Aplikace spektrometrie těžkyacutech nabityacutech čaacutestic
1) Identifikace supertěžkyacutech elementů pomociacute sekvence rozpadů alfa
2) Studium horkeacute a husteacute hmoty pomociacute spektrometrie nabityacutech čaacutestic
Tabulka izotopů v oblasti supertěžkyacutech prvkůsraacutežka těžkyacutech iontů při ultrarelativistickyacutech energiiacutech
Probleacutem velmi maleacute uacutečinneacute průřezy produkce jen jednotlivyacutech jader ndash nutnaacute bezespornaacute identifikace
Energie 1) dostatečnaacute na překonaacuteniacute coulombovskeacute bariery 2) co nejmenšiacute aby složeneacute jaacutedro vydrželo
Rozpad řadou rozpadů alfa rarr čaacutestice alfa nesou informaci o rozdiacutelu energie jader
Možnosti produkce 1) Neutronovyacute zaacutechyt ndash po Z = 100 (pak dřiacutevějšiacute rozpad než zaacutechyt) 2) Reakce lehkeacuteho jaacutedra na těžkeacutem terči 3) Slučovaacuteniacute těžkyacutech jader bdquoza studenaldquo ndash projektil A ~ 40 EEX ~ 10 MeV 4) Slučovaacuteniacute těžkyacutech jader bdquoza horkaldquo ndash použitiacute 48Ca (Z = 20) EEX ~ 40 MeV
Produkce supertěžkyacutech prvků
Kapkovyacute model 1) s rostouciacutem protonovyacutem čiacuteslem klesaacute stabilita 2) s rostouciacutem protonovyacutem čiacuteslem roste přebytek neutronů
Existence bdquostabilnějšiacutechldquo supertěžkyacutech elementů umožněna existenciacute magickyacutech čiacutesel - slupkoveacute struktury harr slupkovyacute model
Konkurence objemoveacute energie (vazba silnou interakciacute) a coulombovskeacute energie
Ostrov stability ndash Z = 114 a N = 184 ndash zaacutevisiacute na tvaru potenciaacutelu značnaacute neurčitost
Detekce supertěžkyacutech prvků v GSI Darmstadt
Identifikace jednotlivyacutech přiacutepadů vzniku a rozpadu supertěžkeacuteho prvku
1) Zachyceniacute všech alfa ze sekvence rozpadů a určeniacute jejich energie2) Identifikace štěpeniacute
ptp
pCM v
mm
mv
Rychlostniacute filtr
Elektrickeacute deflektory a dipoacuteloveacute magnety
Fel = qE Fmag = qvB
Vyacuteběr vznikleacuteho složeneacuteho jaacutedra
Spraacutevnyacute vyacuteběr E a B pro vCM je FTOT = Fel ndash Fmag = 0
dipoloveacute magnety
elektrickeacute deflektory
TOF
rotujiacuteciacute terč
kvadrupoacuteloveacute magnety
zastaveniacute svazku
svazek
Zařiacutezeniacute SHIP
Prvek 107 ndash 112 zařiacutezeniacute SHIP v GSI Darmstadt slučovaciacute reakce na jaacutedrech Pb Bi využitiacute separace separace složeneacuteho jaacutedra implantace do aktivniacuteho objemu detektoru a identifikace pomociacute řady rozpadů alfa
Rotujiacuteciacute terč (Pb Bi) niacutezkyacute bod taacuteniacuteintenzivniacute svazek ndash 1012 jaders
TOF spektrometr
Potlačeniacute zbyacutevajiacuteciacuteho pozadiacute
Start ndash průchodoveacute detektory tenkeacute uhliacutekoveacute folie (produkce elektronu) a mikrokanaacuteloveacute destičky
Stop ndash 16 křemiacutekovyacutech stripovyacutech detektorů ΔE = 14 keV pro alfa z 241Am
Efektivita 998 rozlišeniacute 700 ps
Pokrytiacute 80 z 2π
HPGe detektory ndash fotony z vybiacutejeniacute vybuzenyacutech jader
průchodoveacute detektory
stop detektor(křemiacutekovyacute)
Uacutečinneacute průřezy až ~ pb jedno jaacutedro za desiacutetky dniacute
Velmi intenzivniacute svazky po dobu měsiacuteců
107 Bh Bohrium108 Hs Hassium109 Mt Meitnerium110 Dm Darmstadtiumu111 Rg Roentgenium112 prokaacutezaacuten
Slučovaacuteniacute při niacutezkyacutech energiiacutech
Vyacutesledky z GSI potvrzeny i v japonskeacute laboratoři RIKEN
Prvniacute identifikovaneacute rozpady zatiacutem pojmenovaneacuteho prvku s největšiacutem Z
Dalšiacute ndash slučovaacuteniacute za vyššiacutech energiiacute
(112 113 114 115 116 118)Probleacutem ndash nekončiacute u znaacutemyacutech izotopů dost dlouheacute poločasy rozpadu (probleacutem s identifikaciacute pomociacute koincidenciacute) Rok 2006 ndash navaacutezaacuteniacute ndashzdaacute se OK
Reakce 48Ca + 244Pu rarr Z = 114 A = 292
Excitačniacute funkce pro reakci C+Pu
Mapa supertěžkyacutech prvku
Slučovaacuteniacute za bdquostudenaldquo
Slučovaacuteniacute za bdquohorkaldquo
108 Hassium ndash posledniacute prvek zatiacutem zkoumanyacute chemicky
Oxid rutheničelyacute RuO4
Oxid osmičelyacute OsO4
Oxid hassičelyacute HsO4
Chemickaacute analyacuteza jednotlivyacutech atomůJaacutedro se rozpadne dřiacuteve než vznikne dalšiacute
Zkoumaacuteniacute těkavosti rarr oxidy Xndashčeleacute velmi těkaveacute
Znaacutemeacute izotopy hassia
Prvniacute produkovaneacute jaacutedro hassia
Produkce stabilnějšiacutech izotopů Hs
uacutezkyacute kanaacutelek s klesajiacuteciacute teplotou od -20oC do -170oC rarr čiacutem těkavějšiacute tiacutem daacutele se dostane než adsorbuje
Hs s A ~ 288 bude možnaacute velmi stabilniacute
Studium horkeacute a husteacute jaderneacute hmoty pomociacute produkce nabityacutech čaacutestic
Snaha o 4π detektory nabityacutech čaacutestic
Přiacuteklad FOPI spektrometr v GSI Darmstadt
Určeniacute teploty jaderneacute hmoty ndash průběh spektra
Scheacutema FOPI spektrometru
Zobrazeniacute přiacutepadu zaznamenaneacuteho FOPI spektrometrem
spektrometr nabityacutech čaacutestic FOPI
Sraacutežky relativistickyacutech těžkyacutech iontů rarrvelkyacute počet produkovanyacutech nabityacutech čaacutestic
Určeniacute tlaku ndash kolektivniacute toky čaacutestic
Určeniacutestavoveacute rovnice jaderneacute hmoty
2y
2x
2222T ppcmcm Zavedli jsme přiacutečnou hmotnost mT
a rapiditu y
z
z
pcE
pcE
ln2
1y a tedy
cos1
cos1ln
2
1
cosmvmc
cosmvmcln
2
1y
Oblast terče YREL -1 Sraacutežkovaacute oblast YREL 0 Oblast projektilu YREL +1
Relativniacute rapidita YREL = (Y - YPRO2)(YPRO2) YPROJ - rapidita projektilu
Identifikace nabityacutech čaacutesticSpektra nabityacutech čaacutestic (Ni+Ni a Au+Au experimenty energie svazku 1 GeVA)
Two Arm Photon Spectrometer
Detekce kromě gama i nabiteacute čaacutestice
384 BaF2 detektorůs plastikovyacutem vetem -- rozlišeniacute neutraacutelniacutech a nabityacutech čaacutestic
součinost s TOF stěnou z plastiku
- charakteristika sraacutežky
Energie svazku 10 MeV - 200 GeV (GSI Darmstadt KVI GroningenGANIL Caen CERN)
Kolektivniacute toky nukleonů
N = N0( 1 + Amiddotcosφ + Bmiddotcos(2middotφ))
Relativniacute rapidita YREL = (Y - YPRO2)(YPRO2) YPROJ - rapidita projektilu
Oblast terče YREL -1 Sraacutežkovaacute oblast YREL 0 Oblast projektilu YREL +1
A - velikost asymetriiacute v rovině sraacutežky B - velikost asymetriiacute kolmo na ni (eliptickyacute tok)
A lt 0 B = 0 A = 0 B lt 0 A gt 0 B = 0
Odtlačeniacute nukleonů bdquobounce offldquo v rovině sraacutežky
Vystřiacuteknutiacute bdquosqueeze outldquo kolmona rovinu sraacutežky
Experimentaacutelniacute data - zaacutevislost velikosti kolektivniacuteho toku na počtu nukleonů - v souladu s hydrodynamickyacutemi modely
Zaacutevislost kolektivniacutech toků na rapiditě (původu nukleonů)
terčovaacute oblast sraacutežkovaacute oblast terčovaacute oblast sraacutežkovaacute oblast
Aplikace v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu -rozptyl kanaacutelovaacuteniacute reakce iontů
Tandetrom 4130 MC v UacuteJF AVČR využiacutevanyacute v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu ndash od H až po Au energie stovky keV a desiacutetky MeV
Využitiacute iontů pro modifikaci a zkoumaacuteniacute struktury povrchovyacutech vrstev pevnyacutech materiaacutelů
Různeacute typy křemiacutekovyacutech polovodičovyacutech detektorů nabityacutech čaacutestic
Využitiacute urychlovačů iontů na relativně niacutezkeacute energie v řaacutedu keV až MeV
Spektrometry nabityacutech jader ndash často polovodičoveacute křemiacutekoveacute detektory
RBS (Rutheford Backscattering Spectroscopy) - spektroskopie nabityacutech čaacutestic zpětně rozptyacutelenyacutech Ruthefordovyacutem rozptylem ndash vrstvy od nm do μm ndash spektroskopie rozptyacutelenyacutech iontů polovodičovyacutemi detektory Změna energie daacutena změnou hybnosti a ionizačniacutemi ztraacutetami ndash zjišťujiacute se profily rozloženiacute přiacuteměsiacute v materiaacutelů ndash těžkaacute jaacutedraRBS channeling ndash kanaacutelovaacuteniacute nabityacutech čaacutestic ndash krystalickeacute struktury ndash určeniacute směrů vyacuteznačnyacutech krystalovyacutech os a přiacuteměsiacute ndash nataacutečeniacute krystaloveacuteho vzorku
ERDA (Elastic Recoil Detection Analysis) ndash detekce atomů vyraženyacutech ionty ndash spiacuteše lehčiacute prvky od vodiacuteku až po dusiacutek ndash lze tak i kontrolovaně měnit vlastnosti povrchů ndash studium obsahu vodiacuteku v polymerech spojeniacute s měřeniacutem doby letu iontů
ERDA
dopadajiacuteciacute iont
