Flerov Laboratory of Nuclear Reactions

Date and Time: Wednesday, 23 November 2022, at 3:30 PM

Venue: Conference Hall, Flerov Laboratory of Nuclear Reactions

Seminar topic: “Development of identification method of multiply charged ions using phosphate glass detectors”

Speaker: Zh. T. Sadykov (LPI RAS)

Abstract:

Большой интерес для экспериментов на ускорителях по синтезу новых сверхтяжелых ядер представляет возможность использования в качестве детекторов ионов фосфатных стекол.

Принцип регистрации и идентификации ионов тяжелых ядер в фосфатных стеклах основан на анализе геометрических параметров треков, проявившихся в результате травления облученных стекол в специальном растворе. Форма и размер образовавшихся треков зависят как от параметров ионов (заряда, энергии, угла падения), так и от условий травления (состава и концентрации травящего вещества, времени травления). Фосфатное стекло представляет собой тип твердотельного трекового детектора, действие которого основано на том, что частицы, имеющие большой электрический заряд, разрушают локальную структуру твердого тела вдоль своей траектории. Это локальное разрушение можно интенсифицировать последующим селективным травлением, благодаря чему след удается визуализировать. Поврежденные части материала реагируют с травящим агентом более интенсивно, чем неповрежденные. В результате этой реакции образуются характерные конусы травления. Радиационное повреждение материала, как и удельные энергетические потери заряженных частиц, пропорционально квадрату их заряда и зависит также от скорости частицы.

В докладе представлены первые результаты изучения регистрирующих свойств фосфатного стекла марки КНФС-3. Результаты проведённых исследований позволили предложить алгоритм идентификации иона (с энергией около 1.1 МэВ/нуклон) при его замедлении в фосфатном стекле, в основе которого лежит установленная связь заряда со скоростью изменения размеров лунки в фазе избирательного травления. Ведется изучение регистрационных характеристик фосфатного стекла при различных температурных режимах, поскольку для успешного использования фосфатного стекла в качестве трекового детектора в термохроматографической колонке, применяемой в экспериментах по исследованию химических свойств сверхтяжелых элементов необходимо, чтобы фосфатное стекло сохраняло способность регистрировать треки ядер в широком диапазоне температур.

Проведены калибровочные эксперименты для получения зависимости параметров протравленных треков от температуры и продолжительности нагрева образца, а также от момента его нагревания по отношению к облучению и травлению. Чтобы эффективно идентифицировать заряды ионов, при обработке облученных стекол строго соблюдалась стабильность воспроизведения оптимальных условий химического травления. Результаты проведенного исследования позволяют сделать заключение о возможности эффективного использования фосфатных стекол для регистрации и идентификации сверхтяжелых ядер, синтезированных на Фабрике сверхтяжелых элементов Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ).