Методика автоматизированного поиска редких событий распада сверхтяжелых ядер с помощью детекторов из фосфатного стекла

Начиная с 1960-х гг, для регистрации осколков деления ядер применяются твердотельные трековые детекторы из стекла [1–3] с высокой эффективностью регистрации, малочувствительные к свету, фону бета- и гамма-излучениям и имеющие низкий собственный фон. В результате прохождения многозарядного иона в стеклах возникает скрытое изображение в форме остаточных дефектов вдоль трека частицы шириной ~10 нм, которые выявляются химическим травлением. Протравленные следы наблюдаются в оптическом микроскопе как углубления конической формы с вершиной, совпадающей с траекторией частицы, и с диаметром на поверхности стекла порядка 5–10 мкм. По сравнению с другими твердотельными детекторами многозарядных ионов (слюдами, пластиками), стекла обладают рядом преимуществ, в частности, отсутствием слоистости, препятствующей восстановлению полной длины трека. Особо необходимо отметить спектрометрическое свойство стекол, а именно пропорциональность линейного размера зоны травимых дефектов заряду частицы, замедляющейся в детекторе до остановки. Это свойство позволяет установить зависимость между зарядом частицы и геометрическими параметрами трека. Использованные авторами фосфатные стекла относятся к материалам, в которых основной стеклообразующей компонентой является пятиокись фосфора P2O5. Такие стекла, в частности, ранее были успешно применены в эксперименте по поиску 105 элемента по спонтанному делению в 1969 г. в ЛЯР ОИЯИ [4]. Перед авторами, успешно реализующими автоматизированную обработку трековых детекторов [5], была поставлена задача создания off-line автоматизированной методики поиска редких событий распада сверхтяжелых ядер с целью регистрации многозарядных ионов и определения их характеристик.

1. Nikolaev V.A. // Tverdotel’nyye trekovyye detektory v radiatsionnykh issledovaniyakh [Solid-State Track Detectors in Radiation Research]. 2012. St. Petersburg: St. Petersb. Politekh. Univ. (in Russian). ISBN 978-5- 7422-3530-9.

2. Nikolaev V.A., Perelygin V.P. // Prib. tekh. eksperim. 1976. V. 19. No. 2. P. 7–17 (in Russian).

3. Tret’yakova S.P. // Fiz. elem. chast. atom. yadra. 1992. V. 23. No. 2. P. 364–429 (in Russian); Sov. J. Part. Nucl. 1992. V. 23. P. 156.

4. Flerov G.N. et al. // Sov. At. Energy. 1970. V. 28. No. 4. P. 390–397. https://doi.org/10.1007/BF01428736

5. Aleksandrov A.B. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2004. V. 535. P. 542–545. https://doi.org/10.1016/j.nima.2004.07.280

6. Goncharova L.A. et al. // Preprint FIAN. 2001. No. 25. P. 1–15 (in Russian).