšuje súhlas s experimentom. Podotknime, že A/2 f l)v našom modeli je ~ 1.2.1(r^ see čomu odpovedá stredná volná dráha (MFP) projektilu v terčovom jadre ~2krát menšia než používa štandardný EM.

4

6

ofcri

8 10 12 K

Majúc určenú hodnotu môžeme počítať spektrum reakcie °Bi(n,n) určiac K ns záklsäe predpokladu o nezávislosti MFF na A [6,7]« Na obr. 2 je uvedené porovnanie teórie s experimentom. Vidíme, že modifikovaný EM dáva aj v tomto prípade podstatne lepši súhlas s experimentom, Je zaujímavé, že reakcia na blízkomagickom jadre °Bi môže byť popísaná rovnako dobre ako reakcia na jadre ^In. Zdá sa, že zvýraznenie vplyvu povrchu jadra na mechanizmus reakcie v EM dáva lepší súhlas s experimentom než doterajšie formulácie. Dá sa očakávať, že v prípsde, keď modifikovaný EM konzistentne popíše spektrá neutrónov z reakcií na jadrách s celej periodickej tabulky, môže byť získaná nová, fyzikálne zaujímavá informácia o HFP v jadre. fl] [2] [3] [4] [5j [6] [7]

E. Beták a J . Dobeš, Z. Phys. A279 (1976) 319 J . Dobeš a É, Beták, Hucl. Phys. A272 (1976)353 D. Hermedorf et a l . f Report ZfK-277 (tf), 1974P.E, Hemirpvski a Yu.V. Adattohuk, Hucl. Phys. 39(1962)551 C. Kalbach-Cline, Hucl. Phys. A210 (1973)590 E. Gadioli, Kukleonika 21(1976)385 M, Blann, Ann. Rev. Hucl; Sci. 25(l975J123

02 - 25 ZMĚNY DEFORMACÍ A POLOMĚRB V HYPER3ÁDRECH On shape changes of hypernuclei 3. ŽOFKA, Ústav jaderné fyziky ČSAV, Řež, 250 68 Koexistence A-hyperonu s nukleony v hyperjádrech skýtá informaci nejen o A-N interakci, ale napr. i o vlastnostech pflvodniho jádra. Protože experimentálních údajů pro Mikroskopické studie z prvních principů (vazbové konstanty, data z rozptylu A-N, energetická schéaata hyperjader) není dostatek, jsou v této etapě užitečné i polofenomenologické •odelové závory nejen o vazbových energiích A-hyperonu B^ , ale i o deformacích a poloměrech. V modelu hypersférických funkci (HSM), vhodném pro popis radiálních změn systémů, byly mikroskopicky studovány změny rozděleni hustoty a poloměrů Ar dvojitě magických jader po přidáni hyperonu. Zhruba je zachycuje vztah _ᣠrj ^ _ , kde K je jaderná stlačitelnost a A je počet nukleonů. Vzhledem k odlišnosti mechanismu monopolového jaderného vzbuzeni a vzbuzeni nukleonové části hyperjádra je však tento vztah závislý na detailech A-N interakce V. N a mOie např, dojit i ke zvitimnl nukleonové části, je-li OLJJ (Majoránova složka V^ N ) velká. Dosah V A N neovlivňuje podstatně Ar (viz tabulka). Dále byl studován vliv centrálni třicásticové interakce ANN, ukázána Jeji ekvivalence nelokálni dvoučásticové interakci, kterou nelze nahradit efektivní lokálni interakci V... nezávislou na počtu nukleonů. Pro studiu* změn deformaci a pološeřů sudo-sudých jader s A é 40 byl zvolen Hartre*ho-FockŮv selfkonzistentní model (HF), zobecněný na hyperjádra zavedenia hyperonové •atice hustoty. Z zdm byla psužita třiém gaussovských N-N interakci s různými stlačitelnostai a A~H interakce r- v r 2 8 rfl2n v AN - ( i + u. - ^ P X ) - 2 _ i •** (- TT> y» i

>u±

dosahem, odpudivou složkou ***•-• Tabulka ukazuje změny kvadrupólového vnitřního momentu Q 2Q p ř i přidáni hyperonu. Zněny Q2Q nejsou p ř í l i š c i t l i v é ke změnám ^ a ju. jsou však

02 - 25

tak a a l é , že zaěny p ř i s l u i n ý c b pravděpodobnosti prechodQ B(E2} n e l z e zrejaě použít k i d e n t i f i k a c i hyperjaderných ^-přechodů v základnia rotačnia pásu.

0,0.6 .0.3

-0.5. 1.2. 0.6

150 350

14.6 15.8

-3.3 -2.6

14.7 15.8

-3.3 -2.6

14.7 15.6

-2

150 350

27.0 27.6

-2.2 -1.4

27.0 27.6

-2.2 -1.4

26.8 27.3

-1 .5

"^l ' k i l

17_ i A° 41„

;

A

0 8

BA

i HF i

.

io

,

! Be

5.8

- 7 .5

c

11.1

- 3 .9

, Ne

17.9 19.6 25.7

- 2 .1

i

! Mg Ar t.

V HSM

ůr (.1 !-

0,1.2 ..0.6

HSM

r

-1.0

i|ř (X)

(X)

o

- 2 .2

-1 .0

prvni řádek obsahuje
.1 - 1 .5

-1.9 -1.5 -1.0 -0.9 -0.6

> i 2 a dále

H *

Pro HF: K ( V N N ) • 2 5 0 MeV. ^ Mo - 0 . 6 ,

V_ •

313.1.

> -0.5,

t

hx

« 1.2.

V

l

"

- 7 9 .15.

1

02 - 26 155

Á' ;

lí v :? | i;. ;?. I , í

155

STUDIUĽ HLADIN D y VZBUZENÍCH PŘI ROZPADU Ho 1 1 5 Study of ^5uy levels excited in the decay of %o V.HHATOWICZ, V.ZVOLSKÁ, J.ZVOLSKÍ tfstav jaderné fyziky Řež K.GHOMOV, V.KUZHŽCOV, V.CUPKO-SITNIKOV, T.ISLAMOV, A.KARA.CHODŽAEV SÚJV, Bubna Jádro ^ Dy, s počtem neutronů iíss89 se nachází na hranici oblasti deformovaných jader a proto lze očekávat složitou strukturu jeho vzbuzených stavů. Otázku o vhodnosti líilssonova modelu pro jádra s Ií=89 není dosud vyjasněna a proto experimentální práci, která by ji pomohla osvětlit, považujeme zu aktuální. Hladiny X ^ D y se budí při rozpadu 1 5 ^Ho (aj-jy2=4& min). Izotop " H o byl získán hmotovou separací z 2a odřeného protony s energií 660 Ke V na synchrocyklotronu SÚJV Dubna. Jednoduchá a koincidenční spektra gama byla měřenu pouocí různých Ge(Li) detektorů, spektra konverzních elektronů nu spektrografech beta, e-gama koincidence na magnetickém spektrometru typu "pomeranč" v kombinaci s GelLi) detektorem, lie stejném spektrometru bylo měřeno i pozitronové spektruu. V oblasti energií do 1333 keV jsme našli 2fa nových přechodů, v oblasti 1333-2250 keV bylo spektruia gama studováno poprvé. U mnohých přechodů byly poprvé určeny nultipolarity. Saké e-gama koincidence byly měřeny poprvé. Jm základě získuného experimentálního materiálu i s oaledem nu práci 131 , v které se hladiny '^Dy studovaly z reakcí (d,t) a Í^He,ot), navrhujeme následující rozpadové scheua: Hladiny s kladnou paritou: 132.23(9/2), 240.19(3/2), 247.7b(5/2), 346.99(5/2), 351.iíl (7/2), 408.55(3/2,5/2), 423.3(5/2,7/2), 440.34(7/
02 - 26 betu iio El,<í3 . V této práci byly upřesněny jejich energie, kvuntové charakteristiky a u některých též způsob rozpadu. U hladin 440.37 u 4^3 *7 keV nu základe našich hodnot i.iultipola.rit přechodů byla změním parita těchto stuvů. iíía;;oležící hladiny s energií < 1000 keV s kladnou paritou byly v prúci C 33 popsány laodtílea iiilssona se napočtením Uoriolisovy interakce a íníeliání stavů s A if=2. liové hladiny s kladnou paritou s energiemi 4«Í3-3> 440.34 a 4^3.7 keV jsou v Eouíllasu s tímto uodelem. Hladiny se sápornou paritou: Interpretace těchto hltidin podle líilssonovu modelu se setkává s některými těžkostmi, které ae v práci analyrují. tiladiny 0, 39«39, 86.76, 225«<í5 keV se uvažují jako rotační pás naložený na stavu 3/2~521, hladiny 136.30 a 2d4*55 ke1/ jakp rotační pás stavu 5/2~523, hladiny 202.41 a 325-40 keV jiiko rotační pás stavu 3/2""532 a hladina 234.41 jako stav 11/2 ll/2~5O5« Uvádějí se nové přechody mezi těmto stavy a nové hodnoty laultipoltirit, které výše uvedenou interpretaci, navrhovanou v pracích tlt*i3 , potvrzují, iíově se uvažuje existence rotačního' pásu stavu 1/2~521 jako souboru hladin 449.0 U / 2 ) , t>15.7 (3/2), 557.6 (5/2) a 702.6 (7/2) keV. Paraiaetry tohoto pásu (Á=14*5 keV, a=0.44) jsou ve shodě se systematikou těchto hodnot v jádrech. 157,159,loljjy^ jj]_a_ diny 449.0 a 515.7 ke7 byly v roapadu beta nalezeny poprvé. Poprvé jsou také uvedeny hladiny 375«38{7/2~) a 362.69(3/2") keV. Poslední interpretujeiae jako hladinu rotačního pásu 'stavu l/2"53O. Clen se spinem 5/2 tohoto pásu se pravděpodobně budí s energií 456.2 keV. Hladina 569.2 keV(3/2,5/2, 7/2), které jsou v práci Lil připsány kvantové charakteristiky 3/2 + , je na základe našeho experimentu zařazena mezi hladiny se zápornou paritou. Literatura: Cil 3.Alikov, T.Andrejčev a d r . , R6-H768 (1978),JIBH. Dubna t^fl J.i'orres, P.Paris a d r . , Nucl.Phys. Á1£9(1972)6O9 £31 O.Straume, D.Burke a d r . , Can.J.Phys., 54(1976)1256