rozptyacutelenyacute iont
detektor
RBS
Pružnyacute rozptyl iontů
dopadajiacuteciacute iont
odraženyacute iont
detektor
Reakce iontů s jaacutedryPIGE (Particle Induced Gamma ray Emission)
PIXE ndash (Particle Induced Gamma ray Emission)
Iontovaacute litografie a obraacuteběniacute iontovyacutemi svazky ndash přiacuteprava mikroelektronickyacutech a optoelektronickyacutech komponent a mikroskopickyacutech mechanickyacutech zařiacutezeniacute
Ozubenaacute kolečka vytvořenaacute metodou iontoveacute litografie ve fotorezistu
Iontovaacute implantace ndash modifikace povrchovyacutech vrstev materiaacutelů
Modifikace a opracovaacuteniacute materiaacutelů
AMS ndash urychlovačovaacute hmotnostniacute spektroskopie ndash přiacuteměsi prvků v koncentraciacutech 10-15 ndash často pro uhliacutekoveacute datovaacuteniacute
Iontovaacute mikrosonda ndash velmi uacutezkyacute intenzivniacute svazek iontů ndash použitiacute ndash skenovaacuteniacute povrchů objektů s přesnostiacute v řaacutedu mikrometrů
viz spektroskopie gama
Probleacutem velmi maleacute uacutečinneacute průřezy produkce jen jednotlivyacutech jader ndash nutnaacute bezespornaacute identifikace
Energie 1) dostatečnaacute na překonaacuteniacute coulombovskeacute bariery 2) co nejmenšiacute aby složeneacute jaacutedro vydrželo
Rozpad řadou rozpadů alfa rarr čaacutestice alfa nesou informaci o rozdiacutelu energie jader
Možnosti produkce 1) Neutronovyacute zaacutechyt ndash po Z = 100 (pak dřiacutevějšiacute rozpad než zaacutechyt) 2) Reakce lehkeacuteho jaacutedra na těžkeacutem terči 3) Slučovaacuteniacute těžkyacutech jader bdquoza studenaldquo ndash projektil A ~ 40 EEX ~ 10 MeV 4) Slučovaacuteniacute těžkyacutech jader bdquoza horkaldquo ndash použitiacute 48Ca (Z = 20) EEX ~ 40 MeV
Produkce supertěžkyacutech prvků
Kapkovyacute model 1) s rostouciacutem protonovyacutem čiacuteslem klesaacute stabilita 2) s rostouciacutem protonovyacutem čiacuteslem roste přebytek neutronů
Existence bdquostabilnějšiacutechldquo supertěžkyacutech elementů umožněna existenciacute magickyacutech čiacutesel - slupkoveacute struktury harr slupkovyacute model
Konkurence objemoveacute energie (vazba silnou interakciacute) a coulombovskeacute energie
Ostrov stability ndash Z = 114 a N = 184 ndash zaacutevisiacute na tvaru potenciaacutelu značnaacute neurčitost
Detekce supertěžkyacutech prvků v GSI Darmstadt
Identifikace jednotlivyacutech přiacutepadů vzniku a rozpadu supertěžkeacuteho prvku
1) Zachyceniacute všech alfa ze sekvence rozpadů a určeniacute jejich energie2) Identifikace štěpeniacute
ptp
pCM v
mm
mv
Rychlostniacute filtr
Elektrickeacute deflektory a dipoacuteloveacute magnety
Fel = qE Fmag = qvB
Vyacuteběr vznikleacuteho složeneacuteho jaacutedra
Spraacutevnyacute vyacuteběr E a B pro vCM je FTOT = Fel ndash Fmag = 0
dipoloveacute magnety
elektrickeacute deflektory
TOF
rotujiacuteciacute terč
kvadrupoacuteloveacute magnety
zastaveniacute svazku
svazek
Zařiacutezeniacute SHIP
Prvek 107 ndash 112 zařiacutezeniacute SHIP v GSI Darmstadt slučovaciacute reakce na jaacutedrech Pb Bi využitiacute separace separace složeneacuteho jaacutedra implantace do aktivniacuteho objemu detektoru a identifikace pomociacute řady rozpadů alfa
Rotujiacuteciacute terč (Pb Bi) niacutezkyacute bod taacuteniacuteintenzivniacute svazek ndash 1012 jaders
TOF spektrometr
Potlačeniacute zbyacutevajiacuteciacuteho pozadiacute
Start ndash průchodoveacute detektory tenkeacute uhliacutekoveacute folie (produkce elektronu) a mikrokanaacuteloveacute destičky
Stop ndash 16 křemiacutekovyacutech stripovyacutech detektorů ΔE = 14 keV pro alfa z 241Am
Efektivita 998 rozlišeniacute 700 ps
Pokrytiacute 80 z 2π
HPGe detektory ndash fotony z vybiacutejeniacute vybuzenyacutech jader
průchodoveacute detektory
stop detektor(křemiacutekovyacute)
Uacutečinneacute průřezy až ~ pb jedno jaacutedro za desiacutetky dniacute
Velmi intenzivniacute svazky po dobu měsiacuteců
107 Bh Bohrium108 Hs Hassium109 Mt Meitnerium110 Dm Darmstadtiumu111 Rg Roentgenium112 prokaacutezaacuten
Slučovaacuteniacute při niacutezkyacutech energiiacutech
Vyacutesledky z GSI potvrzeny i v japonskeacute laboratoři RIKEN
Prvniacute identifikovaneacute rozpady zatiacutem pojmenovaneacuteho prvku s největšiacutem Z
Dalšiacute ndash slučovaacuteniacute za vyššiacutech energiiacute
(112 113 114 115 116 118)Probleacutem ndash nekončiacute u znaacutemyacutech izotopů dost dlouheacute poločasy rozpadu (probleacutem s identifikaciacute pomociacute koincidenciacute) Rok 2006 ndash navaacutezaacuteniacute ndashzdaacute se OK
Reakce 48Ca + 244Pu rarr Z = 114 A = 292
Excitačniacute funkce pro reakci C+Pu
Mapa supertěžkyacutech prvku
Slučovaacuteniacute za bdquostudenaldquo
Slučovaacuteniacute za bdquohorkaldquo
108 Hassium ndash posledniacute prvek zatiacutem zkoumanyacute chemicky
Oxid rutheničelyacute RuO4
Oxid osmičelyacute OsO4
Oxid hassičelyacute HsO4
Chemickaacute analyacuteza jednotlivyacutech atomůJaacutedro se rozpadne dřiacuteve než vznikne dalšiacute
Zkoumaacuteniacute těkavosti rarr oxidy Xndashčeleacute velmi těkaveacute
Znaacutemeacute izotopy hassia
Prvniacute produkovaneacute jaacutedro hassia
Produkce stabilnějšiacutech izotopů Hs
uacutezkyacute kanaacutelek s klesajiacuteciacute teplotou od -20oC do -170oC rarr čiacutem těkavějšiacute tiacutem daacutele se dostane než adsorbuje
Hs s A ~ 288 bude možnaacute velmi stabilniacute
Studium horkeacute a husteacute jaderneacute hmoty pomociacute produkce nabityacutech čaacutestic
Snaha o 4π detektory nabityacutech čaacutestic
Přiacuteklad FOPI spektrometr v GSI Darmstadt
Určeniacute teploty jaderneacute hmoty ndash průběh spektra
Scheacutema FOPI spektrometru
Zobrazeniacute přiacutepadu zaznamenaneacuteho FOPI spektrometrem
spektrometr nabityacutech čaacutestic FOPI
Sraacutežky relativistickyacutech těžkyacutech iontů rarrvelkyacute počet produkovanyacutech nabityacutech čaacutestic
Určeniacute tlaku ndash kolektivniacute toky čaacutestic
Určeniacutestavoveacute rovnice jaderneacute hmoty
2y
2x
2222T ppcmcm Zavedli jsme přiacutečnou hmotnost mT
a rapiditu y
z
z
pcE
pcE
ln2
1y a tedy
cos1
cos1ln
2
1
cosmvmc
cosmvmcln
2
1y
Oblast terče YREL -1 Sraacutežkovaacute oblast YREL 0 Oblast projektilu YREL +1
Relativniacute rapidita YREL = (Y - YPRO2)(YPRO2) YPROJ - rapidita projektilu
Identifikace nabityacutech čaacutesticSpektra nabityacutech čaacutestic (Ni+Ni a Au+Au experimenty energie svazku 1 GeVA)
Two Arm Photon Spectrometer
Detekce kromě gama i nabiteacute čaacutestice
384 BaF2 detektorůs plastikovyacutem vetem -- rozlišeniacute neutraacutelniacutech a nabityacutech čaacutestic
součinost s TOF stěnou z plastiku
- charakteristika sraacutežky
Energie svazku 10 MeV - 200 GeV (GSI Darmstadt KVI GroningenGANIL Caen CERN)
Kolektivniacute toky nukleonů
N = N0( 1 + Amiddotcosφ + Bmiddotcos(2middotφ))
Relativniacute rapidita YREL = (Y - YPRO2)(YPRO2) YPROJ - rapidita projektilu
Oblast terče YREL -1 Sraacutežkovaacute oblast YREL 0 Oblast projektilu YREL +1
A - velikost asymetriiacute v rovině sraacutežky B - velikost asymetriiacute kolmo na ni (eliptickyacute tok)
A lt 0 B = 0 A = 0 B lt 0 A gt 0 B = 0
Odtlačeniacute nukleonů bdquobounce offldquo v rovině sraacutežky
Vystřiacuteknutiacute bdquosqueeze outldquo kolmona rovinu sraacutežky
Experimentaacutelniacute data - zaacutevislost velikosti kolektivniacuteho toku na počtu nukleonů - v souladu s hydrodynamickyacutemi modely
Zaacutevislost kolektivniacutech toků na rapiditě (původu nukleonů)
terčovaacute oblast sraacutežkovaacute oblast terčovaacute oblast sraacutežkovaacute oblast
Aplikace v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu -rozptyl kanaacutelovaacuteniacute reakce iontů
Tandetrom 4130 MC v UacuteJF AVČR využiacutevanyacute v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu ndash od H až po Au energie stovky keV a desiacutetky MeV
Využitiacute iontů pro modifikaci a zkoumaacuteniacute struktury povrchovyacutech vrstev pevnyacutech materiaacutelů
Různeacute typy křemiacutekovyacutech polovodičovyacutech detektorů nabityacutech čaacutestic
Využitiacute urychlovačů iontů na relativně niacutezkeacute energie v řaacutedu keV až MeV
Spektrometry nabityacutech jader ndash často polovodičoveacute křemiacutekoveacute detektory
RBS (Rutheford Backscattering Spectroscopy) - spektroskopie nabityacutech čaacutestic zpětně rozptyacutelenyacutech Ruthefordovyacutem rozptylem ndash vrstvy od nm do μm ndash spektroskopie rozptyacutelenyacutech iontů polovodičovyacutemi detektory Změna energie daacutena změnou hybnosti a ionizačniacutemi ztraacutetami ndash zjišťujiacute se profily rozloženiacute přiacuteměsiacute v materiaacutelů ndash těžkaacute jaacutedraRBS channeling ndash kanaacutelovaacuteniacute nabityacutech čaacutestic ndash krystalickeacute struktury ndash určeniacute směrů vyacuteznačnyacutech krystalovyacutech os a přiacuteměsiacute ndash nataacutečeniacute krystaloveacuteho vzorku
