ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.07.2024
Просмотров: 104
Скачиваний: 0
Светосила |
канала определяется |
из |
( I I I . 44) и ( I I I . 45): |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7) •-= kt '2. |
|
|
|
|
|
|
|
; (Ш.46) |
||||||
Пространственные углы захвата частиц в каналы можно под |
||||||||||||||||||||||||
считать, зная необходимые /геометрические размеры |
спектрогра |
|||||||||||||||||||||||
фа. Для'каналов с шириной |
|
зазоров 2 см при /=80 см; Ь = 2 см |
||||||||||||||||||||||
имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. . |
> • |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
1,25-Юз |
|
|
|
|
|
|
' |
|
|
|
|
|||
|
|
î |
|
|
|
Q i = 40 + R |
|
а?теР- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Здесь ширина щели а фигурирует |
в качестве |
параметра, |
опреде |
|||||||||||||||||||||
ляющего |
телесные углы |
2, при заданном |
|
разрешении. Кроме то |
||||||||||||||||||||
го, видно, что телесные |
углы |
|
зависят |
|
от радиусов |
траекторий ча |
||||||||||||||||||
стиц в поле. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Светосила |
каналов |
|
|
измерялась |
полупроводниковым |
детекто |
||||||||||||||||||
ром |
ПДі с широким |
окном. Его рабочая |
«площадь |
равнялась |
||||||||||||||||||||
3,2X2,4 см2 |
(3,2 см—ширина |
|
фокальной |
поверхности). Перед из |
||||||||||||||||||||
мерениями |
|
установка |
|
калибровалась |
|
и |
определялась |
активность |
||||||||||||||||
а-источника |
2 3 8 Pu: А = 0,64-106 |
|
ч а с т и |
ц |
.Телесный |
угол |
при калиб- |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' |
|
|
сек-стер |
|
|
|
|
J |
|
г |
|
|
|
||
р о ж е выбирался |
таким, |
чтобы скорость |
|
счета |
не отличалась от |
|||||||||||||||||||
ожидаемой |
|
на фокальной |
поверхности |
|
больше, |
чем в |
102 |
раз. |
||||||||||||||||
Считалось, что ошибки, связанные с |
|
изменением |
загрузок |
аппа |
||||||||||||||||||||
ратуры по івходу, малы и их можно не учитывать. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
Следует иметь в виду весовой |
состав |
а-источника |
2 3 8 Р и : |
|||||||||||||||||||||
238Р и _82; 5о/о ; |
2зэр —14,4%; |
|
|
Р и — 3 , 1 % . |
Поскольку |
детектор на |
||||||||||||||||||
фокальной |
|
|
|
и |
частиц |
2 4 0 |
|
|
|
и 2 4 0 Р и , то |
активность А |
|||||||||||||
|
не считает |
|
|
от 2 3 9 Р и |
||||||||||||||||||||
а-источника должна быть уменьшена |
в |
0,82 раза: Окончательно |
||||||||||||||||||||||
Л=0,52-106 |
|
|
секс^тер' и |
|
Х ' ° Р 0 Ш 0 |
|
'Согласуется |
с паспортными |
данны |
|||||||||||||||
ми для этого |
источника. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Относительный метод определения светосилы каналов исклю |
||||||||||||||||||||||||
чает необходимость измерения коэффициента kt в |
( I I I . 46). |
углов |
||||||||||||||||||||||
Ниже |
представлены |
результаты |
измерения |
|
телесных |
|||||||||||||||||||
для ряда каналов спектрографа в зависимости |
от расстояния L , |
|||||||||||||||||||||||
измеренного от начала |
|
фокальной линии: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
Q -10-5, |
r |
|
|
Q -10-5, |
|
|
. |
S |
-10-5, |
j |
|
Q -10-s, |
|
|
||||||||
r |
r M |
i |
|
|
' |
L , см |
|