02 - 27 PŘÍPRAVA RADIOAKTIVNÍCH ZDROJ© PHO JADERNOU SPEKTROSKOPII S VYUŽITÍM PLÍHOVÉ OHROldATOGRAFIE Preparation of radioactive sources for nuclear spectroscopy using gas chromatography method M. FIŠER, V. HEATOWICZ Ústav jaderné fyziky &5AY, g e ž u Prahy Radiochemické postupy s využitím separací v plynné fázi mají ve srovnání s ostatními• technikami řadu výhod. Je to především vysoká separační rychlost, snadná práce ae stopovým množstvím radioaktivní látky a možnost automatizace celého procesu jednoduchými prostředky. To vše předurčuje tyto metody k využití ve studiu krátce žijících rsdionuklidů a k přípravě tenkovrstvých radioaktivních zdrojů. Typickou třídou sloučenin vhodných pro práci v plynné fázi jsou kovalentní hydridy (binární sloučeniny s vodíkem) prvků IV.-VII. hlavní podskupiny periodického systému. V tomto sdělení budeme referovat o našich poznatcích z oblasti přípravy, plynové chromatografie a aplikace těchto sloučenin pro účely jaderné spektroskopie. Příprava plynných hydridů. Téměř univerzální metodou je zde redukce rozpustných sloučenin příslušných prvků alkalickými borohydridy (NaBH., KBH-) v kyselém vodném roztoku. Takto lze získat hydridy Ge,As,Se,Br,Sn,Sb a Bi ve výtěžcích nad 7O5á a hydridy Te,I a Pb ve výtěžcích 1O-2O5Ž. Studium podmínek redukční reakce [4] ukazuje souvislost mezi výtěžky hydridů a charakterem komplexů původních iontů v roztoku. Plynová chromatografie hydridů. Po redukci obdržíme zpravidla směs hydridů, kterou je nutno dále dělit. To lze učinit jednak selektivní chemisorbcí jednotlivých sloučenin ze směsi, jednak systematickým rozdělením směsi pomocí plynové chromatografie* Studium chromátografických systémů ukázalo [1] , že nejvhodnější stacionární fází pro vzájemná dělení hydridů (a vzácných plynů) jsou porozní organické polymery polyaromatického typu s nízkou polaritou. Tyto sorbenty umožňují separaci za laboratorní teploty, přičemž se jednotlivé složky rozdělí podle svých bodů varu.

02 - 27 Příprava zdrojů* Preparáty pro spektrometrická měření lze připravit přímo na výstupu chromatografické kolony depozicí radioaktivní sloučeniny z proudu nosného plynu na vhodnou podložku. To je možné učinit chemisorbcí hydridu v tenké vrstvě skelné tkaniny impregnované tuhým AgNO,, nebo na chemicky aktivovaném povrchu stříbrné folie. Další možností je termický rozklad hydridu s následnou depozicí elementárního prvku nebo oxidu na inertním povrchu ušlechtilého kovu. Obě poslední metody umožňují přípravu tenkovrstvých zdrojů v definovaném chemickém stavu. Popsaná metodika byla použita ke studiu krátce žijících jader Sn,Sb a Te ze směsi produktů štěpení uranu 12,33 a k dělení produktů hlubokého štěpení cesia protony vysokých energií £53 • Na našem pracovišti byla zkonstruována automaticky řízená aparatura, realizující všechny fáze výroby radioaktivního zdroje počínaje přípravou plynných hydridů z ozářeného vzorku [63 . Chromatografické kolony pracují se sorbentem typu PORAPAK PS (Waters Assoc, USA) za laboratorní teploty. V současné době je pozornost zaměřena především na přípravu tenkovrstvých zdrojů a na využití plněných kapilárních kolon s možností napojení aparatury na hmotový separator.

Literaturai 1. fó.Pišer: ÚJF 2919.ch.1972 2. J.Krištiak,V.Hnatowicz et al.: Izv.AN SSSR,38(1974)771 3. V.Hnatowicz,J.Krištiak et al.: Czech.J.Phys.,B25(1975) .1325 4. íí.Pišer,lí.G.Zajceva et al.: Radioch.Badioan.Lett.£3(1978) 13 5. N.G.Zajceva.M.Pišer et al.: ibid. 33(1978)23 6. S.Kellnerová: Zpráva ÚJP (v tisku) 1979

03 - 01 VLIV CHAOTICKÉHO POHYBU ČÁSTIC NA STABILITU SOUSTAVY RELATIVISTICKÝ ELEKTRONOVÝ SVAZEK - PLAZMA The role of thermal particles chaos on the stability of REBsplasoa system P.VHBA Ústav fyziky plazmatu - ČSAV,Pod Vodárenskou Věží 4,Praha 8, 18069 Abstract; V práci je ohodnocen vliv teplotního pohybu částic svazku i plazmatu na stabilitu danné soustavy. V případě dostatečně teplého svazku dochází k útlumu generovaných vln a k zúžení nestabilních oblastí. V horkém plazmatu se plazmatickým vlnovodem šíří dopředná vlna iontů, která za jistých podmínek efektivně interakuje s pomalou cyklotroní vlnou svazku. Uvedený synchronismus umožňuje přenos energie od svazku k iontům plazmatu. Pronikání monoenergetického svazku plazmatem ve směru vnějšího magnetického pole, je doprovázeno generací určitého typu vln. Nestabilní oblasti soustavjphladný svazek - plazma byly dostatečně probrány v pracech. [i - 5 J . V průběhu formování, vstřiku a samotném průchodu svazku plazmatem je monoenergetičnost svazku značně ovlivněna. Částice svazku pak vykonávají kromě makroskopického pohybu též chaotický pohyb. Za míru chaosu jsme zvolily veličinu V* 3x1^ fm.c2, kde 7^ je teplota svazku, x t/mo1 c - označují Boltzmanovu konstantu, hmotu elektronu a rychlost světla.S rostoucím teplotním pohybem elektronů svazku (se zvyšujícím se T ' ) se širokopásmová oblast Čerenkovovy nestability ( C ) zužuje za současného poklesu nwTimálTn hodnoty inkrementu Čerenkovovy nestability. Teplotní pohyb částic svazku ovlivňuje oblast anomálního Dopplerova jevu ( A , B ) podstatně méně. Mize tedy nastat případ ( ť = o,36 ) kdy velikost nestabilních oblastí A, B, C a hodnoty inkrementu vybuzených vln jsou přibližně stejné fa = f% = Yc • Te/to situace je zachycena na obrázku čís. 1. V horkém neizotermním plazmatu Tt 4 Te , se kromě elektronových vln šíří dopředná vlna iontů. Synchronismus mezi touto plazmovou vlnou iontů a pomalou cyklotroní vlnou svazku umož-

03 - 01 žuje vybuzení nízkofrekvenční Q ^ Q^j dlouhovlné nestability K **• (i-ft2) 6L//3 typu anomálnx Dopplerův jev na "iontech".

Obr. čís. 1 Disperse soustavy horký relativistický svazek - chladné plazma Z rozboru dispersní relace v elstat.přiblížení obdržíme pro inkrement ľ , frekvenci Q , podélnou složka vlnového vektoru K vztahy

r=

/3

kde Xpi*

Rozborem vztahů ( 1 - 3 ) zjistíme, že uvedený typ nestability se vybudí nf j snáze v dostatečně horkém neizotermním plazmatu, hustým velmi tenkým relé svazkem. [1 ] Krall N.A., Trivelpieca A.W., "Principles of plasma physics" [2] Albert S., "Advances in plasma physics", Vols 3 and 4,1971 [3 ] Michailovskij A.B.,"Teória plazmenych neustojčivostěj" T.1« [4] Vrba P. at all,Czech. J. Phys. B 28, 971, 1978 . [5] Vrba P., The fifth conf. of czech. physicists Vol.3,p.491

03 - 02 I OTÁZCE ZESLABENI ATOMÁRNÍHO SVAZKU PŘI JEHO PRŮCHODU PLAZMATEM To the problem of atomic beam attenuation during plasma passage V.STEZONDAIA T Katedra fyziky ŠB, Vítězného února^ Ostrava-Poruba, 708 33 V aktivní korpuskulárni diagnostice plazmatu [ l ] s e k z j i š t ě n i lokálních parametrů plazmatu používá rychlých atomárních svazků. Pro poměr i n t e n z i t svazku po průchodu plazmatem I a před vstupem do plazmatu I Q p l a t í [ l ] , [2 J

kde n a v g je hustota a rychlost elektronů plazmatu, JÍ a v dráha a rychlost svazku v plazmatu, C£(ye) impaktnl ionizační průřez atomů svazku. Koeficient ionizace <6í(«fc) 1 0 závis! na tvaru funkce a na rozdělení rychlostí elektronů plazmatu. V případě vodíku velmi dobře aproximuje experimentální data /v jednotkách cm. / vzorec tvaru [3]

kde TJ^ je ionizační potenciál atomů a n hlavni kvantové č í s l o . Předpokládáme-li, že rozdělení rychlostí elektronů plazmatu je maxwellovské a atomy svazku jsou v základním stavu, pak stejnou úpravou jako v f 4 j pro průměrný průřez dostaneme

je elektronová teplota

03 - 02

a >1

Vi

N

! ,ii

5.70

7, 4 1 29 , 6 74 , 1 Ji /l Ji

2. 10-5

fio-i 6 ,um* 5.ro-

2

[4]

autor

[43

autor

216,4 508,4 257,8 118,7 60,51 15.57

251 285 225 105

16.8 11,44 19,0 20,50 15,0 17,19 6,87 7,91 4,001 5.61 0,889 0,891

54,2 15.5

5. io-i autor

M

1,18 1,19 0,909 0,402 0,209 0,0504 0,0507

1. 052 1,,508 1,,048 0 ,460 0 ,229

Některé výsledky výpočtů podle vzorce (5) jsou pro T e z intervalu (15 - 6.10 3 ) eV a v a z intervalu (2.10 3 - l.S-lo'Jm/' uvedeny v tabulce, kde pro srovnání jsou také údaje z práce [4], kde použito funkci 6i(i&) , která mnohem hůře aproximuje měření než vzorec (2). Průměrné ionizační průřezy nezávisí tedy podstatně na tvaru funkce 6i(V«) . Z tabulky dále vyplývá, že v oblasti větších hodnot tť souhlas je lepší. Maximum průměrných ionizačních průřezů je v případě vzorce (2) ve srovnání s výsledky práce £4] výraznější. Pracovníkovi výpočetního střediska VŠB v Ostravě-Porubě V.Šmajstrlovi, prom.pedag. děkuji za numerické řešení integrálu vzorce (5)* Si

t*

Literatura [ l ] Petrov M.P.: Fizika plazmy 2 (1976), 571 [2] Kozlov O.V. et al.t Diagnostika plazmy /Sborník statě j , red.Konstantinov B.P./. Moskva 1965, s t r f 199 [5] Krinberg I.A.: Astron.Žurnal 46 (1969), 995 [4] Agrest M.M. et al.t ŽTP 56 (l966), 1911

