НАЗНАЧЕНИЕ УСТАНОВКИ

Масс-спектрометр ядер отдачи является одним из плечей уникальной установки - двух-плечевого спектрометра незамедленных осколков деления, предназначенного для проведения многопараметрических измерений характеристик продуктов деления тяжелых ядер тепловыми нейтронами. Вторым плечом этого прибора явля-ется времяпролетный спектрометр осколков, который работает в совпадении электромагнитным масс-спектрометром. Оба плеча спектрометра могут работать в независимом режиме от одной и той же тонкой мишени. В таком режиме с помощью электромагнитного спектрометра может решаться широкий круг задач в области спектроскопии экзотических нейтронно-избыточных ядер вдали от долины стабильности и в области атомной физики, а также для исследований стабильности оболочек топливных элементов реакторов и для решения ряда проблем трансмутации и инсинерации.

Высокая эффективность такого рода установок убедительно продемонстрирована успешной эксплуатацией масс-сепаратора Lohengrin на высокопоточном реакторе ИЛЛ (Франция) и опытом работ установок ISOLDA (Швейцария) и ИРИС (ПИЯФ РАН). Проектируемый сепаратор для реактора ПИК отличается от других приборов такого типа возможностью легкой перестройки основных параметров в зависимости от поставленных задач.

УСТРОЙСТВО СПЕКТРОМЕТРА И ЕГО ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

На рис.1. приведена схема расположения электромагнитного масс-спектрометра и его составляющих элементов в главном зале реактора ПИК на сквозном канале ГЭК 5-5'. Второе плечо двухплечевого спектрометра на рисунке не показано и описано ниже вместе с устройством смены мишени. Проведенные ионно-оптические расчеты позволили выполнить:

• оптимизацию разрешающей способности и пропускания;
• минимизировать аберрационные коэффициенты при высокой трансмиссии и эффективном телесном угле 60 мср;
• согласовать разрешающую способность и пропускание для конкретно выбранной схемы;
• оптимизировать диафрагмирование пучка;
• реализовать тройную фокусировку в режиме высокой трансмиссии на нижней границе разрешающей способности.

Результаты расчёта оттестированы на действующих приборах, а результаты тестирования сопоставлены с экспериментальными данными, полученными на Ташкентском масс-сепараторе.

В итоге для сепарации и анализа продуктов деления была выбрана ионно-оптическая схема, показанная на рис. 1.