|
i |
' |
|
L,CM |
|
i |
' |
L , см |
i |
' |
|
|
||||
' |
|
|
стер |
|
|
|
|
стер |
|
|
|
|
|
стер |
|
|
|
стер |
|
|||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
1 |
1,1 |
|
1,09 |
160,5 |
|
|
1,13 |
|
|
168,6 |
|
1,11 |
|
169.1 |
1,11 |
|
|
|||||||
151,4 |
|
1,18 |
142,3 |
|
|
1,24 |
|
162,5 |
|
1,12 |
|
150,9 |
1,20 |
|
|
|||||||||
129,0 |
|
1,32 |
128,6 |
|
|
1,31 |
|
145,4 |
|
1,23 |
|
136,4 |
1,27 |
|
|
|||||||||
101,6 |
|
1,46 |
116,2 |
|
|
1,37 |
|
122,1 |
|
1,35 |
|
123,6 |
1,33 |
|
|
|||||||||
|
98,8 |
|
1,52 |
105,0 |
|
|
1,46 |
|
|
102,6 |
|
1,46 |
|
101,1 |
1,49 |
|
|
|||||||
|
87,8 |
|
1,63 |
88,6 |
|
|
1,59 |
|
|
91,1 |
|
1,59 |
|
93,5 |
1,56 |
|
|
|||||||
|
81,0 |
|
1,70 |
82,8 |
|
|
1,65 |
|
|
SO,7 |
|
1,66 |
|
87,8 |
1,60 |
|
|
|||||||
|
72,4 |
|
1,78 |
75,3 |
|
|
1,68 |
|
|
70,9 |
|
1,78 |
|
79,7 |
1,67 |
|
|
|||||||
|
64,7 |
|
1,86 |
67,1 |
|
|
1,82 |
|
|
65,3 |
|
1,85 |
|
74,1 |
1,75 |
|
|
|||||||
141
|
5 |
|
6 |
|
7 |
|
8 |
172.0 |
0,54 |
167,7 |
0,56 |
163,1 |
0,54 |
168,4 |
0,54 |
154,9 |
0,60 |
145.8 |
0,61 |
146,5 |
0,57 |
153,0 |
0,57 |
133,2 |
0,64 |
129,1 |
0,65 |
131,1 |
0,62 |
120,7 |
0,64 |
116,5 |
0,68 |
110,6 |
0,70 |
107,3 |
0,69 |
103,1 |
0,71 |
ï 0 0 , 7 |
0,75 |
96,4 |
0,74 |
94,7 |
0,73 |
97,6 |
0,73 |
88.7 |
0,80 |
83,2 |
0,81 |
84,3 |
0,80 |
88,1 |
0,79 |
80.8 |
0,87 |
75,0 |
0,87 |
76,2 |
0,83 |
79,3 |
0,81 |
71.9 |
0,88 |
69,3 |
0,90 |
70.5 |
0,87 |
73,2 |
0,85 |
€7,3 |
0,91 |
66,5 |
0.92 |
66,8 |
0,88 |
67,9 |
0'89 |
|
10 |
|
11 |
|
12 |
|
13 |
159.1 |
1,15 |
170,5 |
1,10 |
166,3 |
1,10 |
164,3 |
1,12 |
132.2 |
1,29 |
147,3 |
1,20 |
137,4 |
1.25 |
141,3 |
1,23 |
111.3 |
1,40 |
139,0 |
1,25 |
120.3 |
1,35 |
113,2 |
1,39 |
95.7 |
1,54 |
122,7 |
1,35 |
105,8 |
1,44 |
100,3 |
1,48 |
92.8 |
1,57 |
108,6 |
1,42 |
100,6 |
1,50 |
91,5 |
1,56 |
86.2 |
1,63 |
98,3 |
1,50 |
92.4 |
1,57 |
87,3 |
1,59 |
81,6 |
1,65 |
8?,5 |
1,61 |
88,3 |
1,60 |
80,8 |
1,64 |
74,4 |
1,73 |
77,5 |
1,68 |
78,9 |
1,66 |
74,3 |
1,73 |
70.3 |
1,79 |
68,2 |
1,78 |
68,6 |
1,80 |
66,4 |
1,83 |
Измерения светосилы отдельных каналов спектрографа пока зали, что она примерно одинакова для каналов с одной и той же
шириной межполюсного |
зазора. |
|
|
|
|
||
|
Точность прибора. Многоканальный |
спектрограф |
значительно |
||||
повышает точность проводимых экспериментов благодаря |
высо |
||||||
кой разрешающей |
способности |
и отсутствию ошибок, связанных |
|||||
с |
поддержанием идентичности |
условий эксперимента |
при |
работе |
|||
с |
одноканальными |
спектрометрическими |
установками. |
|
|||
|
Точность, которую |
может обеспечить |
прибор, |
определяется |
|||
точностью измерения энергии регистрируемых частиц, точностью определения эффективных сечений изучаемых процессов и точно стью измерения углов.
Точность определения энергии регистрируемых частиц зави сит от:
1)точности установки мишени по вертикали в положение, в котором находился а-источник при градуировке;
2)точности воспроизведения положения фокальных поверхно стей, полученных при градуировке, при работе с различными си стемами регистрации;
3)точности, которую обеспечивают калибровочные зависимо
сти (ом. § 13); 4) факторов, оказывающих влияние на разрешающую способ
ность спектрографа.