03 - 07 E ZÁVISLOSTI KOEFICIENTU DISOCIATÍVHEJ REKOMBINÄCIE H&2 IÓNOV OD TEPLOTY HEOTRÁLHEHO PLYNU A note to the dependence of dissociative recombination coefficient of tf©2 ions on neutral gas temperature Z. ZÁBDDLi, P. LUKÄC a 0. W K U 3 Katedra exp .fyziky PFUK, Mlynská dolina F-2,Bratislava,816 31 POZHAMKA

Doteraz namerané závislosti koeficientu disociativnej rekombinácie od teploty neutrálneho plynu sa vzájomne velmi líšia. Prvé merania Biondiho a Browna [l] v intervale teplôt 74 - 410 E dávajú závislosť T^. Easner [Ž} nameral závislosť geP* 4 2 v intervale teplôt 293 - 503 E a Cunningham s Hobsonom £3"] závislosť I ľ 1 * 5 v intervale teplôt 800 - 3500 E. I tento nesúlad bol podnetom na prevedenie ďalších meraní* Koeficient rekombinácie sme merali v zhášaní tlecieho -výboja mikrovlnovou rezonátorovou metódou [4]» Použili sme otvorený valcový rezonátori kmitajúci na mode T M 0 1 1 a frekvencii okolo 9000 IBs. Periodický impulzný výboj sme vytvárali v křemenné j výbojke* Rezonátor spolu s výbojkou sme vyhrievali v elektrickej piecke. Previedli sme dve série meraní llšiace sa spôsobom odplynenia výbojky* Y prvej sérii meraxíl sme vákuový systém i s výbojkou vyčerpali na tlak asi 4.10"^ Pa a po dobu 5-6 dni sme striedavo vyhrievali výbojku na teplotu 800 E v celkovom trvaní asi 40 hodín a vf • generátorom vyhrievali elektródy po dobu asi 10 hod. Po prevedení tejto procedúry a ochladení výbojky sme ju naplnili neónom na tlaky v intervale 3,5-4 kPa. Výsledky merania koeficientu rekombináoie v závislosti od stúpajúcej a klesajúcej teploty plynu v takomto prípade sú na obr. 1. Ťažko z nich určiť jednu hodnotu exponentu pre celý interval teplôt. Pretože počiatočná a konečná hodnota koeficientu rekombinácie pri 300 E sa nezhodovali, rozhodli sme sa previesť ďalšie merania. V druhej sérii meraní sp» zno(ru.£O zlákaní nízkeho tlaku vo vákuovom systéme, súčasne vyhrievali výbojku'na 800 E a vf • generátorom odplyňovali elektródy po dobu asi 16 hód. Potom sme ešte zvýšili teplotu výbojky na 1000 E počas 24 hod.

i '

i '

r\rr

r-. —

Oj:

'

•

'

"" O;

-

a: S

NBON

Zoo

3OÔ

ifOO 500 £00

TĹKJ

Obr, 1

Vybc«jfcĽ atae n a p l n i l i ónoffi &a t l a k asi 5OC Pa a pei teplote výbojky 850 K. sme vytvorili výboš po dobu asi 10 aizu a odčerpali ns nlzis^r t l á í c Toto prepláocimtřie v ý b o j i sme pi^eriedli niefeolkokrát. Ylastné E&rasie aaa vykonali •y iEfcsrvale tlakov 2 f 5 až 4 ld?2 a výsledky sú uvedené na objr< 2 , Heť bola dob" Záverom možno kocštatovať, že v pripade rovnosti teplôt elektró nov T a neutrálneto plynu

(T e =

po-

toa koeficient dxsooievisí od teploty ako (C-T l~ • -* v intervale x

i p.

ZOO

":"J

9

g'

t e p l c t 300 - 600 E e nesúlad. nsBiersjiýsQ sárinIcsfcí možno vysvetliť ixedostatočnou čistctcu

300 kOO

Obr. 2 literatúryÍ

m m 7oo p l y n o v T [K]

Rev* 7§ /19*9/» 1697 Rev. 162, A96S/ ř 14B . Á.ď., Eobson R,M«í Pays« RQV, 18^ /lS69/» 98 Lukác p„ 3rd Czecäc Oonf* on Electronics and Yaciian Fhys, , Ed»by L.Pátý /PraguelAcademia/ 196?, s t 2S3

W.E.s

03-11 DIAGNOSTIKA NÍZKOTLAKÝCH VYSOKOFREKVENČNÍCH Diagnostic of lov pressure and high frequenoy discharges V. KAPIČKA, L. KOVift, M. RYL Katedra fyzikálni elektroniky J. E. Purkyně, Kotlářská 2, Brno, 611 37. Byla ověřována možnost optické diagnostiky vysokofrekvenčních výbojů, hořících za tlaku (2,7-6,6). 1 0 2 Pa v heliu. Ukazuje se, že lze takto určovat teplotu neutrálních částic, koncentraci nabitých částic, koncentraci a teplotu elektronů. První dvě veličiny jsou určovány ze Šířek spektrálních čar, druhé ze spojitého spektra brzdného zářaní. Teplota neutrálního plynu je zjišťována z Dopplerova rozšíření [l] , koncentrace nebitých částic ze Stárkova rozšíření [l] . ' Pro čáry s kvadratickým Stárkovým rozšířením je celková šířka čáry V c e l J c = 2(w + 1,75 A (1-0,75 R)w) kde W o _- je šířka Čáry způsobená jak ionty, tak i elektrony v je šířka čáry způsobená elektrony (tabelováné např. v A je parametr <0,5 [l] R poměr střední vzdálenosti mezi ionty a Debayova poloměru. Protože byly proměřovány čáry He 388,8 nm, ^71,3 nm a 501,5 nm, u kterých se vyskytuje jak Dopplerovo, tak i Stárkovo rozšíření, byly pološiřky způsobené uvedenými jevy určeny metodou předloženou v [2] . Fabry-Perot interferometr za daných podmínek však nemá zanedbatelnou přístrojovou funkci. Proto byla tato stanovena pomooí čar Hg, emitovaných vf výbojem, který hořel v parách Hg. Otázka, možnosti použiti tohoto způsobu byla diskutována v [3] v souvislosti s měřením přístrojové funkce pomocí laseru [k\ . Výpočet pološířek čar byl proveden na počítači Tesla 200. Z výpočtů vyplývá, že teplota neutrálních částic se pohybuje v mezíoh 5OO-9OO K (v závislosti na proudu výbojem, který byl měněn v intervalu* 80.120 mA a tlaku ve výboji). Kon19 J centrace nabitých částio byla v mezíoh (l-9).10 .m~- za uvedených podmínek ve výboji.

03-11 Vf výboje emitují i spojité spektrum, která bylo pro&greno pro výboj v He z fotografiokýoh. desek, registračním mikrofotonetrém* Z absolutních velikosti intensit tohoto spektr* lze určit koncentraci, elektronů [5-8] ( z relativních intensit teplotu elektronů. Pro výboje hořící za tlaku 2,7 . 1 0 Pa a proudu výbojem 80-120 mA. byla.stanovena koncentrace elektronů v rozmezí (0,818

3

3

-l,2),lO ^m" , teplota elektronů r nozích (18«4O).1O KMěření nebyla prováděna oběma metodami současně. Výbojky měly různou konstrukci., byly s vnitřními i vnějšími elektrodami, jejich průmor se menil od 0,024 do 0,035 m. Proto nejsou získané výsledky konoentraci elektronů a koncentrací nabitých částic .srovnávájty. 1 — Obě^ uvedené metody jsou väak použitelné pro danou diagnos tikn těohto typů výbojů. Ukazuje se, že nejvhodnější výbojové trubice pro získání spojitého spektra jsou, bezelektrodové (elektrody jsou vnější • průměr trubic je oca 0,03 m, délka 0,25-0,30 m ) . Spojité spektrum bylo registrováno v intervalu 240-560 nm. Absolutní, intenzitu zářeni jde určit. jak' teoretioky/j tak i experimentálně. Proto lze použit tohoto spektra jako normálu zářeuí pro slabé světelné "zdroje. [l] Griern H. R. : USireni je spektrálnych linij v plazme, Mir Moskva 1978. Í2] Kuulícek J., Kapička V.: Folia UJEP Brno, v tisku. [3] Kovář L. : Rigorózní práce UJEP Brno, 1979' [k] Mohamad S,, Kapička V., Petrokiev A..: Folia UJEP Brno, v tisku. [5] Lepká K.: Rigorózní práce UJEP Brno, v tisku. [6] Ayl M. : Diplomová práce UJEP Brno, 1979, [7]

£^tenin V. M., Beletzev A.. A . , Chinnov V, F, Zrodnikov V,

S . : 13th ICPIG, Berlin 1977, 195.