ERDA (Elastic Recoil Detection Analysis) ndash detekce atomů vyraženyacutech ionty ndash spiacuteše lehčiacute prvky od vodiacuteku až po dusiacutek ndash lze tak i kontrolovaně měnit vlastnosti povrchů ndash studium obsahu vodiacuteku v polymerech spojeniacute s měřeniacutem doby letu iontů
ERDA
dopadajiacuteciacute iont
rozptyacutelenyacute iont
detektor
RBS
Pružnyacute rozptyl iontů
dopadajiacuteciacute iont
odraženyacute iont
detektor
Reakce iontů s jaacutedryPIGE (Particle Induced Gamma ray Emission)
PIXE ndash (Particle Induced Gamma ray Emission)
Iontovaacute litografie a obraacuteběniacute iontovyacutemi svazky ndash přiacuteprava mikroelektronickyacutech a optoelektronickyacutech komponent a mikroskopickyacutech mechanickyacutech zařiacutezeniacute
Ozubenaacute kolečka vytvořenaacute metodou iontoveacute litografie ve fotorezistu
Iontovaacute implantace ndash modifikace povrchovyacutech vrstev materiaacutelů
Modifikace a opracovaacuteniacute materiaacutelů
AMS ndash urychlovačovaacute hmotnostniacute spektroskopie ndash přiacuteměsi prvků v koncentraciacutech 10-15 ndash často pro uhliacutekoveacute datovaacuteniacute
Iontovaacute mikrosonda ndash velmi uacutezkyacute intenzivniacute svazek iontů ndash použitiacute ndash skenovaacuteniacute povrchů objektů s přesnostiacute v řaacutedu mikrometrů
viz spektroskopie gama
Detekce supertěžkyacutech prvků v GSI Darmstadt
Identifikace jednotlivyacutech přiacutepadů vzniku a rozpadu supertěžkeacuteho prvku
1) Zachyceniacute všech alfa ze sekvence rozpadů a určeniacute jejich energie2) Identifikace štěpeniacute
ptp
pCM v
mm
mv
Rychlostniacute filtr
Elektrickeacute deflektory a dipoacuteloveacute magnety
Fel = qE Fmag = qvB
Vyacuteběr vznikleacuteho složeneacuteho jaacutedra
Spraacutevnyacute vyacuteběr E a B pro vCM je FTOT = Fel ndash Fmag = 0
dipoloveacute magnety
elektrickeacute deflektory
TOF
rotujiacuteciacute terč
kvadrupoacuteloveacute magnety
zastaveniacute svazku
svazek
Zařiacutezeniacute SHIP
Prvek 107 ndash 112 zařiacutezeniacute SHIP v GSI Darmstadt slučovaciacute reakce na jaacutedrech Pb Bi využitiacute separace separace složeneacuteho jaacutedra implantace do aktivniacuteho objemu detektoru a identifikace pomociacute řady rozpadů alfa
Rotujiacuteciacute terč (Pb Bi) niacutezkyacute bod taacuteniacuteintenzivniacute svazek ndash 1012 jaders
TOF spektrometr
Potlačeniacute zbyacutevajiacuteciacuteho pozadiacute
Start ndash průchodoveacute detektory tenkeacute uhliacutekoveacute folie (produkce elektronu) a mikrokanaacuteloveacute destičky
Stop ndash 16 křemiacutekovyacutech stripovyacutech detektorů ΔE = 14 keV pro alfa z 241Am
Efektivita 998 rozlišeniacute 700 ps
Pokrytiacute 80 z 2π
HPGe detektory ndash fotony z vybiacutejeniacute vybuzenyacutech jader
průchodoveacute detektory
stop detektor(křemiacutekovyacute)
Uacutečinneacute průřezy až ~ pb jedno jaacutedro za desiacutetky dniacute
Velmi intenzivniacute svazky po dobu měsiacuteců
107 Bh Bohrium108 Hs Hassium109 Mt Meitnerium110 Dm Darmstadtiumu111 Rg Roentgenium112 prokaacutezaacuten
Slučovaacuteniacute při niacutezkyacutech energiiacutech
Vyacutesledky z GSI potvrzeny i v japonskeacute laboratoři RIKEN
Prvniacute identifikovaneacute rozpady zatiacutem pojmenovaneacuteho prvku s největšiacutem Z
Dalšiacute ndash slučovaacuteniacute za vyššiacutech energiiacute
(112 113 114 115 116 118)Probleacutem ndash nekončiacute u znaacutemyacutech izotopů dost dlouheacute poločasy rozpadu (probleacutem s identifikaciacute pomociacute koincidenciacute) Rok 2006 ndash navaacutezaacuteniacute ndashzdaacute se OK
Reakce 48Ca + 244Pu rarr Z = 114 A = 292
Excitačniacute funkce pro reakci C+Pu
Mapa supertěžkyacutech prvku
Slučovaacuteniacute za bdquostudenaldquo
Slučovaacuteniacute za bdquohorkaldquo
108 Hassium ndash posledniacute prvek zatiacutem zkoumanyacute chemicky
Oxid rutheničelyacute RuO4
Oxid osmičelyacute OsO4
Oxid hassičelyacute HsO4
Chemickaacute analyacuteza jednotlivyacutech atomůJaacutedro se rozpadne dřiacuteve než vznikne dalšiacute
Zkoumaacuteniacute těkavosti rarr oxidy Xndashčeleacute velmi těkaveacute
Znaacutemeacute izotopy hassia
Prvniacute produkovaneacute jaacutedro hassia
Produkce stabilnějšiacutech izotopů Hs
uacutezkyacute kanaacutelek s klesajiacuteciacute teplotou od -20oC do -170oC rarr čiacutem těkavějšiacute tiacutem daacutele se dostane než adsorbuje
Hs s A ~ 288 bude možnaacute velmi stabilniacute
Studium horkeacute a husteacute jaderneacute hmoty pomociacute produkce nabityacutech čaacutestic
Snaha o 4π detektory nabityacutech čaacutestic
Přiacuteklad FOPI spektrometr v GSI Darmstadt
Určeniacute teploty jaderneacute hmoty ndash průběh spektra
Scheacutema FOPI spektrometru
Zobrazeniacute přiacutepadu zaznamenaneacuteho FOPI spektrometrem
spektrometr nabityacutech čaacutestic FOPI
Sraacutežky relativistickyacutech těžkyacutech iontů rarrvelkyacute počet produkovanyacutech nabityacutech čaacutestic
Určeniacute tlaku ndash kolektivniacute toky čaacutestic
Určeniacutestavoveacute rovnice jaderneacute hmoty
2y
2x
2222T ppcmcm Zavedli jsme přiacutečnou hmotnost mT
a rapiditu y
z
z
pcE
pcE
ln2
1y a tedy
cos1
cos1ln
2
1
cosmvmc
cosmvmcln
2
1y
Oblast terče YREL -1 Sraacutežkovaacute oblast YREL 0 Oblast projektilu YREL +1
Relativniacute rapidita YREL = (Y - YPRO2)(YPRO2) YPROJ - rapidita projektilu
Identifikace nabityacutech čaacutesticSpektra nabityacutech čaacutestic (Ni+Ni a Au+Au experimenty energie svazku 1 GeVA)
Two Arm Photon Spectrometer
Detekce kromě gama i nabiteacute čaacutestice
384 BaF2 detektorůs plastikovyacutem vetem -- rozlišeniacute neutraacutelniacutech a nabityacutech čaacutestic
součinost s TOF stěnou z plastiku
- charakteristika sraacutežky
Energie svazku 10 MeV - 200 GeV (GSI Darmstadt KVI GroningenGANIL Caen CERN)
Kolektivniacute toky nukleonů
N = N0( 1 + Amiddotcosφ + Bmiddotcos(2middotφ))
Relativniacute rapidita YREL = (Y - YPRO2)(YPRO2) YPROJ - rapidita projektilu
Oblast terče YREL -1 Sraacutežkovaacute oblast YREL 0 Oblast projektilu YREL +1
A - velikost asymetriiacute v rovině sraacutežky B - velikost asymetriiacute kolmo na ni (eliptickyacute tok)
A lt 0 B = 0 A = 0 B lt 0 A gt 0 B = 0
Odtlačeniacute nukleonů bdquobounce offldquo v rovině sraacutežky
Vystřiacuteknutiacute bdquosqueeze outldquo kolmona rovinu sraacutežky
Experimentaacutelniacute data - zaacutevislost velikosti kolektivniacuteho toku na počtu nukleonů - v souladu s hydrodynamickyacutemi modely
Zaacutevislost kolektivniacutech toků na rapiditě (původu nukleonů)
terčovaacute oblast sraacutežkovaacute oblast terčovaacute oblast sraacutežkovaacute oblast
Aplikace v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu -rozptyl kanaacutelovaacuteniacute reakce iontů
Tandetrom 4130 MC v UacuteJF AVČR využiacutevanyacute v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu ndash od H až po Au energie stovky keV a desiacutetky MeV
Využitiacute iontů pro modifikaci a zkoumaacuteniacute struktury povrchovyacutech vrstev pevnyacutech materiaacutelů
Různeacute typy křemiacutekovyacutech polovodičovyacutech detektorů nabityacutech čaacutestic
Využitiacute urychlovačů iontů na relativně niacutezkeacute energie v řaacutedu keV až MeV
Spektrometry nabityacutech jader ndash často polovodičoveacute křemiacutekoveacute detektory
RBS (Rutheford Backscattering Spectroscopy) - spektroskopie nabityacutech čaacutestic zpětně rozptyacutelenyacutech Ruthefordovyacutem rozptylem ndash vrstvy od nm do μm ndash spektroskopie rozptyacutelenyacutech iontů polovodičovyacutemi detektory Změna energie daacutena změnou hybnosti a ionizačniacutemi ztraacutetami ndash zjišťujiacute se profily rozloženiacute přiacuteměsiacute v materiaacutelů ndash těžkaacute jaacutedraRBS channeling ndash kanaacutelovaacuteniacute nabityacutech čaacutestic ndash krystalickeacute struktury ndash určeniacute směrů vyacuteznačnyacutech krystalovyacutech os a přiacuteměsiacute ndash nataacutečeniacute krystaloveacuteho vzorku
ERDA (Elastic Recoil Detection Analysis) ndash detekce atomů vyraženyacutech ionty ndash spiacuteše lehčiacute prvky od vodiacuteku až po dusiacutek ndash lze tak i kontrolovaně měnit vlastnosti povrchů ndash studium obsahu vodiacuteku v polymerech spojeniacute s měřeniacutem doby letu iontů
ERDA
dopadajiacuteciacute iont
