ВВЕДЕНИЕ

В ПИЯФ кристалл-дифракционная методика развивается с середины 50-х годов. За это время были выполнены широкие исследования ядерных спектров в (ng)-реакциях на реакторе ВВР-М, изотопических и химических сдвигов рентгеновских линий, исследования рентгеновских спектров пионных и других адронных атомов на синхроциклотроне ПИЯФ, на ускорителе ИФВЭ, в совместном эксперименте ПИЯФ-SIN(PSI) на Швейцарской мезонной фабрике.

Дифракционные спектрометры позволяют проводить измерения с высокой относительной точностью » 1 ppm (10^-6) и обладают уникально высоким энергетическим разрешением, достигающим »10^-5 от измеряемой энергии (при энергиях излучения E_х Ј 100 кэВ они обеспечивают относительную точность в 3-10 раз лучше и энергетическое разрешение на несколько порядков более высокое, чем любые другие приборы). Однако, высокое разрешение дифракционных спектрометров приводит к весьма малой, 10^-9 - 10^-10, светосиле (эффективности), и для реализации их метрологических возможностей необходимо, чтобы исследуемое излучение было достаточно интенсивным.

Существует два варианта спектрометров: фокусирующий и прибор с двумя плоскими кристаллами. Большинство исследований выполнено на фокусирующих дифракционных спектрометрах в геометрии "на прохождение", когда отражающие плоскости рабочего монокристалла перпендикулярны его поверхности и исследуемое g- или Х-излучение при дифракции проходит через кристалл. Поглощение излучения в кристалле (кварц, кремний) ограничивает измерения на спектрометрах такого типа диапазоном энергий E_х і 20 кэВ. При меньших энергиях необходимо применять спектрометры "на отражение", когда отражающие плоскости кристалла параллельны его поверхности и излучение дифрагирует в тонком поверхностном слое. С точки зрения достижения максимально высокой точности и предельного для дифракционных приборов энергетического разрешения в области малых энергий (Е Ј 20 кэВ) предпочтительнее спектрометр с двумя плоскими кристаллами.

На реакторе ПИК планируется разместить оба типа спектрометров.

1. Фокусирующий кристалл-дифракционный спектрометр ГСК-2М (GSK-2M), работающий в настоящее время на пучке реактора ВВР-М, или его аналог.
2. Двухкристальный дифракционный спектрометр МАДИС (MADIS), созданный в ПИЯФ в рамках сотрудничества ПИЯФ-ИЯИ, или его аналог.

Возможная схема расположения обоих приборов в зале горизонтальных экспериментальных каналов реактора ПИК показана на рис.1.

ИЗУЧЕНИЕ ГАММА-СПЕКТРОВ В (n,g)-РЕАКЦИЯХ НА КРИСТАЛЛ-ДИФРАКЦИОННОМ СПЕКТРОМЕТРЕ ГСК-2М

Спектрометр был сконструирован и построен О.И.Сумбаевым и А.И.Смирновым в 1961 году и установлен на горизонтальном канале реактора ВВР-М вскоре после его пуска [1]. После нескольких модернизаций ГСК-2М имеет рекордное разрешение и не имеет себе равных в мире среди фокусирующих спектрометров (в табл. 1 приведены параметры ГСК-2М).

На рис.2 приведен участок g-спектра из активной зоны реактора, снятый во втором порядке отражения как пример, демонстрирующий разрешения спектрометра. Уникальное разрешение прибора дало возможность впервые в мире провести прямые измерения g-спектра активной зоны реактора и получить новые данные о g-распаде нуклидов деления урана (около ста разрешенных g-линий в диапазоне 95 - 250 кэВ [В.Л.Алексеев, В.Л.Румянцев, 1998 г.].