НАЗНАЧЕНИЕ ПРИБОРА

Деление ядер представляет собой сложную ядерную реакцию, характеризующуюся огромным количеством выходных каналов. Для изучения динамики этой реакции требуются экспериментальные данные, в которых присутствует максимально возможная информация о выходном канале: фиксированы массы (до испускания мгновенных нейтронов), ядерные заряды, кинетические энергии, энергии возбуждения и другие характеристики совпадающих продуктов деления. Такие данные получаются только в прецизионных многопараметрических экспериментах. На сквозном канале ГЭК-5,5' планируется создание комплекса из двух спектрометров продуктов деления с мишенью, находящейся вблизи активной зоны (см. рис. 1 и рис. 2). Со стороны ГЭК-5' предполагается расположить электромагнитный сепаратор продуктов деления с перестраиваемыми разрешением и трансмиссией, а со стороны ГЭК-5 - времяпролетный спектрометр продуктов деления. Эти приборы могут работать независимо, но особенно уникальные возможности открываются при использовании комплекса в двухплечевом варианте, когда регистрируются оба осколка деления. В этом случае измерение конечных масс и энергий парных продуктов дает возможность определить число испущенных ими нейтронов (n₁ и n₂), а следовательно, их первичные массы. С помощью измерения удельных потерь энергии (например, по форме импульса в детекторе энергии) можно определить и их ядерные заряды. Большим преимуществом прибора с мишенью вблизи активной зоны является возможность исследования широкого круга делящихся изотопов - вплоть до изотопов с сечением 10^-2 б, а также мод деления с малым выходом.

Времяпролетный прибор позволит изучать выходы и характеристики легких заряженных частиц (вплоть до А » 20 а.е.м.), испускаемых при делении (тройной деление).

УСТРОЙСТВО СПЕКТРОМЕТРА И ЕГО ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Прибор состоит из следующих основных частей:
- двух детекторов временной отметки (стартовый и стоповый);
- энергетического детектора;
- электростатического ионопровода.

В настоящее время наиболее подходящим детектором временной отметки является детектор, в котором электроны, выбитые из тонкой металлической пленки-конвертера, стоящей на пути осколка, ускоряются и детектируются микроканальными пластинами (МКП).

Конвертер сделан достаточно тонким, так, чтобы потери энергии осколков в нем были порядка » 0,5 МэВ. Транспортировка выбитых электронов (» 10-100 штук) к МКП, расположенной в стороне от траектории осколков, может осуществляться различными способами. Например, после предварительного ускорения до энергии 1-2 кэВ электроны отражаются от электростатического зеркала, образованного двумя сетками, под углом 45° к оси пучка и попадают на поверхность сборки МКП, расположенную параллельно пучку. Есть и другие способы доставки электронов на МКП - главное, чтобы время пролета электронов до МКП не зависело от места их возникновения. Детекторы расположены в вакуумных камерах при давлении не выше 10^-4 мбар.

Для спектрометрии продуктов деления по энергии могут использоваться полупроводниковые детекторы или ионизационные камеры (ИК). Однако, полупроводниковые детекторы для тяжелых заряженных частиц по энергетическому разрешению проигрывают газовой ИК с сеткой Фриша. ИК может использоваться также для определения заряда осколков методом измерения удельных потерь энергии.