rozptyacutelenyacute iont
detektor
RBS
Pružnyacute rozptyl iontů
dopadajiacuteciacute iont
odraženyacute iont
detektor
Reakce iontů s jaacutedryPIGE (Particle Induced Gamma ray Emission)
PIXE ndash (Particle Induced Gamma ray Emission)
Iontovaacute litografie a obraacuteběniacute iontovyacutemi svazky ndash přiacuteprava mikroelektronickyacutech a optoelektronickyacutech komponent a mikroskopickyacutech mechanickyacutech zařiacutezeniacute
Ozubenaacute kolečka vytvořenaacute metodou iontoveacute litografie ve fotorezistu
Iontovaacute implantace ndash modifikace povrchovyacutech vrstev materiaacutelů
Modifikace a opracovaacuteniacute materiaacutelů
AMS ndash urychlovačovaacute hmotnostniacute spektroskopie ndash přiacuteměsi prvků v koncentraciacutech 10-15 ndash často pro uhliacutekoveacute datovaacuteniacute
Iontovaacute mikrosonda ndash velmi uacutezkyacute intenzivniacute svazek iontů ndash použitiacute ndash skenovaacuteniacute povrchů objektů s přesnostiacute v řaacutedu mikrometrů
viz spektroskopie gama
TOF spektrometr
Potlačeniacute zbyacutevajiacuteciacuteho pozadiacute
Start ndash průchodoveacute detektory tenkeacute uhliacutekoveacute folie (produkce elektronu) a mikrokanaacuteloveacute destičky
Stop ndash 16 křemiacutekovyacutech stripovyacutech detektorů ΔE = 14 keV pro alfa z 241Am
Efektivita 998 rozlišeniacute 700 ps
Pokrytiacute 80 z 2π
HPGe detektory ndash fotony z vybiacutejeniacute vybuzenyacutech jader
průchodoveacute detektory
stop detektor(křemiacutekovyacute)
Uacutečinneacute průřezy až ~ pb jedno jaacutedro za desiacutetky dniacute
Velmi intenzivniacute svazky po dobu měsiacuteců
107 Bh Bohrium108 Hs Hassium109 Mt Meitnerium110 Dm Darmstadtiumu111 Rg Roentgenium112 prokaacutezaacuten
Slučovaacuteniacute při niacutezkyacutech energiiacutech
Vyacutesledky z GSI potvrzeny i v japonskeacute laboratoři RIKEN
Prvniacute identifikovaneacute rozpady zatiacutem pojmenovaneacuteho prvku s největšiacutem Z
Dalšiacute ndash slučovaacuteniacute za vyššiacutech energiiacute
(112 113 114 115 116 118)Probleacutem ndash nekončiacute u znaacutemyacutech izotopů dost dlouheacute poločasy rozpadu (probleacutem s identifikaciacute pomociacute koincidenciacute) Rok 2006 ndash navaacutezaacuteniacute ndashzdaacute se OK
Reakce 48Ca + 244Pu rarr Z = 114 A = 292
Excitačniacute funkce pro reakci C+Pu
Mapa supertěžkyacutech prvku
Slučovaacuteniacute za bdquostudenaldquo
Slučovaacuteniacute za bdquohorkaldquo
108 Hassium ndash posledniacute prvek zatiacutem zkoumanyacute chemicky
Oxid rutheničelyacute RuO4
Oxid osmičelyacute OsO4
Oxid hassičelyacute HsO4
Chemickaacute analyacuteza jednotlivyacutech atomůJaacutedro se rozpadne dřiacuteve než vznikne dalšiacute
Zkoumaacuteniacute těkavosti rarr oxidy Xndashčeleacute velmi těkaveacute
Znaacutemeacute izotopy hassia
Prvniacute produkovaneacute jaacutedro hassia
Produkce stabilnějšiacutech izotopů Hs
uacutezkyacute kanaacutelek s klesajiacuteciacute teplotou od -20oC do -170oC rarr čiacutem těkavějšiacute tiacutem daacutele se dostane než adsorbuje
Hs s A ~ 288 bude možnaacute velmi stabilniacute
Studium horkeacute a husteacute jaderneacute hmoty pomociacute produkce nabityacutech čaacutestic
Snaha o 4π detektory nabityacutech čaacutestic
Přiacuteklad FOPI spektrometr v GSI Darmstadt
Určeniacute teploty jaderneacute hmoty ndash průběh spektra
Scheacutema FOPI spektrometru
Zobrazeniacute přiacutepadu zaznamenaneacuteho FOPI spektrometrem
spektrometr nabityacutech čaacutestic FOPI
Sraacutežky relativistickyacutech těžkyacutech iontů rarrvelkyacute počet produkovanyacutech nabityacutech čaacutestic
Určeniacute tlaku ndash kolektivniacute toky čaacutestic
Určeniacutestavoveacute rovnice jaderneacute hmoty
2y
2x
2222T ppcmcm Zavedli jsme přiacutečnou hmotnost mT
a rapiditu y
z
z
pcE
pcE
ln2
1y a tedy
cos1
cos1ln
2
1
cosmvmc
cosmvmcln
2
1y
Oblast terče YREL -1 Sraacutežkovaacute oblast YREL 0 Oblast projektilu YREL +1
Relativniacute rapidita YREL = (Y - YPRO2)(YPRO2) YPROJ - rapidita projektilu
Identifikace nabityacutech čaacutesticSpektra nabityacutech čaacutestic (Ni+Ni a Au+Au experimenty energie svazku 1 GeVA)
Two Arm Photon Spectrometer
Detekce kromě gama i nabiteacute čaacutestice
384 BaF2 detektorůs plastikovyacutem vetem -- rozlišeniacute neutraacutelniacutech a nabityacutech čaacutestic
součinost s TOF stěnou z plastiku
- charakteristika sraacutežky
Energie svazku 10 MeV - 200 GeV (GSI Darmstadt KVI GroningenGANIL Caen CERN)
Kolektivniacute toky nukleonů
N = N0( 1 + Amiddotcosφ + Bmiddotcos(2middotφ))
Relativniacute rapidita YREL = (Y - YPRO2)(YPRO2) YPROJ - rapidita projektilu
Oblast terče YREL -1 Sraacutežkovaacute oblast YREL 0 Oblast projektilu YREL +1
A - velikost asymetriiacute v rovině sraacutežky B - velikost asymetriiacute kolmo na ni (eliptickyacute tok)
A lt 0 B = 0 A = 0 B lt 0 A gt 0 B = 0
Odtlačeniacute nukleonů bdquobounce offldquo v rovině sraacutežky
Vystřiacuteknutiacute bdquosqueeze outldquo kolmona rovinu sraacutežky
Experimentaacutelniacute data - zaacutevislost velikosti kolektivniacuteho toku na počtu nukleonů - v souladu s hydrodynamickyacutemi modely
Zaacutevislost kolektivniacutech toků na rapiditě (původu nukleonů)
terčovaacute oblast sraacutežkovaacute oblast terčovaacute oblast sraacutežkovaacute oblast
Aplikace v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu -rozptyl kanaacutelovaacuteniacute reakce iontů
Tandetrom 4130 MC v UacuteJF AVČR využiacutevanyacute v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu ndash od H až po Au energie stovky keV a desiacutetky MeV
Využitiacute iontů pro modifikaci a zkoumaacuteniacute struktury povrchovyacutech vrstev pevnyacutech materiaacutelů
Různeacute typy křemiacutekovyacutech polovodičovyacutech detektorů nabityacutech čaacutestic
Využitiacute urychlovačů iontů na relativně niacutezkeacute energie v řaacutedu keV až MeV
Spektrometry nabityacutech jader ndash často polovodičoveacute křemiacutekoveacute detektory
RBS (Rutheford Backscattering Spectroscopy) - spektroskopie nabityacutech čaacutestic zpětně rozptyacutelenyacutech Ruthefordovyacutem rozptylem ndash vrstvy od nm do μm ndash spektroskopie rozptyacutelenyacutech iontů polovodičovyacutemi detektory Změna energie daacutena změnou hybnosti a ionizačniacutemi ztraacutetami ndash zjišťujiacute se profily rozloženiacute přiacuteměsiacute v materiaacutelů ndash těžkaacute jaacutedraRBS channeling ndash kanaacutelovaacuteniacute nabityacutech čaacutestic ndash krystalickeacute struktury ndash určeniacute směrů vyacuteznačnyacutech krystalovyacutech os a přiacuteměsiacute ndash nataacutečeniacute krystaloveacuteho vzorku
ERDA (Elastic Recoil Detection Analysis) ndash detekce atomů vyraženyacutech ionty ndash spiacuteše lehčiacute prvky od vodiacuteku až po dusiacutek ndash lze tak i kontrolovaně měnit vlastnosti povrchů ndash studium obsahu vodiacuteku v polymerech spojeniacute s měřeniacutem doby letu iontů
ERDA
dopadajiacuteciacute iont
rozptyacutelenyacute iont
detektor
RBS
Pružnyacute rozptyl iontů
dopadajiacuteciacute iont
odraženyacute iont
detektor
Reakce iontů s jaacutedryPIGE (Particle Induced Gamma ray Emission)
PIXE ndash (Particle Induced Gamma ray Emission)
Iontovaacute litografie a obraacuteběniacute iontovyacutemi svazky ndash přiacuteprava mikroelektronickyacutech a optoelektronickyacutech komponent a mikroskopickyacutech mechanickyacutech zařiacutezeniacute
Ozubenaacute kolečka vytvořenaacute metodou iontoveacute litografie ve fotorezistu
Iontovaacute implantace ndash modifikace povrchovyacutech vrstev materiaacutelů
Modifikace a opracovaacuteniacute materiaacutelů
AMS ndash urychlovačovaacute hmotnostniacute spektroskopie ndash přiacuteměsi prvků v koncentraciacutech 10-15 ndash často pro uhliacutekoveacute datovaacuteniacute
Iontovaacute mikrosonda ndash velmi uacutezkyacute intenzivniacute svazek iontů ndash použitiacute ndash skenovaacuteniacute povrchů objektů s přesnostiacute v řaacutedu mikrometrů
viz spektroskopie gama
107 Bh Bohrium108 Hs Hassium109 Mt Meitnerium110 Dm Darmstadtiumu111 Rg Roentgenium112 prokaacutezaacuten
Slučovaacuteniacute při niacutezkyacutech energiiacutech
Vyacutesledky z GSI potvrzeny i v japonskeacute laboratoři RIKEN
Prvniacute identifikovaneacute rozpady zatiacutem pojmenovaneacuteho prvku s největšiacutem Z
Dalšiacute ndash slučovaacuteniacute za vyššiacutech energiiacute
(112 113 114 115 116 118)Probleacutem ndash nekončiacute u znaacutemyacutech izotopů dost dlouheacute poločasy rozpadu (probleacutem s identifikaciacute pomociacute koincidenciacute) Rok 2006 ndash navaacutezaacuteniacute ndashzdaacute se OK