В данном спектрографе «предметами изображения» служат узкие щели а на входах в боковые камеры, жестко связанные с остальными деталями спектрографа и не меняющие своего по ложения при переходе от режима калибровки к рабочему режи му прибора; это позволяет использовать не точечные, а протяжен ные источники-мишени, что упрощает пространственное совмеще ние мишени в рабочем режиме с положением а-источника при
142
калибровке. При |
геометрических |
размерах источника или мише |
|||||
ни, обусловленных допустимым |
углом |
Д е = ± 3 ° , |
установка |
их |
|||
с точностью до 1 мм не вызывает трудностей. |
|
|
|||||
Неточность воспроизведения положения фокальных поверхно |
|||||||
стей угловых |
каналов |
приводит |
в первую очередь к ошибкам в |
||||
определении расстояний |
L от начала отсчета до положения линии |
||||||
на фокальной. |
|
|
|
|
|
|
|
Представляя |
калибровочные |
функции |
каналов |
в виде |
ряда |
||
( I I I . 30) по |
степеням I |
и В, следует иметь в виду, |
что число |
чле |
|||
нов ряда, которое может дать достаточную точность, необходимо выбирать из физических соображений. Очевидно, что для «иде ально» выполненного спектрографа (в предположении, что фокаль ная плоскость строго перпендикулярна медианной плоскости за
зора, поле строго однородно и эффекты краевого поля |
можно |
|
свести к некоторому увеличению полюсов магнита) |
все |
коэффи |
циенты ряда, кроме aiu обращаются в нуль. При |
этом |
D. отсчи- |
тывается по длине фокальной линии от точки влета заряженной частицы в магнитное поле с эффективными границами. Если L отсчитьшается от произвольной точки на фокальной плоскости, коэффициент а01 также отличен от нуля, а отношение а01/ап про порционально сдвигу начала отсчета от начала координат.
Бели детекторы, регистрирующие излучение, расположены на плоскости, отличной от фокальной в небольших пределах, то ко эффициенты а0 і и а и довольно резко изменяются и, естественно, ухудшается разрешение, но вид градуированной функции сохра няется. Точность установки, т. е. допустимое отклонение положе ния фокальной плоскости от найденного экспериментально, по зволяющее работать с прежней калибровочной зависимостью, можно оценить, воспользовавшись выражением ( I I I . 21), продиф ференцировав которое, получим
Такая |
чувствительность связана с тем, что анализируемые |
ча |
|
стицы |
падают на |
фокальную плоскость под острым |
углом |
( - 3 5 ° ) . |
|
|
|
При |
оцределении |
калибровочных зависимостей необходимо |
|
быть уверенным в отсутствии неоднородностей поля внутри за
зора, |
вызванных |
некачественной |
сборкой |
магнитной |
цепи спек- |
тографа (непараллельность зазоров) или |
плохим |
качеством са |
|||
мого |
материала |
магнитоцровода. |
Поскольку такие |
неоднородно |
|
сти связаны с геометрическими положениями дефектов и должны
вести себя одинаково при различных значениях индукции |
маг |
||
нитного .поля, то коэффициенты |
а,, будут отличны |
огг нуля |
(і>0). |
До сих пор предполагалось, |
что индукция В0 |
известна |
для |
градуируемого канала. Если поле В0 измеряется лишь в опорном
канале, то |
для всех других становится существенной |
зависимость |
|
Bt=B{Bu) |
.Очевидно, если Bt=ktBu |
(где &z =const), |
то это пов- |
143
лияет |
лишь |
H.a. |
абсолютное |
значение коэффициентов |
аік. Если |
|
зависимость |
не |
линейна, |
то |
должны появиться.коэффициенты alk |
||
(где |
ki=\). |
В частности, |
если BL можно представить |
в виде |
||
то наряду с коэффициентами ап появятся отличные от нуля ко эффициенты ап. Таким образом, наиболее реальный вид градуировочной функции в этом случае таков:
Однако специальной экспериментальной проверки этого выра жения не проводилась, так как в каналах 7 и 9, для которых воз
можен такой вид |
калибровочной |
зависимости, |
непосредственно' |
||||
измерялись |
индукции |
магнитного |
поля |
в зазорах при • проведении |
|||
градуировочньгх |
работ. |