[sj Kagjaacir V. A., S tare s tin A. Jí. : ŽETF 48 (1965), 295-

04-20 ZPEVH&lf POLYJJRYSTALS O6-ZIRKOIIIA Wark hardening of polycrystalline alpha zirconium F. LUKÁČ, Z. TROJAKOVX Katedra fyziky kovů MFF UK, Ke Karlovu 5, Praha 2, 121 16 Bylo sledováno zpevnění hexagonální modifikace zirkonia v záv i s l o s t i na t e p l o t ě deformace. Polykrystalické vzorky, připravené 1ÍM ČSAV v Brně (0,41 Hf» 5,5-8,5-lO~ 3 0 | 1 , 1 - 1 , 5 - 1 O " H Í

r-

3

'

9

'f ;

\

9

4,7.10 Ca» 9,6*10 Mg v at. % ) byly deformovány tahem v aparatuře Inatron 1195 v teplotním intervalu 77-535 K a počáteční deformační rychlostí l,7#lo~*s . Hollomonova analýza deformačních křivek 6~- £ ukázala, že zpevnění při všech námi sledovaných teplotách probíhá ve dvou resp. třech stupních /1,2/. K největšímu zpevňování zirkonia dochází na začátku deformaces se zvětšující se deformací zpevnění klesá. Tento fakt je dobře patrný i z průběhu koeficientu zpevnění ar = s frrř- • Z obrázku plyne, že iP výrazně klesá s rostoucím napětím pro všechny námi sledované teploty. Kocks /3/ uvádí pro teplotní a rychlostní závislost koeficientu zpevnění výraz / (i) kde kromě explicitní teplotní závislosti v přistupuje ještě implicitní modulu ve smyku v parametrech i A , 6~an a A. Makroskopický koeficient zpevnění v pak reprezentuje kombinaci dvou efektů: změnu dislokační struktury s deformací a závislost deformačních napětí při dané struktuře na deformační rychlosti a teplotě. Změna hustoty dislokací může být vyjádřena: a

A 0 = Afp + Af>z

(2)

fp reprezentuje změnu' počtu pohyblivých dislokací v důsled ku tvorby překážek v hlavním skluzovém systému. Vytváření překážek reakcemi mezi dislokacemi je důsledek aktivity vedlejších skluzových systémů, které svým mikroskluzem sice pozorovatelně nepřispívají k celkové deformaci, ale mohou výrazně ovlivnit zpevnění* • Druhý člen rovnice (2) představuje změnu hustoty dislokací

04 - 20 spojenou s procesy zotavování či přerozdělení dislokací. Ramani a spolupracovníci / 2 / uvádí, že výrazným zotavovacím dedení u zirkonia může být příčný skluz z prismatických do basických skluzových rovin. /!/

P. - TROJANOVÁ, Z. - KAVAH, P.: in 5. konferencia československých fyzikov - Sborník (ed. M. Rákoš), VŠT Košice, 1978, 8. 535. /2/ RAMANI, Š.V. - MOKHOPADHXAY, P. - RODRIGUEZ, P. KRISHNAH, R.: J.. Sci. Ind. Res. 32, 1973, 346. /3/ KOCKS, U.P.: Trans. ASME'90, 1976, 346. LTJKXC,

200

400

trlMPal

600

04 - 21 NAPÉÍ0VÉ" RELAXACE POLYKRISTALU OĹŕ - ZIRKONIA Stress relaxations of polycrystalline alpha zirconium P. UJKÁČ, Z. TROJAHOVÁ" Katedra fyziky kovů MPP UK, Ke Karlovu 5, Praha 2, 121 16 Metodou napěíových relaxací byly studovány tepelně aktivované děje, probíhající při plastické deformaci polykrystalického CČ-zirkonia. Vzorky z jodidového zirkonia (0,41 Hf j 5,5-8,5.lO*"3 Of 1,1-1,5.1O"3 E; 4.7-10""2 Ca,- 9.6-10"2 Mg v at. %) byly vyrobeny z plechů válcovaných za studena v ÚFM ČSAV Brno. Deformace tahem probíhala v aparatuře Instron 1195 při konstantní počáteční deformační rychlosti 6,66.10"^ s v teplotním oboru 77 - 535 K. Byla sledována teplotní závislost napětí na mezi kluzu ťT"Q 2 ( £ 0,002) a teplotní závislost aktivačního-objemu, vztaženého k napětí £"1 2 * Obě závislosti jsou uvedeny na obrázku. Zatímco skluzová napětí, vykazují běžně pozorovaný pokles s rostoucí teplotou /1/, aktivační objem v, vztažený k začátku deformačního procesu na teplotě prakticky nezávisí. Hodnoty aktivačního objemu byly nalezeny v rozmezí 40 - 50 tr . Podobné hodnoty aktivačního objemu a teplotní nezávislost v nalezli i autoři prací /1/ na Zr s 1 a 2,5 at. % 0 a /2/ na čistém zirkoniu v teplotním intervalu do 550 K. Jako tepelně aktivovaný děj kontrolující rychlost plastického skluzu za nízkých teplot připadá v úvahu mechanismus překonávání Pexrlsových-Nabarrových barier, pravděpodobně za spolupůsobení intersticiálních příměsí. Teplotní nezávislost aktivačního objemu naznačuje také možnost uplatnění jiného tepelně' aktivovaného mechaÄismu. Pohyb šroubových dislokací s hranovými stupni může být do určité teploty také teplotně nezávislý děj, pokud hustota stupňů není ovlivněna procesy, které vedou ke zvýšení interakcí nezi dislokacemi. /I/ DAS GUPTA, P. - ARDBÄCHALAM, V.S.: J. Mater, Sci. 3, 196Š, 271. /2/ HERITXER, B. - LUTCN, M.jľ" - JONAS, J.J.: Metal Sci. 8, 1974, 41.

04 - 21

1 f,

r,

04-22 t

CHESPOVÍ CHOVÍNÍ SLITIN NA. BA*ZI Creep behaviour of
I

In ^ ^ l I

i f ;;

*•

k T

n

br


kde (^2 = ^ + 4 ^ , é^ je deformační rychlost při napětí <^ (i = 1, 2 ) , Y je průměrný Taylorův faktor, v ie Burgersův vektor, k a T mají obvyklý význam. Změny vnějSího napětí byly prováděny v kvazistacionámí oblasti creepových křivek* Průběh závislosti parametru n na teplotě ukazuje obrázek. Jsou v něm vyneseny závislosti n = n(T) pro taková napěti, která pokrývají co největší obor teplot. Pro porovnání je uvedeno i měřeni na ct-Zr provedené stejnou metodou v [YJ. Pro průběh závislosti parametru napěťové citlivosti na teplotě je charakteristickét a) S rostoucí koncentrací příměsi se vyplňuje minimum pozorované v [j2Q ufl^-Zrpři teplotě okolo 420 K. b) Po překročení maxima nastává u všech slitin i u nelegovaného «~Zr prudký, téměř řádový pokles parametru n • Vysvětlení prvého jevu lze hledat v rozboru pomocí aktivační plochy A*. Pro napětí 650 MPa pro které^Xzé~~chování

04 - 22 obou slitin nejreprezentativněji porovnat, je aktivační plocha slitiny a 2 % Mo větSi než aktivační plocha slitiny s 1 % Mo. Poměr obou aktivačních ploch je v tomto intervalu prakticky konstantní a je roven 1 8 4O. Předpokládáme-li, že překážkou pohybu dislokací jsou v této oblasti teplot malé shluky atomů, přibližní kulového tvaru, pak ^výšení koncentrace c molybdenu může vést především k zvětšení objemu těchto překážek, přičemž platí pro 3 poloměr překážky r ^ c . Jestliže je r úměrné aktivační vzdálenosti, bude poměr aktivačních ploch na základě skutečných koncentrací molybdenu u těchto slitin 1,27. Tato hodnota celkem dobře souhlasí s experimentem. Existence shluků je patrná také z fázového diagramu [3]» Druhý jev tj. pokles parametru napětové citlivosti směrem k vyšším teplotám, je zřejmě projevem intenzivního zotavování, i když hodnoty parametru n získané metodou změny vnějšího napětí jsou vyšší než 5. tedy vyšSí než předpokládají teorie vycházející z mechanizmů zotavení. Literatura; [V] Hamerský M., Lukáč P., Czech. J. Phys. B23 (1973), 1345 (jTJ Kudláček L., Hamerský M., Czech. J. Phys. B27 (1977),738 [Tj Damagala R. F., SIcPherson B. J., Hansen M., Trans. AIMS 197 (1953), 73.

*

200

400

600

Obr* 1.: Závislost n = n(T) pro Zr+4ř5«Sn (+), +l«lo (o), +2jKKo (•),

800

<*.-•Zr.

rr

04 - 23 TEPELNĚ AKTIVOVANÁ DEFORMACE POLYKAJTSTALICKÉHO o^-Zr V TEPLOTNÍ OBLASTI 293 K - 550 K. Thermally activated deformation of oO-Zr poly crystals fr on 293 K to 550 K. Z. BURDA, L. MÍLEK,"2. TROJANOVÁ, M. HAMEBSKÍ Katedra obecné fyziky a didaktiky fyziky UJEP Brno, Kotlářská 2, 611 37 Brno. Katedra fyziky kovů MFF UK Praha, Ke Karlova 5,121 16 Praha. Příspěvek se zabývá teplotní závislostí parametru napě tové citlivosti n, který je definován vstanem

kde i je deformační rychlost,
It1': 04- - 23 teplotách 300 K - 500 K jsou výsledky v dobré shodě, při teplotě 550 K se výsledky poněkud liší, avšak všechna měřeni vykazují kolem teplot 400 K - 450 K minimum. Nad teplotou 450 K se mění i jiné mechanické vlastnosti <*-2r a jeho slitin. Při těchto teplotách se např. snižuje rychlost poklesu Xoungova modulu pružnosti £ s rostoucí teplotou LŽJ , mění se i únavové charakteristiky [3"J. Kromě uvedených závislosti n • n(T) se ukazuje, že do teploty 450 K se během relaxace napěti objevuje zotaveni, zatímco nad teplotou 450 K se vzorek nejdříve zpevňuje a zotavení se objeví až po delších časech. Uvedené výsledky interpretujeme tak, že nad teplotou 450 K se začíná uplatňovat a termický mechanismus, který může být podporován difusním pohybem bodových poruch resp. příměsi (nejčastěji bývá uváděn vliv kyslíku ve vzorcích). Literatura. [i] Kudláček L., Hamerský M., Czech/ J. Phya. B27(1977),738. \.z\ Maksimjuk P. A., dosud nepublikováno. Snowden K. V., Stathers P. A., J. N u d . Hat. 67(1977),215

