Лаборатория мезонной физики

НИЦ «Курчатовский институт»
- ПИЯФ

Петербургский Институт Ядерной Физики им.Б.П.Константинова

 • Введение

 • Штат

 • Исторический обзор     деятельности

 • Текущие проекты

 • Пресс-релизы

 • Публикации

 • Обратная связь

 

 • ОФВЭ

 

  Введение

Лаборатория короткоживущих ядер
Введение
( См. старую версию страницы (англ.) - "Лаборатория короткоживущих ядер" )
Short-Lived Nuclei Laboratory Временем создания Лаборатории короткоживущих ядер ОФВЭ можно считать май 1964 года, когда под руководством Эммануила Ефремовича Берловича в составе Лаборатории Физики Высоких Энергий (ЛФВЭ) филиала Ленинградского Физико-Технического Института был образован Сектор ядерной спектроскопии.

(смотрите Историю Лаборатории короткоживущих ядер - в книге "ОФВЭ – страницы истории", страница 92)

(Фотогалерея Лаборатории короткоживущих ядер).

В настоящее время основным инструментом в исследовании структуры ядра, а также в решении многих важных проблем ядерной астрофизики являются установки, базирующиеся на масс-сепараторах в линию c ускорителями различных налетающих частиц и использующие пучки получаемых радиоактивных ядер для проведения различных физических экспериментов.
       Одним из наиболее эффективных и универсальных методов производства интенсивных радиоактивных ионных пучков изотопов широкого набора различных элементов Периодической системы является метод ISOL ("изотоп-сепаратор в линию"), использующий пучки протонов большой интенсивности с энергией около 1 ГэВ. Лидирующими в мире установками такого типа являются ISOLDE (CERN, Швейцария) и ISAC (TRIUMF, Канада).
       Первая в СССР ISOL установка ИРИС (Исследование Радиоактивных Изотопов на Синхроциклотроне), созданная в ПИЯФ в 1975 г., в течение длительного времени являлась единственной действующей ISOL установкой на постсоветском пространстве. Инициатором создания установки ИРИС был проф. Э.Е. Берлович, возглавлявший базирующуюся на ней Лабораторию короткоживущих ядер в период 1964 -1977 гг. Позднее Лабораторией руководили Г.Д. Алхазов (1978-1992 г.г.) и Д.М. Селиверстов (1993-2002 г.г.). С 2003 года Лабораторию возглавляет В.Н. Пантелеев.
       Установка ИРИС начала работать в линию с пучком протонов энергии 1 ГэВ синхроциклотрона ПИЯФ в конце 1975 года. Изначально основным направлением исследований в Лаборатории короткоживущих ядер на установке ИРИС было изучение короткоживущих нуклидов, удаленных от области бета-стабильности, с использованием различных исследовательских методов ядерной спектроскопии. На первом этапе была проведена серия экспериментов по детальному изучению ядер в экзотических областях, обнаружению новых изотопов, измерению атомных масс и как следствие этих исследований было осуществлено определение участка границы протонной стабильности ядер. После 1980 года были проведены обширные исследования силовых функций бета-распада нейтроно-дефицитных ядер в области изотопов редкоземельных элементов с использованием гамма-спектрометра полного поглощения.
В 1983 году в сотрудничестве с Институтом спектроскопии (во главе с В.С. Летоховым) были получены первые экспериментальные результаты по сверхтонкой структуре и изотопическим сдвигам нейтроно-дефицитных ядер на высоко чувствительной лазерной установке, построенной в экспериментальном зале системы ИРИС. В экспериментах использовалась новая методика резонансной фотоионизационной лазерной спектроскопии. Благодаря очень высокой чувствительности метода удалось провести эксперименты с короткоживущими изотопами, ранее не доступными для лазерно-спектроскопических измерений.
       В 1988 году в лаборатории короткоживущих ядер была предложена концепция лазерного ионного источника масс-сепаратора с ионизатором в виде горячей металлической полости (В.Н. Пантелеев, Г.Д. Алхазов и Э.Е. Берлович) и в 1991 г. были проведены первые эксперименты: была впервые измерена силовая функция бета-распада 152Ho. В настоящее время лазерный ионный источник такого типа уже используется во многих ведущих ядерных центрах (ISOLDE, TRIUMF, GANIL и др.). Главными преимуществом лазерного ионного источника является, помимо высокой эффективности, изобарная (в некоторых случаях и изомерная) селективность, обусловленная резонансным характером фотоионизации.