Reakce 48Ca + 244Pu rarr Z = 114 A = 292
Excitačniacute funkce pro reakci C+Pu
Mapa supertěžkyacutech prvku
Slučovaacuteniacute za bdquostudenaldquo
Slučovaacuteniacute za bdquohorkaldquo
108 Hassium ndash posledniacute prvek zatiacutem zkoumanyacute chemicky
Oxid rutheničelyacute RuO4
Oxid osmičelyacute OsO4
Oxid hassičelyacute HsO4
Chemickaacute analyacuteza jednotlivyacutech atomůJaacutedro se rozpadne dřiacuteve než vznikne dalšiacute
Zkoumaacuteniacute těkavosti rarr oxidy Xndashčeleacute velmi těkaveacute
Znaacutemeacute izotopy hassia
Prvniacute produkovaneacute jaacutedro hassia
Produkce stabilnějšiacutech izotopů Hs
uacutezkyacute kanaacutelek s klesajiacuteciacute teplotou od -20oC do -170oC rarr čiacutem těkavějšiacute tiacutem daacutele se dostane než adsorbuje
Hs s A ~ 288 bude možnaacute velmi stabilniacute
Studium horkeacute a husteacute jaderneacute hmoty pomociacute produkce nabityacutech čaacutestic
Snaha o 4π detektory nabityacutech čaacutestic
Přiacuteklad FOPI spektrometr v GSI Darmstadt
Určeniacute teploty jaderneacute hmoty ndash průběh spektra
Scheacutema FOPI spektrometru
Zobrazeniacute přiacutepadu zaznamenaneacuteho FOPI spektrometrem
spektrometr nabityacutech čaacutestic FOPI
Sraacutežky relativistickyacutech těžkyacutech iontů rarrvelkyacute počet produkovanyacutech nabityacutech čaacutestic
Určeniacute tlaku ndash kolektivniacute toky čaacutestic
Určeniacutestavoveacute rovnice jaderneacute hmoty
2y
2x
2222T ppcmcm Zavedli jsme přiacutečnou hmotnost mT
a rapiditu y
z
z
pcE
pcE
ln2
1y a tedy
cos1
cos1ln
2
1
cosmvmc
cosmvmcln
2
1y
Oblast terče YREL -1 Sraacutežkovaacute oblast YREL 0 Oblast projektilu YREL +1
Relativniacute rapidita YREL = (Y - YPRO2)(YPRO2) YPROJ - rapidita projektilu
Identifikace nabityacutech čaacutesticSpektra nabityacutech čaacutestic (Ni+Ni a Au+Au experimenty energie svazku 1 GeVA)
Two Arm Photon Spectrometer
Detekce kromě gama i nabiteacute čaacutestice
384 BaF2 detektorůs plastikovyacutem vetem -- rozlišeniacute neutraacutelniacutech a nabityacutech čaacutestic
součinost s TOF stěnou z plastiku
- charakteristika sraacutežky
Energie svazku 10 MeV - 200 GeV (GSI Darmstadt KVI GroningenGANIL Caen CERN)
Kolektivniacute toky nukleonů
N = N0( 1 + Amiddotcosφ + Bmiddotcos(2middotφ))
Relativniacute rapidita YREL = (Y - YPRO2)(YPRO2) YPROJ - rapidita projektilu
Oblast terče YREL -1 Sraacutežkovaacute oblast YREL 0 Oblast projektilu YREL +1
A - velikost asymetriiacute v rovině sraacutežky B - velikost asymetriiacute kolmo na ni (eliptickyacute tok)
A lt 0 B = 0 A = 0 B lt 0 A gt 0 B = 0
Odtlačeniacute nukleonů bdquobounce offldquo v rovině sraacutežky
Vystřiacuteknutiacute bdquosqueeze outldquo kolmona rovinu sraacutežky
Experimentaacutelniacute data - zaacutevislost velikosti kolektivniacuteho toku na počtu nukleonů - v souladu s hydrodynamickyacutemi modely
Zaacutevislost kolektivniacutech toků na rapiditě (původu nukleonů)
terčovaacute oblast sraacutežkovaacute oblast terčovaacute oblast sraacutežkovaacute oblast
Aplikace v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu -rozptyl kanaacutelovaacuteniacute reakce iontů
Tandetrom 4130 MC v UacuteJF AVČR využiacutevanyacute v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu ndash od H až po Au energie stovky keV a desiacutetky MeV
Využitiacute iontů pro modifikaci a zkoumaacuteniacute struktury povrchovyacutech vrstev pevnyacutech materiaacutelů
Různeacute typy křemiacutekovyacutech polovodičovyacutech detektorů nabityacutech čaacutestic
Využitiacute urychlovačů iontů na relativně niacutezkeacute energie v řaacutedu keV až MeV
Spektrometry nabityacutech jader ndash často polovodičoveacute křemiacutekoveacute detektory
RBS (Rutheford Backscattering Spectroscopy) - spektroskopie nabityacutech čaacutestic zpětně rozptyacutelenyacutech Ruthefordovyacutem rozptylem ndash vrstvy od nm do μm ndash spektroskopie rozptyacutelenyacutech iontů polovodičovyacutemi detektory Změna energie daacutena změnou hybnosti a ionizačniacutemi ztraacutetami ndash zjišťujiacute se profily rozloženiacute přiacuteměsiacute v materiaacutelů ndash těžkaacute jaacutedraRBS channeling ndash kanaacutelovaacuteniacute nabityacutech čaacutestic ndash krystalickeacute struktury ndash určeniacute směrů vyacuteznačnyacutech krystalovyacutech os a přiacuteměsiacute ndash nataacutečeniacute krystaloveacuteho vzorku
ERDA (Elastic Recoil Detection Analysis) ndash detekce atomů vyraženyacutech ionty ndash spiacuteše lehčiacute prvky od vodiacuteku až po dusiacutek ndash lze tak i kontrolovaně měnit vlastnosti povrchů ndash studium obsahu vodiacuteku v polymerech spojeniacute s měřeniacutem doby letu iontů
ERDA
dopadajiacuteciacute iont
rozptyacutelenyacute iont
detektor
RBS
Pružnyacute rozptyl iontů
dopadajiacuteciacute iont
odraženyacute iont
detektor
Reakce iontů s jaacutedryPIGE (Particle Induced Gamma ray Emission)
PIXE ndash (Particle Induced Gamma ray Emission)
Iontovaacute litografie a obraacuteběniacute iontovyacutemi svazky ndash přiacuteprava mikroelektronickyacutech a optoelektronickyacutech komponent a mikroskopickyacutech mechanickyacutech zařiacutezeniacute
Ozubenaacute kolečka vytvořenaacute metodou iontoveacute litografie ve fotorezistu
Iontovaacute implantace ndash modifikace povrchovyacutech vrstev materiaacutelů
Modifikace a opracovaacuteniacute materiaacutelů
AMS ndash urychlovačovaacute hmotnostniacute spektroskopie ndash přiacuteměsi prvků v koncentraciacutech 10-15 ndash často pro uhliacutekoveacute datovaacuteniacute
Iontovaacute mikrosonda ndash velmi uacutezkyacute intenzivniacute svazek iontů ndash použitiacute ndash skenovaacuteniacute povrchů objektů s přesnostiacute v řaacutedu mikrometrů
viz spektroskopie gama
Mapa supertěžkyacutech prvku
Slučovaacuteniacute za bdquostudenaldquo
Slučovaacuteniacute za bdquohorkaldquo
108 Hassium ndash posledniacute prvek zatiacutem zkoumanyacute chemicky
Oxid rutheničelyacute RuO4
Oxid osmičelyacute OsO4
Oxid hassičelyacute HsO4
Chemickaacute analyacuteza jednotlivyacutech atomůJaacutedro se rozpadne dřiacuteve než vznikne dalšiacute
Zkoumaacuteniacute těkavosti rarr oxidy Xndashčeleacute velmi těkaveacute
Znaacutemeacute izotopy hassia
Prvniacute produkovaneacute jaacutedro hassia
Produkce stabilnějšiacutech izotopů Hs
uacutezkyacute kanaacutelek s klesajiacuteciacute teplotou od -20oC do -170oC rarr čiacutem těkavějšiacute tiacutem daacutele se dostane než adsorbuje
Hs s A ~ 288 bude možnaacute velmi stabilniacute
Studium horkeacute a husteacute jaderneacute hmoty pomociacute produkce nabityacutech čaacutestic
Snaha o 4π detektory nabityacutech čaacutestic
Přiacuteklad FOPI spektrometr v GSI Darmstadt
Určeniacute teploty jaderneacute hmoty ndash průběh spektra
Scheacutema FOPI spektrometru
Zobrazeniacute přiacutepadu zaznamenaneacuteho FOPI spektrometrem
spektrometr nabityacutech čaacutestic FOPI
Sraacutežky relativistickyacutech těžkyacutech iontů rarrvelkyacute počet produkovanyacutech nabityacutech čaacutestic
Určeniacute tlaku ndash kolektivniacute toky čaacutestic
Určeniacutestavoveacute rovnice jaderneacute hmoty
2y
2x
2222T ppcmcm Zavedli jsme přiacutečnou hmotnost mT
a rapiditu y
z
z
pcE
pcE
ln2
1y a tedy
cos1
cos1ln
2
1
cosmvmc
cosmvmcln
2
1y
Oblast terče YREL -1 Sraacutežkovaacute oblast YREL 0 Oblast projektilu YREL +1
Relativniacute rapidita YREL = (Y - YPRO2)(YPRO2) YPROJ - rapidita projektilu
Identifikace nabityacutech čaacutesticSpektra nabityacutech čaacutestic (Ni+Ni a Au+Au experimenty energie svazku 1 GeVA)
Two Arm Photon Spectrometer
Detekce kromě gama i nabiteacute čaacutestice
384 BaF2 detektorůs plastikovyacutem vetem -- rozlišeniacute neutraacutelniacutech a nabityacutech čaacutestic
součinost s TOF stěnou z plastiku
- charakteristika sraacutežky
Energie svazku 10 MeV - 200 GeV (GSI Darmstadt KVI GroningenGANIL Caen CERN)
Kolektivniacute toky nukleonů
N = N0( 1 + Amiddotcosφ + Bmiddotcos(2middotφ))
Relativniacute rapidita YREL = (Y - YPRO2)(YPRO2) YPROJ - rapidita projektilu
Oblast terče YREL -1 Sraacutežkovaacute oblast YREL 0 Oblast projektilu YREL +1
A - velikost asymetriiacute v rovině sraacutežky B - velikost asymetriiacute kolmo na ni (eliptickyacute tok)
A lt 0 B = 0 A = 0 B lt 0 A gt 0 B = 0
Odtlačeniacute nukleonů bdquobounce offldquo v rovině sraacutežky
Vystřiacuteknutiacute bdquosqueeze outldquo kolmona rovinu sraacutežky
Experimentaacutelniacute data - zaacutevislost velikosti kolektivniacuteho toku na počtu nukleonů - v souladu s hydrodynamickyacutemi modely
Zaacutevislost kolektivniacutech toků na rapiditě (původu nukleonů)
