Способ получения монохроматических гамма-квантов

 

<"> 75I 303

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Севе Советских

Социалистических республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.02.79 (21) 2730185/18-25 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.02.82. Бюллетень № 5 (45) Дата опубликования описания 07.02.82 (51) N. Кл.а Н 05 Н 7/00

Гасударственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621.384 6 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Витько и А. С. Мазманишвили (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОХРОМАТИЧЕСКИХ

ГАММА-КВАНТОВ

1п2(0(1 — -а- у)

2Е(Š— w) g cos Ф

Ла (6) 1 (2) Лсо(0) 1 + " ф"-

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в физике высоких энергий, ядерной спектроскопии, рентгеноструктурном анализе и эталонпровании различных ядерно-физически:.: рнборов.

Известен способ получения квазимонохроматических гамма-квантов (1).

Известен также способ получения монохроматических гамма-квантов (2) путем облучения монокристалла пучком заряженных частиц и коллимирования пучка гамм а-квантов.

Недостатком этого способа является большая ширина получающихся линий излучения.

Целью изобретения является улучшение монохроматичности получаемого пучка гамма-квантов и получение максимально возможной интенсивности монохроматического пучка гамма-квантов.

Это достигается тем, что пучок гаммаквантов коллимируют под полярным углом к оси пучка заряженных частиц, а затем 25 поворачивают монокристалл так, чтобы одна из главных кристаллографических осей кристалла составляла с осью пучка заряженных частиц угол 8, определяемый по следующему соотношению

30 где Š— энергия заряженных частиц, МэВ; ю — энергия излучаемых гамма-квантов, МэВ; т — масса покоя электрона, МэВ;

y = Elm;. g — вектор обратной решетки кри— О. сталла, МэВ; Ф вЂ” угол между g и проекцией импульса заряженной частицы на плоекость, перпендикулярную к указанной кристаллографической оси, рад; после чего монокристалл поворачивают вокруг оси пучка заряженных частиц так, чтобы разность между азимутальным углом упомянутой иристаллографической оси кристалла и азимутальным углом коллиматора равнялась

+ — — Ф, 2

Сущность изобретения можно пояснить при помощи следующей полученной зависимости, связывающей величину ширины линии при осевом расположении коллиматора

Лв(0) с шириной той же линии при внеосевой коллимации Лат(ф) !

"51303

Результат (2) можно получить, используя закон сохранения энергии и импульса при тормозном излучении гамма-квантов в кристалле (см., например, 1) Š— а=я, — >

P+g =P т (3) пде в — энергия заряженной частицы после излучения; р и р — импульс заряженной частицы до и после излучения; К вЂ” импульс гамма-кванта.

Используя (3) для малых полярных углов излучения получаем

Ев,, д. -

2 (1+ т-v - )+-- - -(F — )ив

11

-Ф. — 20

-(кд- — д») = о, (4) где g» —— — (р g) 0 Пренебрегая в (4) малыми слагаемыми, получим выражение, описывающее связь между энергией гамма- 25 ква1н1та в и BoJIIHipHblM углом его вылета

mãù(1 1гyI ã)

=, g H cos . (5) 30

Из (5) следует (2).

Анализ зависимости числа гамма-квантов, испущенных под полярным углом ф, показывает, что максимум их числа достигается при азимутальном угле вылета фотона у, |рад, велнчяна котоpoiro определяется согласно соотношению

I — о -Ф=+—

2 (6) где 1 — азимутальный угол упомянутой кристаллографической оси кристалла.

Из условия применимости выражения (1) следует, что использование этого спосо- 45 ба будет эффективным, если расстояние от кристалла до коллиматора более чем в 10 раз превышает поперечные размеры пучка заряженных частиц. Применение этого способа получения монохроматических гамма- 50 квантов позволяет значительно сузить ширину линии излучения. Например, рассмотрим пучок электронов с энергией 1 ГэВ и нулевым эмиттансом, падающий на кристалл алмаза, как в (21. Если коллимиро- 55 вать гамма-кванты под полярным углом

111 = Зу — = 1,5 мрад с углом захвата коллиматора 0,35 мрад, кристалл повернуть так, чтобы кристаллографическая ось (1101 монокристалла составляла с осью лучка 60

113 мрад, то в результате будет получена линия в спектре гамма-квантов с энергией в максимуме 300 Мэв и шириной 3 Мэв.

А выбирая Ф = О, получим, что при азиму K тальных углах 1 = rp + — будет максималь2 ная интенсивность.

Использование настоящего изобретения наиболее эффективно при эталонировании и проведении ядерно-физических работ.

Формула изобретения

1, Способ получения монохроматических гамма-квантов путем облучения монокристалла пучком заряженных частиц и коллимирования пучка гамма-квантов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения монохроматичности получаемого пучка гамма-квантов, пучок гамма-квантов коллимируют под полярным углом к оси пучка заряженных частиц, а затем поворачивают монокристалл так, чтобы одна из главных кристаллографических осей кристалла составляла с осью пучка заряженных частиц угол 8, определяемый по следующему соотношению т 1о(1 - ","ф-)

8 =

2Е(Š—

Elm; вектор обратной решетки кристалла, МэВ; угол между g и проекцией импульса заряженной частицы иа плоскость, перпендикулярную к указанной кристаллографической оси, рад. где Е— (О

Источники информации, принятие вв внимание при экспертизе:

1. Арутюнян Ф. P., Туманян В. А. УФН», 83, 1, 3, 1964.

2. R. Н. Mozby, 1. De Wire Nuovo

Gimento, 27, 1281, 1963.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что с целью получения максимально возможной интенсивности монохроматического пучка гамма-квантов, монокристалл поворачивают вокруг оси пучка заряжвнных частиц так, чтобы разность между азимутальным углом упомянутой кристаллографической оси кристалла и азимутальным углом коллиматора равнялась 1- ——

2 ф