       Лазерный ионный источник был успешно применён на ИРИСе не только для производства ионных пучков экзотических нуклидов, но и непосредственно для лазерно-спектроскопических измерений важнейших характеристик ядра – изменений среднеквадратичных зарядовых радиусов, спинов и электромагнитных моментов основных и изомерных состояний ядер (Yb, Tm, Tl. Bi и др.).
       Со второй половины 2000-х гг. на ИРИСе и на ISOLDE (ЦЕРН) реализуется скоординированная программа по исследованию ядер в районе свинца с помощью метода спектроскопии в лазерном источнике (laser in-source photoionization spectroscopy), позволившая максимально эффективно использовать возможности обеих установок (отметим, что в этих экспериментах на ISOLDE одну из ведущих ролей играют сотрудники лаборатории короткоживущих ядер). Получены данные для более чем сотни ядер, обнаружены интересные и неожиданные эффекты, существенно меняющие представления об эволюции и сосуществовании форм ядра. Наиболее значимые результаты опубликованы в таких престижных изданиях, как Nature, Nature Physics и Physical Review Letters.
       Мишенно-ионное устройство является очень важным узлом ISOL систем, поэтому в течение всего времени функционирования установки ИРИС на ней проводятся работы по разработке и изготовлению высокоэффективных ионных источников и мишеней. Научные исследования лаборатории не ограничиваются работами, проводимыми только на установках ИРИС. Лаборатория успешно сотрудничает с хорошо известными ядерными центрами, такими как ISOLDE (CERN, Швейцария), GANIL (Orsay, Франция), LNL (Италия).
       Разработка мишенно-ионных устройств очень важна с точки зрения использования масс-сепараторов для производства радионуклидов для медицинских целей (ПЭТ-диагностика и лечение некоторых видов онкологических заболеваний). Медицинская программа Лаборатории короткоживущих ядер включает в себя участие в проекте по созданию Радиоизотопного комплекса на базе циклотрона Ц-80.
       В лаборатории продолжаются работы по совершенствованию и дальнейшему развитию установки ИРИС и базирующегося на ней лазерного комплекса. Создана и функционирует новая универсальная лазерно-спектроскопическая система для исследования новых областей нейтроно-избыточных и нейтронно-дефицитных ядер.
       В 2007 г. начата разработка нового проекта ISOL установки – ИРИНа (Исследование Радиоактивных Изотопов на Нейтронах) на реакторе ПИК для получения и исследования высокоинтенсивных пучков нейтроно-избыточных ядер, получаемых в делении 235U тепловыми нейтронами.
       В настоящее время подготовлены и согласованы с потенциальным изготовителями технические задания на все основные узлы установки – внутриканальную ионооптическую систему масс-сепаратора, масс-сепаратор с ионными трактами, лазерную установку и горячую камеру специальной конструкции.
(См. информацию о "Проекте лазерно-ядерном комплексе ИРИНА на реакторе ПИК" в приложении "Научные среды" газеты "Гатчинская правда").

       Дополнительную информацию можно найти в разделе «Основные направления работ в ОФВЭ ПИЯФ»:

Исследование ядер вдали от области бета стабильности на установке ИРИС.

Проект РИЦ-80. (Радиоактивные Изотопы на Циклотроне Ц-80.

Проект ИРИНА. (Исследование Радиоактивных Изотопов на Нейтронах.
наверх


НИЦ "Курчатовский институт"  •   Российская Академия Наук  •   Петербургский инстиут ядерной физики
  •   Отделение физики высоких энергий   •   Отделение нейтронных исследований   •   Отделение теоретической физики
  •   Отделение молекулярной и радиационной биофизики   •   Отделение перспективных разработок

Россия, 188300,   Ленинградская обл.,   г.Гатчина,   мкр. Орлова роща, д. 1,   НИЦ «Курчатовский Институт» - ПИЯФ
Телефон: +7 (81371)  36041, 46208

Последнее обновление:   ,  веб-мастер С.Ф. Удалова