terčovaacute oblast sraacutežkovaacute oblast terčovaacute oblast sraacutežkovaacute oblast
Aplikace v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu -rozptyl kanaacutelovaacuteniacute reakce iontů
Tandetrom 4130 MC v UacuteJF AVČR využiacutevanyacute v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu ndash od H až po Au energie stovky keV a desiacutetky MeV
Využitiacute iontů pro modifikaci a zkoumaacuteniacute struktury povrchovyacutech vrstev pevnyacutech materiaacutelů
Různeacute typy křemiacutekovyacutech polovodičovyacutech detektorů nabityacutech čaacutestic
Využitiacute urychlovačů iontů na relativně niacutezkeacute energie v řaacutedu keV až MeV
Spektrometry nabityacutech jader ndash často polovodičoveacute křemiacutekoveacute detektory
RBS (Rutheford Backscattering Spectroscopy) - spektroskopie nabityacutech čaacutestic zpětně rozptyacutelenyacutech Ruthefordovyacutem rozptylem ndash vrstvy od nm do μm ndash spektroskopie rozptyacutelenyacutech iontů polovodičovyacutemi detektory Změna energie daacutena změnou hybnosti a ionizačniacutemi ztraacutetami ndash zjišťujiacute se profily rozloženiacute přiacuteměsiacute v materiaacutelů ndash těžkaacute jaacutedraRBS channeling ndash kanaacutelovaacuteniacute nabityacutech čaacutestic ndash krystalickeacute struktury ndash určeniacute směrů vyacuteznačnyacutech krystalovyacutech os a přiacuteměsiacute ndash nataacutečeniacute krystaloveacuteho vzorku
ERDA (Elastic Recoil Detection Analysis) ndash detekce atomů vyraženyacutech ionty ndash spiacuteše lehčiacute prvky od vodiacuteku až po dusiacutek ndash lze tak i kontrolovaně měnit vlastnosti povrchů ndash studium obsahu vodiacuteku v polymerech spojeniacute s měřeniacutem doby letu iontů
ERDA
dopadajiacuteciacute iont
rozptyacutelenyacute iont
detektor
RBS
Pružnyacute rozptyl iontů
dopadajiacuteciacute iont
odraženyacute iont
detektor
Reakce iontů s jaacutedryPIGE (Particle Induced Gamma ray Emission)
PIXE ndash (Particle Induced Gamma ray Emission)
Iontovaacute litografie a obraacuteběniacute iontovyacutemi svazky ndash přiacuteprava mikroelektronickyacutech a optoelektronickyacutech komponent a mikroskopickyacutech mechanickyacutech zařiacutezeniacute
Ozubenaacute kolečka vytvořenaacute metodou iontoveacute litografie ve fotorezistu
Iontovaacute implantace ndash modifikace povrchovyacutech vrstev materiaacutelů
Modifikace a opracovaacuteniacute materiaacutelů
AMS ndash urychlovačovaacute hmotnostniacute spektroskopie ndash přiacuteměsi prvků v koncentraciacutech 10-15 ndash často pro uhliacutekoveacute datovaacuteniacute
Iontovaacute mikrosonda ndash velmi uacutezkyacute intenzivniacute svazek iontů ndash použitiacute ndash skenovaacuteniacute povrchů objektů s přesnostiacute v řaacutedu mikrometrů
viz spektroskopie gama
108 Hassium ndash posledniacute prvek zatiacutem zkoumanyacute chemicky
Oxid rutheničelyacute RuO4
Oxid osmičelyacute OsO4
Oxid hassičelyacute HsO4
Chemickaacute analyacuteza jednotlivyacutech atomůJaacutedro se rozpadne dřiacuteve než vznikne dalšiacute
Zkoumaacuteniacute těkavosti rarr oxidy Xndashčeleacute velmi těkaveacute
Znaacutemeacute izotopy hassia
Prvniacute produkovaneacute jaacutedro hassia
Produkce stabilnějšiacutech izotopů Hs
uacutezkyacute kanaacutelek s klesajiacuteciacute teplotou od -20oC do -170oC rarr čiacutem těkavějšiacute tiacutem daacutele se dostane než adsorbuje
Hs s A ~ 288 bude možnaacute velmi stabilniacute
Studium horkeacute a husteacute jaderneacute hmoty pomociacute produkce nabityacutech čaacutestic
Snaha o 4π detektory nabityacutech čaacutestic
Přiacuteklad FOPI spektrometr v GSI Darmstadt
Určeniacute teploty jaderneacute hmoty ndash průběh spektra
Scheacutema FOPI spektrometru
Zobrazeniacute přiacutepadu zaznamenaneacuteho FOPI spektrometrem
spektrometr nabityacutech čaacutestic FOPI
Sraacutežky relativistickyacutech těžkyacutech iontů rarrvelkyacute počet produkovanyacutech nabityacutech čaacutestic
Určeniacute tlaku ndash kolektivniacute toky čaacutestic
Určeniacutestavoveacute rovnice jaderneacute hmoty
2y
2x
2222T ppcmcm Zavedli jsme přiacutečnou hmotnost mT
a rapiditu y
z
z
pcE
pcE
ln2
1y a tedy
cos1
cos1ln
2
1
cosmvmc
cosmvmcln
2
1y
Oblast terče YREL -1 Sraacutežkovaacute oblast YREL 0 Oblast projektilu YREL +1
Relativniacute rapidita YREL = (Y - YPRO2)(YPRO2) YPROJ - rapidita projektilu
Identifikace nabityacutech čaacutesticSpektra nabityacutech čaacutestic (Ni+Ni a Au+Au experimenty energie svazku 1 GeVA)
Two Arm Photon Spectrometer
Detekce kromě gama i nabiteacute čaacutestice
384 BaF2 detektorůs plastikovyacutem vetem -- rozlišeniacute neutraacutelniacutech a nabityacutech čaacutestic
součinost s TOF stěnou z plastiku
- charakteristika sraacutežky
Energie svazku 10 MeV - 200 GeV (GSI Darmstadt KVI GroningenGANIL Caen CERN)
Kolektivniacute toky nukleonů
N = N0( 1 + Amiddotcosφ + Bmiddotcos(2middotφ))
Relativniacute rapidita YREL = (Y - YPRO2)(YPRO2) YPROJ - rapidita projektilu
Oblast terče YREL -1 Sraacutežkovaacute oblast YREL 0 Oblast projektilu YREL +1
A - velikost asymetriiacute v rovině sraacutežky B - velikost asymetriiacute kolmo na ni (eliptickyacute tok)
A lt 0 B = 0 A = 0 B lt 0 A gt 0 B = 0
Odtlačeniacute nukleonů bdquobounce offldquo v rovině sraacutežky
Vystřiacuteknutiacute bdquosqueeze outldquo kolmona rovinu sraacutežky
Experimentaacutelniacute data - zaacutevislost velikosti kolektivniacuteho toku na počtu nukleonů - v souladu s hydrodynamickyacutemi modely
Zaacutevislost kolektivniacutech toků na rapiditě (původu nukleonů)
terčovaacute oblast sraacutežkovaacute oblast terčovaacute oblast sraacutežkovaacute oblast
Aplikace v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu -rozptyl kanaacutelovaacuteniacute reakce iontů
Tandetrom 4130 MC v UacuteJF AVČR využiacutevanyacute v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu ndash od H až po Au energie stovky keV a desiacutetky MeV
Využitiacute iontů pro modifikaci a zkoumaacuteniacute struktury povrchovyacutech vrstev pevnyacutech materiaacutelů
Různeacute typy křemiacutekovyacutech polovodičovyacutech detektorů nabityacutech čaacutestic
Využitiacute urychlovačů iontů na relativně niacutezkeacute energie v řaacutedu keV až MeV
Spektrometry nabityacutech jader ndash často polovodičoveacute křemiacutekoveacute detektory
RBS (Rutheford Backscattering Spectroscopy) - spektroskopie nabityacutech čaacutestic zpětně rozptyacutelenyacutech Ruthefordovyacutem rozptylem ndash vrstvy od nm do μm ndash spektroskopie rozptyacutelenyacutech iontů polovodičovyacutemi detektory Změna energie daacutena změnou hybnosti a ionizačniacutemi ztraacutetami ndash zjišťujiacute se profily rozloženiacute přiacuteměsiacute v materiaacutelů ndash těžkaacute jaacutedraRBS channeling ndash kanaacutelovaacuteniacute nabityacutech čaacutestic ndash krystalickeacute struktury ndash určeniacute směrů vyacuteznačnyacutech krystalovyacutech os a přiacuteměsiacute ndash nataacutečeniacute krystaloveacuteho vzorku
ERDA (Elastic Recoil Detection Analysis) ndash detekce atomů vyraženyacutech ionty ndash spiacuteše lehčiacute prvky od vodiacuteku až po dusiacutek ndash lze tak i kontrolovaně měnit vlastnosti povrchů ndash studium obsahu vodiacuteku v polymerech spojeniacute s měřeniacutem doby letu iontů
ERDA
dopadajiacuteciacute iont
rozptyacutelenyacute iont
detektor
RBS
Pružnyacute rozptyl iontů
dopadajiacuteciacute iont
odraženyacute iont
detektor
Reakce iontů s jaacutedryPIGE (Particle Induced Gamma ray Emission)
PIXE ndash (Particle Induced Gamma ray Emission)
Iontovaacute litografie a obraacuteběniacute iontovyacutemi svazky ndash přiacuteprava mikroelektronickyacutech a optoelektronickyacutech komponent a mikroskopickyacutech mechanickyacutech zařiacutezeniacute
Ozubenaacute kolečka vytvořenaacute metodou iontoveacute litografie ve fotorezistu
Iontovaacute implantace ndash modifikace povrchovyacutech vrstev materiaacutelů
Modifikace a opracovaacuteniacute materiaacutelů
AMS ndash urychlovačovaacute hmotnostniacute spektroskopie ndash přiacuteměsi prvků v koncentraciacutech 10-15 ndash často pro uhliacutekoveacute datovaacuteniacute
Iontovaacute mikrosonda ndash velmi uacutezkyacute intenzivniacute svazek iontů ndash použitiacute ndash skenovaacuteniacute povrchů objektů s přesnostiacute v řaacutedu mikrometrů
viz spektroskopie gama
Studium horkeacute a husteacute jaderneacute hmoty pomociacute produkce nabityacutech čaacutestic
Snaha o 4π detektory nabityacutech čaacutestic
Přiacuteklad FOPI spektrometr v GSI Darmstadt
Určeniacute teploty jaderneacute hmoty ndash průběh spektra
Scheacutema FOPI spektrometru