AOÚ

9Ď0 TlfO

Obr. 1: Závislost n * n(l). o relaxace napětí, • změny rychlosti, + creep, creep D l

•T-'"

05 - 09

Ĺ \ I I

%

;i I | | I; p |>' | % f§ %: i •ví-

PROUDÍ OMEZENÉ" PROSTOROVÝM. NÁBOJEM Y CdTe ((Jej Space charge limited currents i n CdTe(Ge) . A. ZOUL, E. KLIER Katedra fyziky polovodičů MFF UK, Ke Karlovu 5, Praha 2

Odporové krystaly CdTe našly uplatnění jako detektory jaderného záření. Jejich činnost je silně ovlivněna přitomností hlubokých příměsí. V posledních letech se jako dopant používal chlór, v současnosti se zájem soustředil na germanium. Jednou z metod určováni parametrů hlubokých příměsí jsou proudy omezené prostorovým nábojem /POPN/. Měřením stacionárních vol temperových charakteristik v závislosti na teplotě a tloušlce vzorku jsme prokázali existenci POPN i v odporových vzorcích CdTe ((Je), typu p . Vzorky byly opatřeny ohmickými platinovými elektrodami v sendvičovém uspořádáni, injekujlcími při vyšších napětích majoritní nositele /díry/* Na obr.I je typická I-U charakteristika, změřená při teplotě -4-0*C. Obsahuje ohmickou oblast, po níž následuje prudký vzrůst proudu s napě tím, typický pro POPN při zaplňováni diskrétní hluboké hladiny majoritními nositeli* Z nezávislosti ohybu charakteristiky na teplotě lze usoudit, že hladina pasti se nachází poblíž rovnovážné Fermiho hladiny a je tedy před injekcí částečně zaplněna elektrony i děrami. Pro tento případ nelze užít jednoduché fenomenologické teorie. Pro vyhodnoceni koncentrace P t a energetické polohy hladiny E+ bylo použito numerické metody založené na Lampertově přesné teorii flj pro jednu diskrétní hladinu v libovolné výši. Tato teorie udává charakteristiku y parametrickém tvaru. Etyl vypracován optimalizační program, který variaci P+ a E t vyhledal charakteristiku nejlépe vyhovující měřeným bodům zejména v okolí zlomu charakteristiky. Tímto způsobem byly určeny hodnoty E ^ E„= o,64 eV a P%'2'I0%£l Průběh teoretické křivky je naznačen také na obr.I. Hladina s podobnou aktivační energií byla již dříve zjištěna ve vzorcích dotovaných chlorem £2j, avšak s koncetracemi o dva řády nižšími. Je tedy možné, že zvýšená

f| f| |J §

,

Í

i

p fi § § | í • /;

)

j j ': A < •• % § i| .•§ i | -^ >

mi-

fziiv

05 - 09

fe: -

koncentrace souvisí s příměsí germania*

p "rK,

m

Iš? i Obr*I« Voltamperová charakteristika vzorku CóľľefGe/ I327* tlouětka L=0,190 ínm, plochá elektrody A=6,9 nmř, měřeno za a táqr při teplotě -40 C. Čárkovaně je naznačen teoreticky průběh v místech, kde se liší od experimentálního* Literatura [i] íl.A» Laapert, P. Mark, Current Injection in Solids, Acadeaiic Press, New York/ London 1970. A. ZOUL, E. Klier, Czech. J. Phys. B27,?89 /I977/.

S

05 - 33 ZMBmY. AKTIVAČMEJ ENERGIE A HUSTOTY STAVOV A s ^ PO OŽIARENÍ KBUTRÓNAHI The changes of energy gap and density states AsgS-. after neutron irradiation V.MACKOVÁ, D.LUK/ŠIK Katedra fyziky EF SVŠT,Gottwaldovo n.19, Bratislava, 880 19 Systáa *»2 S 3 P a t p * »«dzi najprestudovanejáie chalkogéne sklá. Podlá £l^ je aktiTaSná energia E =1,045 e V, čo je o niečo menej ako hodnota polovočnej šírky optického pásu /1,15-1,2/eV. ^23 • Vzorky zo skla uvedeného typu, sme ožiarili rýchlymi neutrónami s E n = 2 HeV v rozsahu integrálnych hustot 10 - 1 0 1 9 n cm" 2 . Vypofiitané hodnoty E a zo závislosti £*= f ( T ) , sú na obr. 1. Hodnota Efi pre neožiarenú vzorku je v dobrom sú-

0,6 0

16

10

17

10

Obr.l

16

10

5.1O19[0ncm2]

Pri ožiarení lade s 10 n cm" pozorujeme pokles S až po hodnotu 10 n cm" .Tu nadobúda polovičnú hodnotu pôvodnej a s äaliím ožiarovaním opiť vzrastá. Z meraní optických parametrov sme zistili pre neožiarenú vzorku Efio=2,2 eV, ktorá sa s ožiarením nemenila .Koncentrácia defekt o v, ktoré vytvárajú rýchle neutróny je B-p = K. $ . Z faktu, že E a o sa s ožiarením nemení,ale mení sa E a = Ep-E^ asudsujeme,že sa mení poloha Fermihq hladiny v dôsledku prítomnosti velkej koncentrácie defektov,ktoré spôsobujú vznik stavov hlboko v páse. Spear pre posuv Fermiho hladiny A%> •• • sklách udáva přibliž-

V

SS' f'?

05 - 33 ný vzťah:

kde •(Epo\ á» hustota stavov pred ožiarením a N hustota stavov novovytvorených, ^ ( i^j ^ = 2xlO1 8 e V 1 . Závislosť hustoty stavov od ožiarenia je na obr.2

Ak uvážime,že sklovitý systém nie ja v termodynamickej rovnováhe, potom v porovnaní s kryštalickými látkami je proces spätnej rekombinácie vakancia-interaticiál energeticky výhodnější. V porovnaní s kryštalickou látkou sa dá povedať ,ie pri ožiarovaní nad 10 n cm" aa iba polovica z možných defektov realizuje a ostatné rekombinujú.Je pravdepodobné,že rakombinovaná stavy sú už rakryštalisovaná.Ai do ožiarenia 10 n cm • prevláda tendencia vytvárania defektov,a so zvyšovaním dávky nadobúda druhý proces rozhodujúcu úlohu,Co má za následok zmenšenie hustoty stavov vo vnútri pásu. 18 —2 Z uvedeného rozboru vyplýva,še do hodnoty 10 n cm nastáva aaorfizácia systému a Šalej saturácia defektov,ktoré zafilnajú byť na sebe závislé s viSšou pravdepodobnosťou rekryštalizaSnýeh procesov,Podobné zmeny boli pozorované na Qe 2 S -,• A.E.Owen, J.M.Robertson.: J. Ion. Crys t. Sol. 2 A 9 7 0 / 40 £2] F.Kooek, J.Tauc: Czech J.Phys. B 20 /1970/ 94

m

I

M-.

05 - 34 VÍVOJ POLOVODIČOVÝCH D E F E K T O R B JADERNÉHO Z&ŘBBÍ V ÚSTAVU JADERNÍ FYZIKY ČSAV . Development of radiation semiconductor' detectors in the Nuclear Physics Institute of Czechoel. Acad. of Sci. D.SRMKA, J.EtóČKOVX Ústav jaderné-fyziky ČSAV, Řež u Prahy, 250 68

&••:

Polovodičové detektory jaderného záření mají dnes velký význam nejenom při provádění experimentů v jaderné fyzice, ale patří do základního přístrojového vybavení v řade dalších oborů, jako je lékařství, geologický průzkum, průmysl apbd. Jejich hlavní předností je vysoká energetická rozlišovací schopnost. •'."-. V Ústavu jaderné fyziky bylo vybudováno pracoviště, umožňující vyvíjet polovodičové detektory různého typu. Germaniové detektory driftované lithiem (Ge(Li)) jsou určeny pro účely spektrometrie gama, křemíkové detektory s povrchovou bariérou k detekci nabitých částic a křemíkové detektory driftované lithiem (Si(Li)) s vysokou rozlišovací schopností pro měření nízkoenergetického záření gama a rentgenová záření. V poslední době se vyvíjejí spektrometry neutronů s křemíkovými detektory, které jsou pokryty konversní vrstvou 6 LiP. " " ' ' Ge(Li) detektory s t zv. pravou i nepravou koaxiální geometrií mají účinný objem od 20 do 60 cur a rozlišení 2,0-2,5 keV při energii 1,332 keV záření gama Co. Ge(Li) detektory planárního typu mají účinný objem od 1 do 10 cm a rozlišení 1,0-1,2 keV při Ej> =100 keV. Tyto detektory se v tJJP používají ke studiu záření gama vznikajícího při rozpadu radionuklidů, nebo promptního záření emitovaného při jaderných reakcích s nabitými částicemi nebo neutrony* Cílem měření je určit energie a intensity záření gama, časové a úhlové korelace. Vývoj křemíkových detektorů začal v ÚJP v roce 1973. Od té doby byla vyrobena řada Si detektorů a-povrchovou bariérou s účinnou plochou od 20 do 850 mm s rozlišovací schopností U - 50 keV při energii částic alfa 5,48 MeV, s hloubkou bariéry do 900^m. Detektory jsou určeny pro spektro-