|
|
|
|
||
Для обраіботки спектров, получаемых на фокальной плоскости,, |
|||||||
нужна энергетическая |
калибровка |
спектра, |
т. е. зависимость |
||||
Е = Е{1, В). |
Поскольку магнитный |
анализ разделяет частицы |
в |
||||
изучаемом |
спектре по |
группам в |
зависимости |
от импульса р, |
то |
||
для довольно легких частиц с большими скоростями необходим, строго говоря, релятивистский переход от р к Е, если погрешность
нерелятивистского перехода |
не удовлетворяет |
требуемой |
точно |
||||||||||
сти. Разница в величине кинетической |
энергии, выражаемой |
че |
|||||||||||
рез р, окажется |
разной АЕ=Ер |
— Ek |
, |
где Е |
определяется |
выра |
|||||||
жением (III.28), |
a Ek — выражением |
(III.27). |
|
|
|
|
|
|
|||||
Импульс р измеряется точно и равен |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
77Z0cß |
здесь |
р = |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Р = Т |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Тогда |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
І т г т |
г ^ - |
1 |
|
|
|
|||
|
|
|
(1 + pa)'/. |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
2 |
( 1 |
- |
|
|
|
|
|
||
Вводя приближения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
1 |
_ . ,l +. ^1- ß 2 + - |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
1 |
|
1 + ß2 |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 — ß2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
окончательно |
получаем |
|
L |
J i _ |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Д/f: |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
4 |
Ek |
• |
|
|
|
|
|
|
|
Для протонов |
с |
энергией |
18 |
Мэв (У=5,86-109 |
|
см/сек) |
ß=0,195 |
и |
|||||
ошибка за счет нерелятивистското перехода от |
р к |
Е |
равна ~= 1%. |
||||||||||
Чтобы в полной мере судить о |
возможностях |
|
спѳктографа |
||||||||||
как прибора для |
изучения |
ядерных |
реакций |
с высоким разреше- |
|||||||||
144
нием, |
работающего |
совместно с полутораметровым |
циклотроном,, |
|||
были |
исследованы |
энергетические спектры реакций |
19F(p, |
р ' ) 1 9 * |
||
F и 27Al {р, р') *2 7 А1, |
снятые под разными'углами,, Мишенями слу- |
|||||
жили |
тонкая тефлоновая (—1,5 мг/см2) |
пленка; и |
алюминиевая' |
|||
(~І1 |
мг/см2) фольга. Общий заряд частиц, прошедших |
через ми |
||||
шень, |
составлял 1,8-10- З к для реакции |
1 9 F(p, p')1 9 *F |
и |
2,2-КНк |
||
|
|
1*27 |
m |
130 |
110 |
450 • |
160 LtCM |
|
Рис . |
35. |
Энергетический спектр |
протонов, рассеянных наа 7 А1, |
|
||||
|
|
|
снятый под углом 0Л |
= 4 5 ° . |
|
|
||
для реакции |
2 7 Al(p, p') 2 7 *Al . Значения |
индукции |
.магнитного поля; |
|||||
в опорном |
канале — соответственно 5 = 8,765 и ß —9,195 кгс. |
|||||||
На рис. 35 приведен |
энергетический |
спектр рассеяния |
прото |
|||||
нов на A I 2 |
7 , полученный |
в канале |
10 (Ѳл = 45°). С помощью |
калиб |
||||
ровочных зависимостей для каналов и схем уровней, взятых из-
[17], были |
идентифицированы |
линии спектров, соответствующие |
||||
основным и возбужденным состояниям 1 2 С,1 9 F,2 7 А1: |
||||||
Е |
Мэв±кэв |
L , см |
р, |
Мэв |
Е , Мэв |
мб\стер- |
|
|
» С |
(р, р') |
"*С |
|
|
|
0 |
154,4 |
179,90 |
0 |
11 |
|
|
4 , 4 3 3 ± 5 |
131,0 |
147,54 |
4,43 |
7,4 |
|
|
7 , 6 5 6 ± 7 |
111,0 |
125,02 |
7,66 |
- |
|
|
9 , 6 3 ± 1 4 |
96,7 |
108,91 |
9,63 |
4,6, |
|
|
|
"F |
(р, р') 1S*F |
|
||
|
0 |
157,2 |
177,05 |
0 |
29 |
|
|
0,198 |
156,2 |
175,93 |
0,198 |
|
|
|
1,347 |
150,8 |
169,85 |
1,35 |
1,5 |
|
|
1,556 |
149,6 |
168,53 |
1,55 |
4,6 |
|
|
2,784 |
143,2 |
161,29 |
2,78 |
1,3 |
|
|
4,036 |
136,6 |
159,85 |
4,03 |
0,5 |
|
|
4,57 |
133,5 |
150,36 |
4,58 |
|
|
|
5,455 |
128,6 |
144,84 |
5,46 |
2,4 |
|
|
6,048 |
124,9 |
140,67 |
6,05 |
0,5, |
|
|
(6,50) |
118,0 |
133,80 |
6,95 |
0,9 |
|
|
7,40 |
116,7 |
131,44 |
7,38 |
1.4 |
|
|
8,564 |
108,8 |
122,54 |
8,57 |
||
10-192 |
|
|
|
|
|
145 |