Zobrazeniacute přiacutepadu zaznamenaneacuteho FOPI spektrometrem
spektrometr nabityacutech čaacutestic FOPI
Sraacutežky relativistickyacutech těžkyacutech iontů rarrvelkyacute počet produkovanyacutech nabityacutech čaacutestic
Určeniacute tlaku ndash kolektivniacute toky čaacutestic
Určeniacutestavoveacute rovnice jaderneacute hmoty
2y
2x
2222T ppcmcm Zavedli jsme přiacutečnou hmotnost mT
a rapiditu y
z
z
pcE
pcE
ln2
1y a tedy
cos1
cos1ln
2
1
cosmvmc
cosmvmcln
2
1y
Oblast terče YREL -1 Sraacutežkovaacute oblast YREL 0 Oblast projektilu YREL +1
Relativniacute rapidita YREL = (Y - YPRO2)(YPRO2) YPROJ - rapidita projektilu
Identifikace nabityacutech čaacutesticSpektra nabityacutech čaacutestic (Ni+Ni a Au+Au experimenty energie svazku 1 GeVA)
Two Arm Photon Spectrometer
Detekce kromě gama i nabiteacute čaacutestice
384 BaF2 detektorůs plastikovyacutem vetem -- rozlišeniacute neutraacutelniacutech a nabityacutech čaacutestic
součinost s TOF stěnou z plastiku
- charakteristika sraacutežky
Energie svazku 10 MeV - 200 GeV (GSI Darmstadt KVI GroningenGANIL Caen CERN)
Kolektivniacute toky nukleonů
N = N0( 1 + Amiddotcosφ + Bmiddotcos(2middotφ))
Relativniacute rapidita YREL = (Y - YPRO2)(YPRO2) YPROJ - rapidita projektilu
Oblast terče YREL -1 Sraacutežkovaacute oblast YREL 0 Oblast projektilu YREL +1
A - velikost asymetriiacute v rovině sraacutežky B - velikost asymetriiacute kolmo na ni (eliptickyacute tok)
A lt 0 B = 0 A = 0 B lt 0 A gt 0 B = 0
Odtlačeniacute nukleonů bdquobounce offldquo v rovině sraacutežky
Vystřiacuteknutiacute bdquosqueeze outldquo kolmona rovinu sraacutežky
Experimentaacutelniacute data - zaacutevislost velikosti kolektivniacuteho toku na počtu nukleonů - v souladu s hydrodynamickyacutemi modely
Zaacutevislost kolektivniacutech toků na rapiditě (původu nukleonů)
terčovaacute oblast sraacutežkovaacute oblast terčovaacute oblast sraacutežkovaacute oblast
Aplikace v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu -rozptyl kanaacutelovaacuteniacute reakce iontů
Tandetrom 4130 MC v UacuteJF AVČR využiacutevanyacute v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu ndash od H až po Au energie stovky keV a desiacutetky MeV
Využitiacute iontů pro modifikaci a zkoumaacuteniacute struktury povrchovyacutech vrstev pevnyacutech materiaacutelů
Různeacute typy křemiacutekovyacutech polovodičovyacutech detektorů nabityacutech čaacutestic
Využitiacute urychlovačů iontů na relativně niacutezkeacute energie v řaacutedu keV až MeV
Spektrometry nabityacutech jader ndash často polovodičoveacute křemiacutekoveacute detektory
RBS (Rutheford Backscattering Spectroscopy) - spektroskopie nabityacutech čaacutestic zpětně rozptyacutelenyacutech Ruthefordovyacutem rozptylem ndash vrstvy od nm do μm ndash spektroskopie rozptyacutelenyacutech iontů polovodičovyacutemi detektory Změna energie daacutena změnou hybnosti a ionizačniacutemi ztraacutetami ndash zjišťujiacute se profily rozloženiacute přiacuteměsiacute v materiaacutelů ndash těžkaacute jaacutedraRBS channeling ndash kanaacutelovaacuteniacute nabityacutech čaacutestic ndash krystalickeacute struktury ndash určeniacute směrů vyacuteznačnyacutech krystalovyacutech os a přiacuteměsiacute ndash nataacutečeniacute krystaloveacuteho vzorku
ERDA (Elastic Recoil Detection Analysis) ndash detekce atomů vyraženyacutech ionty ndash spiacuteše lehčiacute prvky od vodiacuteku až po dusiacutek ndash lze tak i kontrolovaně měnit vlastnosti povrchů ndash studium obsahu vodiacuteku v polymerech spojeniacute s měřeniacutem doby letu iontů
ERDA
dopadajiacuteciacute iont
rozptyacutelenyacute iont
detektor
RBS
Pružnyacute rozptyl iontů
dopadajiacuteciacute iont
odraženyacute iont
detektor
Reakce iontů s jaacutedryPIGE (Particle Induced Gamma ray Emission)
PIXE ndash (Particle Induced Gamma ray Emission)
Iontovaacute litografie a obraacuteběniacute iontovyacutemi svazky ndash přiacuteprava mikroelektronickyacutech a optoelektronickyacutech komponent a mikroskopickyacutech mechanickyacutech zařiacutezeniacute
Ozubenaacute kolečka vytvořenaacute metodou iontoveacute litografie ve fotorezistu
Iontovaacute implantace ndash modifikace povrchovyacutech vrstev materiaacutelů
Modifikace a opracovaacuteniacute materiaacutelů
AMS ndash urychlovačovaacute hmotnostniacute spektroskopie ndash přiacuteměsi prvků v koncentraciacutech 10-15 ndash často pro uhliacutekoveacute datovaacuteniacute
Iontovaacute mikrosonda ndash velmi uacutezkyacute intenzivniacute svazek iontů ndash použitiacute ndash skenovaacuteniacute povrchů objektů s přesnostiacute v řaacutedu mikrometrů
viz spektroskopie gama
2y
2x
2222T ppcmcm Zavedli jsme přiacutečnou hmotnost mT
a rapiditu y
z
z
pcE
pcE
ln2
1y a tedy
cos1
cos1ln
2
1
cosmvmc
cosmvmcln
2
1y
Oblast terče YREL -1 Sraacutežkovaacute oblast YREL 0 Oblast projektilu YREL +1
Relativniacute rapidita YREL = (Y - YPRO2)(YPRO2) YPROJ - rapidita projektilu
Identifikace nabityacutech čaacutesticSpektra nabityacutech čaacutestic (Ni+Ni a Au+Au experimenty energie svazku 1 GeVA)
Two Arm Photon Spectrometer
Detekce kromě gama i nabiteacute čaacutestice
384 BaF2 detektorůs plastikovyacutem vetem -- rozlišeniacute neutraacutelniacutech a nabityacutech čaacutestic
součinost s TOF stěnou z plastiku
- charakteristika sraacutežky
Energie svazku 10 MeV - 200 GeV (GSI Darmstadt KVI GroningenGANIL Caen CERN)
Kolektivniacute toky nukleonů
N = N0( 1 + Amiddotcosφ + Bmiddotcos(2middotφ))
Relativniacute rapidita YREL = (Y - YPRO2)(YPRO2) YPROJ - rapidita projektilu
Oblast terče YREL -1 Sraacutežkovaacute oblast YREL 0 Oblast projektilu YREL +1
A - velikost asymetriiacute v rovině sraacutežky B - velikost asymetriiacute kolmo na ni (eliptickyacute tok)
A lt 0 B = 0 A = 0 B lt 0 A gt 0 B = 0
Odtlačeniacute nukleonů bdquobounce offldquo v rovině sraacutežky
Vystřiacuteknutiacute bdquosqueeze outldquo kolmona rovinu sraacutežky
Experimentaacutelniacute data - zaacutevislost velikosti kolektivniacuteho toku na počtu nukleonů - v souladu s hydrodynamickyacutemi modely
Zaacutevislost kolektivniacutech toků na rapiditě (původu nukleonů)
terčovaacute oblast sraacutežkovaacute oblast terčovaacute oblast sraacutežkovaacute oblast
Aplikace v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu -rozptyl kanaacutelovaacuteniacute reakce iontů
Tandetrom 4130 MC v UacuteJF AVČR využiacutevanyacute v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu ndash od H až po Au energie stovky keV a desiacutetky MeV
Využitiacute iontů pro modifikaci a zkoumaacuteniacute struktury povrchovyacutech vrstev pevnyacutech materiaacutelů
Různeacute typy křemiacutekovyacutech polovodičovyacutech detektorů nabityacutech čaacutestic
Využitiacute urychlovačů iontů na relativně niacutezkeacute energie v řaacutedu keV až MeV
Spektrometry nabityacutech jader ndash často polovodičoveacute křemiacutekoveacute detektory
RBS (Rutheford Backscattering Spectroscopy) - spektroskopie nabityacutech čaacutestic zpětně rozptyacutelenyacutech Ruthefordovyacutem rozptylem ndash vrstvy od nm do μm ndash spektroskopie rozptyacutelenyacutech iontů polovodičovyacutemi detektory Změna energie daacutena změnou hybnosti a ionizačniacutemi ztraacutetami ndash zjišťujiacute se profily rozloženiacute přiacuteměsiacute v materiaacutelů ndash těžkaacute jaacutedraRBS channeling ndash kanaacutelovaacuteniacute nabityacutech čaacutestic ndash krystalickeacute struktury ndash určeniacute směrů vyacuteznačnyacutech krystalovyacutech os a přiacuteměsiacute ndash nataacutečeniacute krystaloveacuteho vzorku
ERDA (Elastic Recoil Detection Analysis) ndash detekce atomů vyraženyacutech ionty ndash spiacuteše lehčiacute prvky od vodiacuteku až po dusiacutek ndash lze tak i kontrolovaně měnit vlastnosti povrchů ndash studium obsahu vodiacuteku v polymerech spojeniacute s měřeniacutem doby letu iontů
ERDA
dopadajiacuteciacute iont
rozptyacutelenyacute iont
detektor
RBS
Pružnyacute rozptyl iontů
dopadajiacuteciacute iont
odraženyacute iont
detektor
Reakce iontů s jaacutedryPIGE (Particle Induced Gamma ray Emission)
PIXE ndash (Particle Induced Gamma ray Emission)
Iontovaacute litografie a obraacuteběniacute iontovyacutemi svazky ndash přiacuteprava mikroelektronickyacutech a optoelektronickyacutech komponent a mikroskopickyacutech mechanickyacutech zařiacutezeniacute
Ozubenaacute kolečka vytvořenaacute metodou iontoveacute litografie ve fotorezistu
Iontovaacute implantace ndash modifikace povrchovyacutech vrstev materiaacutelů
Modifikace a opracovaacuteniacute materiaacutelů
AMS ndash urychlovačovaacute hmotnostniacute spektroskopie ndash přiacuteměsi prvků v koncentraciacutech 10-15 ndash často pro uhliacutekoveacute datovaacuteniacute
