Ускорительные мишени на основе интерметаллических соединений актинидов для синтеза сверхтяжелых элементов

Семинары

Лаборатория ядерных реакций им. Г.Н. Флерова

Семинар физических секторов


Дата и время: четверг, 29 апреля 2021 г., в 15:30

Место: Конференц-зал, Лаборатория ядерных реакций им. Г.Н.Флерова, онлайн в Webex

Тема доклада: «Ускорительные мишени на основе интерметаллических соединений актинидов для синтеза сверхтяжелых элементов»

Докладчик: Елизавета В. Мельник

Аннотация:

В связи с созданием в ЛЯР нового ускорителя тяжелых ионов ДЦ-280 и на его основе экспериментального комплекса Фабрика сверхтяжелых элементов, одной из ключевых проблем является разработка методов изготовления ускорительных мишеней из обогащенных изотопов актинидов устойчивых при облучении высокоинтенсивными пучками тяжелых ионов. При создании таких мишеней необходимо получать тонкие слои актинидов или их соединений на поддерживающей подложке, которые отвечают требованиям эксперимента по синтезу сверхтяжелых элементов. На сегодняшний день мишени, получаемые нами методом электролитического осаждения из растворов в виде оксидов актинидов, разрушаются при токе пучка выше 1-2 мкА*ч при длительном облучении. Основной причиной разрушения, вероятно, является недостаточная термическая, химическая и радиационная стойкость материала мишени. Соединения актинидов, которые могут отвечать необходимым требованиям, являются их сплавы с другими металлами. Первые эксперименты по получению мишеней на основе интерметаллических соединений проводились с использованием 241Am и палладия. Технология заключалась в нанесении радионуклида на подложку из благородного металла методом молекулярного электроосаждения из растворов и последующем отжиге при температуре 900°C в восстановительной атмосфере водорода. Для дальнейших исследований нами проведен анализ термодинамических данных, используя модель «Eichler-Miedema», и на основе полученных данных был выбран ряд комбинаций слоев металлов для синтеза интерметаллидов. В экспериментах в качестве мишенного материала мы использовали гомолог труднодоступных и высокорадиоактивных изотопов актинидов — неодим. В результате, методами ионного, термического и электронно-лучевого распыления на установке Korvus HEX были получены тонкие пленки из различных комбинаций материалов Ti/Pb, Si/Pb, Ti/Au. Также были подготовлены мишени тремя разными способами нанесения тонкого слоя неодима методом электроосаждения из растворов. Полученные образцы проанализированы методами сканирующей электронной микроскопии в сочетании с энегродисперсионной спектроскопией, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, рентгеноструктурного анализа и рефлектометрии с целью изучения элементного состава, а также морфологических и структурных свойств пленок и их дальнейшего сравнения со свойствами пленок из интерметаллических соединений для подтверждения полученной интерметаллической структуры.