z

' tv *

a

05 - 34 metrii alfa a další četné aplikace v jaderné technice. 7 poelení době byiLy připraveny Si (Li) detektory pro měkké záření gama s účinnou plochou od 10 do 50 mm , hloubkou driftované oblasti 3-4 mm a rozlišením 190 - 250 eV (Eg* =5,9 keV). K dosažení takové rozlišovací schopnosti je nezbytné použít chlazenou vstupní část nábojově citlivého předzesilovace přímo ve vakuovém kry os ta tu, kde je umístěn i detektor. Vstupní okénko tvoří beryliová fólie tlouštky 100 - 200/L m. Tyto detekrorý mají široké pole uplatnění ve spektrometrii rentgenová záření, rentgenfluorescenční analýze, v lékařství, biochemii, metalurgii a dalších oborech. Pro měření spekter neutronů v energetické oblasti do 10 MeV byly zhotoveny křemíkové detektory s povrchovou bariérou v párovém uspořádání. Jeden z dvojice detektorů je pokrytý konversní vrstvou I»iF, ve které při reakci s neutrony vznikají částice alfa a tritony. Každá z těchto částic se detekuj e v jednom z detektorů a suma jejich energií odpovídá sumě energie dopadajícího neutronu a energie reakce. Pro termální neutrony bylo dosaženo rozlišení 240 keV. Detektory jsou zapouzdřeny do vakuové komůrky. Účinná detekční plocha je 200 mm , hloubka bariéry 400<
05 - 35 STUDIUM HLUBOKÝCH HLADIN VE VYSOKO0DP0R0VÉM CáTe :Ge VHODVÉK PRO DETEKTORY GAMMA ZÄERf Investigation of Seep levels in semiinaulating CdSerGe developed for gannaa ray detectors P.HdSCHL, P. MORAVEC, M. VANĚČEK, J.BOK, V. PROS SEE, M.ZVÄRA Fyzikální ústav UK, Ke Karlovu 5, Praha 2, 121 16

i;,

t-

Vysokoodporové monokrystaly CdTe dopované chlorem a kompenzované vlastními poruchami mřížky, předevSím vakancemi po kadmiu, se používají jako výchozí materiál pro přípravu detektorů gamma záření. Kadmiové vakance a jesien komplexy ovšem vytvářejí řadu akceptořových hlaďin, které ovlivňují záchyt nosičů proudu a tím i parametry detektorů. Dopování vzorků germaniem poskytuje možnost snížit koncentrace takovýchto záchytných hladin. Germanium bylo přidána do taveniny telúru při pěstování monokrystalů CdTe metodou pohyblivého ohřevu /IBM/. Vzorky 6yly studovány metodou konstantního fotoproudu a byly měřeny jejich elektrické transportní vlastnosti. Oběma způsoby byly

Obr. 1

05 - 35 zjištěny dvě hladiny T zakázané* páau. Byla vyhodnocena spektrální závislost fbtoioniza&ního záchytného průřezu a porovnána a teoretickou křivkou, spočtenou na základě Lucovakého teorie [1] píro přechod mezi lokalizoTanou hladinou a pásem. Experimentální závislost na obr.1 byla složena z příspěvku daného excitaci elektronů z valenčního pásu na hladinu 0,T3 eV vzdálenou /křivka A/ a z příspěvku odpovídajícího přechodu z hladiny ležící 0,4 eV nad valenfinlm pásem do voďivostnlho pásu Ařivka B/, jestliže šířka zakázané zóny T CdTe E_= 1 r 57 eT. KB obr.2 je uvedeno měřeni teplotního průběhu odporu, ze kterého byla vyhodnocena hodnota aktivaSnl energie vodivosti E A = 0,32 eV v oblasti 170*195 K a E A = = 0,58 eT v oblasti 250+300 K.

I t', ŕ;

í

Obr. 2 U

M

Ze znafině odliSného charakteru obdobných měřeni na CdTe dopovaném Cl lze usuzovat, že výie zjištěné hluboké hladiny jsou: dány bu9 přímá zabudovaným germaniem v« vzorcích, nebo jsou alespoň podmlněmy přítomností germania v tavenine telwru během růstu monokrystalu* [i] O.Lucovsky, Solid St. Co;

2, 299 /1965/.

05 - 36 MIKBOTVKDOST WmTT^MAMT OŽIASEKÍCS POLOVODIYfCH SKIEL Tickers hardness of semiconductors glasses as a dependence of neutron flux p. MACKD.D. LUK/ŠIK Katedra fyziky EF SV3l,Gottwaldovo n.19, Bratislava, 880 19 Aj; keä zatial len málo prác sa zaoberá vplyvom žiarenia na polovódivé sklá,možno v súčasnosti konštatovať niektorá všeobecné rysy.fyzikálne parametre nekryštalickej látky sú menej citlivé k žiareniu,ako kryštalické.Zmeny fyzikálnych parametrov možno očakávať,až po vytvorení dostatočnej hustoty stavev v hĺbke pásu. Tieto môžu potom posunúť Fermiho hladinu a tým ovplyvňovať elektrické vlastnosti materiálu.Práce Q3 QG ukázali, žé aj systém Ge-S je citlivý na neutrónové žiarenie. Hiektoré naše experimentálne výsledky chceme dokumentovať na systéme G«2 S 3 v ob áe«ovoa tvare.Príprava vzoriek,spôsob ožiarýchlymi neutrónami s E n =2 MeV , v rozsahu dávok 10 rez 523' -2 • n. « -10 - n cm su podrobne popísané napr. v \2J Keäže zmena elektrických parametrov v amorfnom polovodiči je určovaná hlavne defektami vytvárajúcimi stavy v hĺbke pásma, v blízkosti Fermiho hladiny,ktoré Mott prisudzuje nenasýteným vazbám a medzisieťovým atómom,ich zmena následkom ožiarenia sa musí prejaviť na takom parametri ako je Yickersovo číslo tvrdosti Hv • Závislosť Hv od integrálnej hustoty toku neutrónov je na obr.l. Možno pozorovať monotony vzrast Hv od
05 - 36

Hv

t

t

250 •

1 1

1 1

Ge

«0

) I ; i

V

230 Si

>

o

2

0 [nem ]

io

.

16

IO

17

•

iď iď

Ofar.l 19

vzopku ožiarenú s ^ = I O n cm" 2 už bola pozorovaná čiastočná rekryätalizácia. Pre sklovité materiály bol odvodený vzlah: Or s

I

V/v/

+

E

1

kde •< je sila vazby,£ modul pružnosti a V relatívny obje* atómov.Bolo dokázané,že Hr závisí málo od V,ale je ufiovaný a S. Kaskáda neutróaami vytvorených defektov obsahuje v jednej časti veľké percento vakantných miest,obklopených oblasťami s vyššou hustotou intersticiálov.Následkom žiarenia sa vytvára takýchto oblastí vačšx počet,ktorých kritická hodnota je práve pri ý = 10 1 8 n cjT2.To môže spôsobiť náhly pokles Hr. Nasledujúci vzrast Ev pri ^ * i o n cm" 2 možno vysvetliť potom ako prekrytie sa týchto oblastí,Čo má za následok relatívne zvýšenie počtu väzieb a zároveň zvýšenie energie mriežky s následnou rekryštalizáciou. <7.Doupoveo.,P.Macko •: Termanal 1979 -bude publikované P.liacko.jJ.Doupovec . : Fhys.Stat.Sol./a/50 /1978/ K51 3] I.Kawamoto.,S.Tsuchihashi.: J.Amer.Ceram.Soc.54/1971/131

07 - 20 K TKPLOSHÍKJ FKDBEBU STÔÍDAvť MAOIBTIGKÍ SUSCEPTIBILITY On the temperature dependence, of the alternating magnetic susceptibility of BCOg J. TURÍH Katedra rádioelektroniky EP VST, Komenského park 13, Košice; 04000 A. ZBDTKO tfstar experimentálnej fyziky SAV, Ham. Februárového víťazstva 9, Košice, 04154 J. H&EBÍK, J. ŠTERNBERK Katedra fyziky kovů 1IFF UK, Ke Karlovu 5, Praha 2, 121 16 U sloučeniny UCo x (z blízké 2, ILavesova fáze typu

do-

x

sahuje še při použití uranu čs, výroby nejmenší koncentrace atomů Co v krystalografických polohách uranu /V* j@-li z = - 1,981. V takovém případě se tato sloučenina chová jako Paulino paramagnetikum (viz obr., výsledek práce [2j)» F§která další měření ukazují, že při x = 2 ve sloučenině pravděpodobně existují shluky (clustery) atomů Co /1*37* které spolu se splnovými fluktuacemi způsobují vzrůst susceptibility v oblasti nízkých teplot (viz obr., měření při f = 340 Hz /V)» Maximum, které se objevuje v téže závislosti při vyšších frekvencích (f = 16 kHz f2j), lze vysvětlit interakcí mezi spiny, jeS vede k spänovému uspořádání na krátkou vzdálenost (tzv. clusterové sklo). Vymizení maxima při nižších frekvencích je nejspíše spojeno s relaxačními jevy typickými právě pro s pinová skla fAj (skin-efekt byl vyloučen porovnáním měření na kompaktních a práškových materiálech). Anomálie, pozorované v okolí 15 K na podrobněji studované závislosti při f = 34OHZ (viz obr.), mají stejný charakter jako u sloučeniny UA1 2 , u níž je potvrzeno i dalšími měřeními (zejména měrného tepla), že jsou způsobeny s pinovými fluktuacemi -i

07 • 20

I: O

10 2 0 3 0

tO

SO 6 0 7 0

8 0 9 0

Závislost susceptibility V na teplotě T pro UCo x » Susceptibilita je vynesena v relativním měřítku, vzhledem k susceptibllite 7~7B P ř i 'tepio'te kapalného dusíku. Měření £jj d á v á pro JĽ-j, hodnotu % n o = 3.64 %

•

;

A 7 HŘEBÍK, J. - COLES, B.R.: Physica 86 - 8 ^ , 1977, 169TURÁK, J.: Diplomová práca, HPP UK, Praha 1978. HŘEBÍK, J. - COLES, B.R. Í bude publikováno. / V LOHNEYSSN, H.W. - TH0LMCE, J.L. - TOURKIER, R.: J. de Physique, Suppl. au no 8, £%? ^-ST^» C6-922 I>!URAHI, A.: bude publikováno. BRODSKY, K.B. - TRAINOR, R.J.: Physica 9.1B, 1977, 271.

i

'•'S*

I

07 - 21 PŘÍSPĚVEK KE STUDUJ SYSTÉMU U^Zr^ _ Contribution to investigation of U x Zr- L _ x Pe 2 system V* SECHOVSKÍ, J. TOUL, V. ŠÍMA Katedra fyziky kovo MFF UK, Ke Karlovu 5, Praha 2, 121 16

r

jfc

I

Měřené vzorky byly připraveny tavením steňhiometrických množství x=O,l| 0,2; ... i 1,0 základních složek ve Vysoko- . frekvenční peci v ochranné argonové atmosféře a.byly žíhány po dobu 100 hodin při teplotě 850 °C. Débye-Scherrerovou metodou byla potvrzena jednofázovosť vzorků a zachování struktury typu Mg CUg v koncentračním obořu x- 0,0 - i , Ó. U všech sloučenin byl zjištěn feřomagnetismua se silně-koncentračně závislou teplotou magnetického fázového přechodů, .paramagnetické Curieovy teploty & zjištěné měřením teplotní.závisrlost i magnetické susceptibility "JParaaayovou. metodou: í«oú. Ý závislosti na koncentraci vyneseny na obr.' 1, >f a 6d elektrony uranu v ní zaplňují 3d stavy železa a tím dochází ke snížení efektivního-magnetického momentu na atomech žeieza. Zředění podniřx2e atomů uranu atqmy zirkonia se potom projeví vzrůstem móméňtú a magnetických

í*

í

I

07 - 21 interakcí v podmříži atomů železa.

