Ученые Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ им. Г. Н. Флерова создали и испытали чувствительный измеритель профиля пучка, который будет использоваться на входе газонаполненного соленоида GASSOL при его запуске и настройке.
Новое устройство предназначено для контроля положения, размера и интенсивности ионного пучка в режиме реального времени. От этих ключевых параметров будет зависеть работоспособность всей экспериментальной установки. Простота радиационно-стойкой конструкции разработанного устройства позволит изготавливать на его основе новые измерители с широким диапазоном размеров и количеством катодов для их использования в новых экспериментах на различных установках.
Магнитный газонаполненный сепаратор GASSOL — новая экспериментальная установка, разрабатываемая в ЛЯР ОИЯИ для эффективного изучения химических свойств короткоживущих сверхтяжелых элементов. С помощью сверхпроводящего магнитного соленоида, на базе которого работает сепаратор, возможно отделять продукты реакции полного слияния от ионов первичного и рассеянного пучка, а также от фоновых реакций. В ближайшее время сепаратор GASSOL будет установлен в экспериментальном зале циклотрона ДЦ-280, где начнется его эксплуатация.
Для создания измерителя профиля пучка наиболее подходящим является детектор, основанный на вторичной электронной эмиссии. По сравнению с люминофорами детектор такого типа имеет лучшую чувствительность, линейность, радиационную стойкость и стабильность показаний в процессе длительной эксплуатации.
В ходе эксперимента на пучке ионов 40Ar+4 с энергией 4 МэВ/нуклон специалисты ЛЯР ОИЯИ определили, что нижняя граница чувствительности измерителя профиля находится вблизи значения 0,001 нА частиц. Верхняя граница была установлена путем проведения тепловых расчетов и составила 100 нА частиц и 80 нА частиц для измерителей с графитовым и алюминиевым катодами соответственно.
Экспериментальные исследования не выявили деградации элементов конструкции под воздействием пучка, что подтверждает высокую радиационную стойкость устройства в заданном диапазоне рабочих параметров. При нахождении в газовой среде измеритель, помимо регистрации тока вторичной эмиссии, способен параллельно функционировать в режиме ионизационной камеры, что приводит к повышению его чувствительности.