40

ot.v.

60

30

100

UFe &

Obr. 1 Problém spojený s nejednoznačným charakterem získaných mossbauerovských spekter je možné kvalitativně vysvětlit na základě úvah o nejbližších sousedech atomů železa. Otevřená zůstává otázka možnosti lokalizace magnetického momentu na atomech uranu ve sloučeninách s vyšším obsahem zirkonia, která se dále studuje. Přímou odpověd může přinést pouze měření neutronové difrakce. Další přínos k vysvětlení magnetických vlastností popisovaného systému očekáváme také od měření magnetických momentů a mossbauerovských spekter v oboru nízkých teplot. /!/ 5EČERHIK07, 7.1- et Ol.: ŽEÍEP, 58, 1970, 80.

i •;]•&

.•v-1

"á

07-22 MAGNETICKÉ VLASTNOSTÍ SYSTÉMU UFe Magnetic p r o p e r t i e s of UPe2-TJMn2 system J . TOUL, V. SECHOVSKÝ, Z.- SMETANA Katedra fyziky kovů loFP UK, Ké Karlovu 5, Praha 2, 121 16 Celkem bylo pripraveno 11 vzorků o ' s l o ž e n í U ( P e 1 - J M n x ) 2 , kde x = O,Ó| 0 , l | 0 , 2 J . . . J OiSi 1,0. Vzorky o hmotnosti 3-5 g byly připraveny tavením stechiometrických množství základních slQŽek- ve vysokofrekvenční p e c i pod ochrannou argonovou a t mosférou. Vzorky byly n ě k o l i k r á t přetaveny a podrobeny homogenizačníinu ž í h á n í p ř i t e p l o t ě 850 °C po dobu 100 hodin. Obě

i e.

k r y s t a l u j í v s t r u k t u ř e typu MgCu2, k t e r á ' z ů s t á v á v celém oboru koncentrací, systému. Jednofázovcst voeeik ^Řsórků b y l á potvrzena v mezích-přesnosti rentgenové atxnfctiirní analýzy. -. C .'•• Možnost vzniku íaagnetiokého uspořádání, v systému "byla zkoumána->popací měření t e p l o t n í z á v i s l o s t i magnetické s u s c e p t i b i l i ^ metódou v oboru 15-300 K. Výsledky: získané pro obS- áaftjaí fáze velmi dobře s o u h l a s í s dříve publikovaným iněřeaÍB Iiäna a Aldreäa- / l / . DPe^ j e f eromagnetikum r p l ň u j í c í Curié-Yéissův zákon š páramagnetickou Curieovoú t e p l o t o u 6=^ 15.T K* VUDÓ vykazuje velmi s l a b ě t e p l o t n ě z á v i s l ý paramagnetlJsmtie e nevýrazným iaaxlmem s u s c e p t i b i l i t y v o k o l í 240 K. D o u š n k a , že t o t o maximum j e spojeno s přechodem do a n t i f e r o aagnfrtického stavu / 2 / nebyla potvrzena neutroňográfickým měř e n í a . / 3 / , z k t e r é h o vyplývá s o u v i s l o s t nm-rtmu pouze se s t r u k t u r n í m přechodem, z kubické, do monoklinické soustavy. Celý systém l z e z h l e d i s k a t e p l o t n í h o průběhu magnetické s u s c e p t i b i l i t y r o z d ě l i t na dvě části*- Vzorky s obsahem 0-50 % ž e l e z a vykazují téměř t e p l o t n ě n e z á v i s l ý chod s u s c e p t i b i l i t y s nevýrazným maximem, k t e r é se posouvá od 240 do 290 K ve smeru k vyšším koncentracím železa* Lze tedy očekávat, že výše zmíněný s t r u k t u r n í přechod s e vyskytuje u všech s l o u č e n i n s obsahem 0-50 % ž e l e z a . Druhouv s k u p i n u - t v o ř í vzorky o b s a h u j í c í 60-100 % ž e l e z a . Teplotní: průběh s u s c e p t i b i l i t y u n i c h splňuje Curie-Weissův zákon* í ř i t o m vzorky s obsahem 70-100 % ž e l e z a se j e v í jako feroffi«gi»tické. Hodnoty Curie-Weissovy konstanty C pro ,

I I 1

07 - 22

hmotnou susceptibilitu, paramagnetické Curieovy teploty ft a efektivního magnetického, momentu <M£fft vztaženého na jednu molekulu sloučeniny v paramagnetickém stavu jsou uvedeny v tab. 1. Feromagnetické Curieovy teploty T c (tab.l) byly nalezeny měřením vzrůstu síly působící na vzorek v slabém remanentním poli pelových nástavců elektromagnetu (He* 0,01 T ) . Takové měření je prakticky ekvivalentní zjišťování Tc pomocí teplotní závislosti počáteční susceptibility. Vzorek obsahující 60% železa splňuje Curie-Weissův zákon nad teplotou 50 K. Odchylka pod touto teplotou může být projevem tendence k magnetickému uspořádání pod 10 K. . tab. 1

SlouS • U(PÄ 0

U(Pe 0 U(Pe Q 9 M n 0 UPe 2 á.

f í'

C .1>2 ,2^2

1 [K** kg"" "]

3,26.10"'' C 4,25.10'5 3,99.IQ"5 ,01.ÍO"

5

c Wi. *c & :

e

39 i7 3

133 157

30 72

130

2,74 3,08 2,98

158 \

3,29

Získané informace jsou v současné době doplňovány o výsledky teplotních a polních závislostí magnetizace v oboru nízkých teplot a o môflsbauerovská měření na jádrech Pe^ 7 , které pomohou vyřešit otázku existence lokalizovaného momentu na atomech Mn. Pro rozřešení koncentirační závislosti strukturního přechodu u vzorků bohatých na mangan jsou pořizovány Debye-Scherrerogramy v nízkých teplotách. /I/ LAM, D.J.- ALDRED, A.T.: AIP Conf. Proč, 24, 1974, 349. 12.1 LIH, S.T. - KAU7HAHN, A.R.: Phys. Rev. 108, 5, 1957, 1171. /3/ MARPOE, 6.R. - LAHDER, G.H.:ySol. State. Coamun., 26, 1978, 599.

I I

i

07 - 23

KRYSTAL0VŽ POLE A MAGNETOKRYSTAUCKX ANIZOTROPIE UGa2 C r y s t a l f i e l d and magnetocrystalline aniaotropy o f Š . ZAJAC Katedra fyziky kovů MFF UK, Ke Karlovu 5» 121 16 Praha 2

i.

i?

.Feromagnetické sloučenině UGa 2 s í c =l25 K a s hexagonální strukturou typu AlBg byla již věnována celá řada prací na polýkrystalických (viz napr. /1/) a v.poslední době i na.monokrystalických vzorcích /2/. Vzdálenost mezi ionty uranu v této sloučenině, daná krystalickými parametry a«4»2130x10 Sn, c * 4,Oi71xlo"*1Offl (při pokojové teplotě), dostatečně převyšuje kritickou vzdálenost 3,5x10 G m zavedenou Hillem /3/, za níž lze považovat 5f elektrony iontů uranu za spíše lokalizované* V našem postupu předpokládáme, že v každém iontu uranu v UGa 2 jsou lokalizovány tři 5f elektrony, které ve volném iontu v rámci Russellovy-Saúndersovy vazby se nachází v základním stavu s termem ^T Krystalové pole pak uvažujeme v modelu bodových nábojů dvanácti galiových ligandů iontu uranu s lokální symetrií D g n (6/ramra) a popisujeme ho pomocí Stevensových ekvivalentních operátorů následovně K

I I I

kp

J

kde

2

B|o|(J),

2U2

(koeficient R1+1

(1+m)!

e je nňboj elektronu, v. je efektivní va#fence galiových ligandô dô považována ž á dále dál za +1, j jsou Stevensovy multiplikační faktory /4/, jsou střední hodnoty mocnin poloměrů slupek 5f elektronů 3+ iontů uranu, dále převzaté ..z práce /5/, R j ' ®j* t j «Jsou sférické souřadnice galiových iigandů v souřadnicovém systému x(b), y(a), z(c) a'sumace se ^^oyádí přes všechny ligandy uranového iontu. . ; Odpovídající jednoiontová magnetokrystalickl anizbtropie je pak rovna E m k a = KgP^cosO)

+ KjpJ(cosO) + KgPg(cosO) + Ě|p|(coaO)eo«6^t

-:s*

:§

i

07-23 1

kde Kj = Bjj(J-1/2)...(J - &ýp- )x(koeficient pj)*" , ireap.

kde

-3/2K|

- 5Kj - 21/2K|

K 6 « -231/16K| . 0 Íle úhel nesl směrem nagóetizace a osou c a ý 3e úhel v i a sálni rovino aesi směrem magnetizace a c s o u b . Hodnoty vypoSten^ch paraiwtrú • krystalováho pole spolu a parametry jedno^iontové aagnetokrýstálieká anisotropié při T=0 1C apolu a namerenymi parametry v práci /2/ 3 aou uvedeny v naaledující . tabulce* . ( J /ibnt) B|

Bg

4,90x10**26 26

B | -6,2OX1O"

K 2 -4,03 Kj -1,77X1O" 2 1 Kg

Se.

( J /g)

4,Q5xtO" 2 2

Bj -9,37x10" 2 4

R

4,63x10" 23 -5.86X10"

23

výpočet K | -9.21X10"2

F r. r-i

-2 neřeší r

1 -6x10

Znaménkový a řádový souhlas mezi vypočtenými a pozorovanými hodnotami K« a Kg určujícími axiální a plenární magnetickou anizotropii U6a 2 lze považovat za argument pro použitelnost modelu lokalizovaných tří 5f elektronů v iontech uranu v uvedené látce. . /1/ Šternberk J. et al: J. Phys. 3_2 (1971)C-744| Sechovský V. et al: Phys. stát. sol. 20 (1975), K37. /2/ Andreáey A.T* et alt ŽEEF 7J> (1978), 2351. /3/ Hill H.H. v sborníku Plutonium 1970 and Other Actinides, Het. 3oo- ADIE Sew York, 2. /4/ Stevens K.W.H.: Proč. Phys. Soc. A65. (1952), 209. /5/ Freeman A.J. et al: Phys. Rev. BT3 (1976), 1168.

I

07-30 VLIV MAGNETICKÝCH DOMÉN NA TORZNÍ KŘIVKY U 3 ? + The i n f l u e n c e of magnetic domains on the torque o f U,P. M. ZELENÝ Katedra fyziky kovů HPF KU, Ke Karlovu 5i Praha 2, 121 16 Jak ukázali Néel / I / a další /2/, pro krystal velkých rozměrů kulového tvaru, bez inkluzí, defektů a vnitřních pnutí je proces magnetizace feromagnetických vzorků možno popsat bez znalosti detailů doménové struktury pomocí koncepce magnetických fází. Hagnetízace ve všech doménách jedné fáze je paralelní.

F-'

Ve stavu nulové magnetizace je počet fází v U.,P, roven 8 a vnitřní pole B J = 0. Podle teorie / I / zůstane B^ rovno nule a počet fází konstantní, pokud působí vnější pole B menší než mezní pole B m » Vektor výsledné magnetizace vzorku bude přitom v jistém objemu, který je symetrický kolem počátku* V polích B < B m působí na vzorek nulový torzní moment /3/» Vliv domén na torzi byl u látky s kubickou magnetickou anizotropii a se snadnými směry <100) vyšetřován v práci /3/. tup. má také kubickou anizotropii, ale se snadnými směry ^111). Pro B > 3 ] a se počet fází zmenší a B^ bude jí 0. V případě, když B poroste v určitém pevném směru, U0P4 přejde z původního stavu s 8 fázemi do stavu se 4 resp* 2 fázemi. B i bude přitom orientováno podél 4- resp. 2- četné osy symetrie krystalu nejbližší ke směru B. A nakonec vzorek přejde do jednofázového stavu, kdy B^ už není vázáno ke krystalovým osám jednoduchou relací. Velikost B , při kterém nastane v U^P. přechod např« mezi stavy s 8 a 4 fázemi, je (pro B ležící v rovině (110)) dána vztahem B m = N <J I ; L 1 ( V3 C O S ^ ) " " 1 , kde #€(0o-54,7°) je úhel mezi B a [001] • N je demagnetizační faktor koule a (Till je velikost magnetizace měřené ve snadném směru. Pro případ, kdy v krystalu U^P. budou 4 magnetické fáze, tj« pro 0 ^ tp,v}~< 54,7°» je možno na základě / 2 / napsat soustavu = cos > rovnic: ^±^2J.1^1 y - 3cos^»p,

B i - 3 cos v - N (T-jj^eos vp , 3^ sin

fr

= ITCJJ-

vp označuje úhel mezi mágnetizací jedné fáze a

L_

[001], ^

je

07-30 anizotropní konstanta, G"n je normálová složka 6 ke směru B, který leží v rovině (110). Rovnice plynou z fyzikálních úvah o úhlu mezi magnetizací jedné fáze a %± a o průmětech existujících polí do vhodných směrů. Analogicky je možno napsat také relace pro případ, kdy v krystalu budou jen 2 fáze, tj.

pro 54,7° < f , ^ £ 90°.

...

Pomocí počítače bylo provedeno řešeni rovnic odpovídajících pro případy, kdy ve vzorku budou.4; 2 a 1 magnetická fáze (K-^ Jkg"1. G* 111 = 20 J T ^ k g ) . Získané teoretické hodnoty torzních momentů L = B GTn jsou uvedeny na obr. 1. Výsledné křivky (vytažené plně) vznikly spoj-ením výsledků-získaných pro různé počty fází. Při porovnání, obr. 1 a obr. 2 je zřejmá dobrá korelace našich teoretických, a experimentálních výsledků / 4 / pro U 3 P 4 (při 118 K, v.rovine.(110). Je vidět, že vliv domén se- v uvažovaných, polích uplatňuje pouze v oborech A9"€ (0° - 25°) a (75°'r 90ô)« Tento poznatek je důležitý nápř. pro otázku určování'anizotropní konstanty K x u látek s velkou magnetickou anizotropií na základě torzních měření v běžných laboratorních polích (viz např. / 4 / ) .

I-

•ť.-

t

/ •*"-. Obr. 1 /!/ /f/ /3/ /4/

-

". . - ' Obr* 2

KÉEL L.: J. de phys. et rad. £, I944f 214. LAWTOB, H. - STEWART, K.H.: Proč. Roy. Soc. A193« 1948, 72. SIEVERT, J.D. - VOIGT, C.: phys. stát. sol. (a) 205. ZELENÍ, M.: Czech. J. Phys. B 28, 1978, 442.

07 - 38 •ZOBRAZENÍ DEFEKTD* KRYSTALICKÉ STRUKTURY HETOOOU NEUTRONOVÉ OIFRAKČNÍ TOPOGRAFIE Obaarvation of C r y s t a l l Structure Defects by the Neutron D i f f r a c t i o n Topography B. CHALUPA, M. VRANA Ústav jaderná f y z i k y ČSAV, Řež 250 68 Mezi nedestruktivními metodami studia poruch s t r u k t u r monokrystalu význačná místo zaujímá neutronová d i f r a k f i n i t o pografie (NOT). Dovoluje sledovat poruchy téměř ideálních monokrystalů, k t e r á by se j i n a k z o b r a z i l y jako homogenní vzorky, napr* p ř i klasicko neutronové t o p o g r a f i i (NT) v přímém svazku, z o b r a z u j í c í hustotní, rozloženi materiálu X * » 2 ] • Na r o z d í l od rentgenové topografie (RT) d á v a j í c í vysoké r o z l i š e n í na tenkých f ó l i í c h , pomoci neutronů j e možno (vzhledem k j e j i c h s p e c i f i č n o s t i pôsobení s l á t k a m i ) zkoumat vzorky t l u s t é i několik cm, dále vzorky z lehkých a těžkých prvků a prvků s blízkými atomovými č í s l y , a z v l á š t ě pak výhodně magnetické m a t e r i á l y . P ř i našich přečech jako zdroj neutronů pro NDT s l o u ž i l reaktor WRS. Měřeni bylo prováděno na krystalovém spektrometru TKSN 400 \3~[, monochromatický svazek neutronů dopadajíc í na vzorek po odrazu p ř i c h á z í do vakuované kazety s konvertorem a f o t o č i t l i v ý m materiálem. Používá se bud Gd f o l i e s r t g . filmem nebo luminiscenční konvertor s panchromatickým filmem. Na tomto z a ř í z e n í byly zkoumány monokrystaly Fe (3 % S i ) , t l u s t é 1,5 mm s použitím neutronů o vlnové délce 1,3 Ä odrážených od roviny (200) na konvertor ve vzdálenosti 20 - 30 mm. V případě Gd konvertoru se p ř i d e l š í expozici (10 hod) získá zobrazeni a dobrým rozlišením i kontrastem (Obr. 1 ) . Zobrazeni pomoci druhého konvertoru může s l o u ž i t pro rychl e j š í ( 1 hod) informativní práce, vykazuje h o r š i r o z l i š e n i ( 0 b r « 2 ) . Výsledek zkoušky s konvertorem ve vzdálenosti 80 mm j e na obr, 3 . S i l n ý kontrast a špatné r o z l i š e n i jsou způsobeny jednak špatnou g e o m e t r i i , jednak průmětem objemu vzorku. >

I

07 - 38

1 •nm

Obr. 1

Obr. 2

Obr. 3

Při měřeních provedených v různých částech odrazové křivky byla pozorována změna zobrazeni odpovídající deformaci (ohnuti) celého vzorku. Pomoci polarizovaných neutronů je možno sledovat ve feromagnetických materiálech uspořádáni domén podle změny intenzity odražených neutronů v závislosti na orientaci pole v d o méně vůči směru spinu polarizovaného svazku [ 4 ] . Námi použitá kolimaco svazku 10 a ž 15 úhlových minut je již dostatečná p r o zobrazeni s rozlišením 0,1 mm, za podmínky, že film (kazeta) není dále než 5 0 mm od vzorku. V ONF Ú3F se rozviji měřeni topografie defektů struktur dokonalých monokrystalů s cílem výběru vhodných vzorků pro studium dynamické dlfrakce v magneticky uspořádaných látkách a také na svazku polarizovaných neutronů za účelem přímého p o zorováni doménové struktury metodou NDT.

1 i ŕ*

g

[ l ] K . Doi, N . Minakawa, H . Motakashi, N. Masaľi, 3. Appl. Cryst., 4 (1971) 528 [2] 2. Hrdlička, Zpráva Ú3V, č. 4314-A/1977. [3} V. Petržilka, R. Michalec, B. Chalupa, 3. Čech, L. Sedláková, P. Mikula, 3. Vávra, Jaderná energie 11 (1972) 367 [4] M. Schlenker, 3. Baruchel, 3. Appl. Phys. 49 (1978) 1996