Iontovaacute mikrosonda ndash velmi uacutezkyacute intenzivniacute svazek iontů ndash použitiacute ndash skenovaacuteniacute povrchů objektů s přesnostiacute v řaacutedu mikrometrů
viz spektroskopie gama
Two Arm Photon Spectrometer
Detekce kromě gama i nabiteacute čaacutestice
384 BaF2 detektorůs plastikovyacutem vetem -- rozlišeniacute neutraacutelniacutech a nabityacutech čaacutestic
součinost s TOF stěnou z plastiku
- charakteristika sraacutežky
Energie svazku 10 MeV - 200 GeV (GSI Darmstadt KVI GroningenGANIL Caen CERN)
Kolektivniacute toky nukleonů
N = N0( 1 + Amiddotcosφ + Bmiddotcos(2middotφ))
Relativniacute rapidita YREL = (Y - YPRO2)(YPRO2) YPROJ - rapidita projektilu
Oblast terče YREL -1 Sraacutežkovaacute oblast YREL 0 Oblast projektilu YREL +1
A - velikost asymetriiacute v rovině sraacutežky B - velikost asymetriiacute kolmo na ni (eliptickyacute tok)
A lt 0 B = 0 A = 0 B lt 0 A gt 0 B = 0
Odtlačeniacute nukleonů bdquobounce offldquo v rovině sraacutežky
Vystřiacuteknutiacute bdquosqueeze outldquo kolmona rovinu sraacutežky
Experimentaacutelniacute data - zaacutevislost velikosti kolektivniacuteho toku na počtu nukleonů - v souladu s hydrodynamickyacutemi modely
Zaacutevislost kolektivniacutech toků na rapiditě (původu nukleonů)
terčovaacute oblast sraacutežkovaacute oblast terčovaacute oblast sraacutežkovaacute oblast
Aplikace v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu -rozptyl kanaacutelovaacuteniacute reakce iontů
Tandetrom 4130 MC v UacuteJF AVČR využiacutevanyacute v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu ndash od H až po Au energie stovky keV a desiacutetky MeV
Využitiacute iontů pro modifikaci a zkoumaacuteniacute struktury povrchovyacutech vrstev pevnyacutech materiaacutelů
Různeacute typy křemiacutekovyacutech polovodičovyacutech detektorů nabityacutech čaacutestic
Využitiacute urychlovačů iontů na relativně niacutezkeacute energie v řaacutedu keV až MeV
Spektrometry nabityacutech jader ndash často polovodičoveacute křemiacutekoveacute detektory
RBS (Rutheford Backscattering Spectroscopy) - spektroskopie nabityacutech čaacutestic zpětně rozptyacutelenyacutech Ruthefordovyacutem rozptylem ndash vrstvy od nm do μm ndash spektroskopie rozptyacutelenyacutech iontů polovodičovyacutemi detektory Změna energie daacutena změnou hybnosti a ionizačniacutemi ztraacutetami ndash zjišťujiacute se profily rozloženiacute přiacuteměsiacute v materiaacutelů ndash těžkaacute jaacutedraRBS channeling ndash kanaacutelovaacuteniacute nabityacutech čaacutestic ndash krystalickeacute struktury ndash určeniacute směrů vyacuteznačnyacutech krystalovyacutech os a přiacuteměsiacute ndash nataacutečeniacute krystaloveacuteho vzorku
ERDA (Elastic Recoil Detection Analysis) ndash detekce atomů vyraženyacutech ionty ndash spiacuteše lehčiacute prvky od vodiacuteku až po dusiacutek ndash lze tak i kontrolovaně měnit vlastnosti povrchů ndash studium obsahu vodiacuteku v polymerech spojeniacute s měřeniacutem doby letu iontů
ERDA
dopadajiacuteciacute iont
rozptyacutelenyacute iont
detektor
RBS
Pružnyacute rozptyl iontů
dopadajiacuteciacute iont
odraženyacute iont
detektor
Reakce iontů s jaacutedryPIGE (Particle Induced Gamma ray Emission)
PIXE ndash (Particle Induced Gamma ray Emission)
Iontovaacute litografie a obraacuteběniacute iontovyacutemi svazky ndash přiacuteprava mikroelektronickyacutech a optoelektronickyacutech komponent a mikroskopickyacutech mechanickyacutech zařiacutezeniacute
Ozubenaacute kolečka vytvořenaacute metodou iontoveacute litografie ve fotorezistu
Iontovaacute implantace ndash modifikace povrchovyacutech vrstev materiaacutelů
Modifikace a opracovaacuteniacute materiaacutelů
AMS ndash urychlovačovaacute hmotnostniacute spektroskopie ndash přiacuteměsi prvků v koncentraciacutech 10-15 ndash často pro uhliacutekoveacute datovaacuteniacute
Iontovaacute mikrosonda ndash velmi uacutezkyacute intenzivniacute svazek iontů ndash použitiacute ndash skenovaacuteniacute povrchů objektů s přesnostiacute v řaacutedu mikrometrů
viz spektroskopie gama
Kolektivniacute toky nukleonů
N = N0( 1 + Amiddotcosφ + Bmiddotcos(2middotφ))
Relativniacute rapidita YREL = (Y - YPRO2)(YPRO2) YPROJ - rapidita projektilu
Oblast terče YREL -1 Sraacutežkovaacute oblast YREL 0 Oblast projektilu YREL +1
A - velikost asymetriiacute v rovině sraacutežky B - velikost asymetriiacute kolmo na ni (eliptickyacute tok)
A lt 0 B = 0 A = 0 B lt 0 A gt 0 B = 0
Odtlačeniacute nukleonů bdquobounce offldquo v rovině sraacutežky
Vystřiacuteknutiacute bdquosqueeze outldquo kolmona rovinu sraacutežky
Experimentaacutelniacute data - zaacutevislost velikosti kolektivniacuteho toku na počtu nukleonů - v souladu s hydrodynamickyacutemi modely
Zaacutevislost kolektivniacutech toků na rapiditě (původu nukleonů)
terčovaacute oblast sraacutežkovaacute oblast terčovaacute oblast sraacutežkovaacute oblast
Aplikace v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu -rozptyl kanaacutelovaacuteniacute reakce iontů
Tandetrom 4130 MC v UacuteJF AVČR využiacutevanyacute v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu ndash od H až po Au energie stovky keV a desiacutetky MeV
Využitiacute iontů pro modifikaci a zkoumaacuteniacute struktury povrchovyacutech vrstev pevnyacutech materiaacutelů
Různeacute typy křemiacutekovyacutech polovodičovyacutech detektorů nabityacutech čaacutestic
Využitiacute urychlovačů iontů na relativně niacutezkeacute energie v řaacutedu keV až MeV
Spektrometry nabityacutech jader ndash často polovodičoveacute křemiacutekoveacute detektory
RBS (Rutheford Backscattering Spectroscopy) - spektroskopie nabityacutech čaacutestic zpětně rozptyacutelenyacutech Ruthefordovyacutem rozptylem ndash vrstvy od nm do μm ndash spektroskopie rozptyacutelenyacutech iontů polovodičovyacutemi detektory Změna energie daacutena změnou hybnosti a ionizačniacutemi ztraacutetami ndash zjišťujiacute se profily rozloženiacute přiacuteměsiacute v materiaacutelů ndash těžkaacute jaacutedraRBS channeling ndash kanaacutelovaacuteniacute nabityacutech čaacutestic ndash krystalickeacute struktury ndash určeniacute směrů vyacuteznačnyacutech krystalovyacutech os a přiacuteměsiacute ndash nataacutečeniacute krystaloveacuteho vzorku
ERDA (Elastic Recoil Detection Analysis) ndash detekce atomů vyraženyacutech ionty ndash spiacuteše lehčiacute prvky od vodiacuteku až po dusiacutek ndash lze tak i kontrolovaně měnit vlastnosti povrchů ndash studium obsahu vodiacuteku v polymerech spojeniacute s měřeniacutem doby letu iontů
ERDA
dopadajiacuteciacute iont
rozptyacutelenyacute iont
detektor
RBS
Pružnyacute rozptyl iontů
dopadajiacuteciacute iont
odraženyacute iont
detektor
Reakce iontů s jaacutedryPIGE (Particle Induced Gamma ray Emission)
PIXE ndash (Particle Induced Gamma ray Emission)
Iontovaacute litografie a obraacuteběniacute iontovyacutemi svazky ndash přiacuteprava mikroelektronickyacutech a optoelektronickyacutech komponent a mikroskopickyacutech mechanickyacutech zařiacutezeniacute
Ozubenaacute kolečka vytvořenaacute metodou iontoveacute litografie ve fotorezistu
Iontovaacute implantace ndash modifikace povrchovyacutech vrstev materiaacutelů
Modifikace a opracovaacuteniacute materiaacutelů
AMS ndash urychlovačovaacute hmotnostniacute spektroskopie ndash přiacuteměsi prvků v koncentraciacutech 10-15 ndash často pro uhliacutekoveacute datovaacuteniacute
Iontovaacute mikrosonda ndash velmi uacutezkyacute intenzivniacute svazek iontů ndash použitiacute ndash skenovaacuteniacute povrchů objektů s přesnostiacute v řaacutedu mikrometrů
viz spektroskopie gama
Odtlačeniacute nukleonů bdquobounce offldquo v rovině sraacutežky
Vystřiacuteknutiacute bdquosqueeze outldquo kolmona rovinu sraacutežky
Experimentaacutelniacute data - zaacutevislost velikosti kolektivniacuteho toku na počtu nukleonů - v souladu s hydrodynamickyacutemi modely
Zaacutevislost kolektivniacutech toků na rapiditě (původu nukleonů)
terčovaacute oblast sraacutežkovaacute oblast terčovaacute oblast sraacutežkovaacute oblast
Aplikace v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu -rozptyl kanaacutelovaacuteniacute reakce iontů
Tandetrom 4130 MC v UacuteJF AVČR využiacutevanyacute v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu ndash od H až po Au energie stovky keV a desiacutetky MeV
Využitiacute iontů pro modifikaci a zkoumaacuteniacute struktury povrchovyacutech vrstev pevnyacutech materiaacutelů
Různeacute typy křemiacutekovyacutech polovodičovyacutech detektorů nabityacutech čaacutestic
Využitiacute urychlovačů iontů na relativně niacutezkeacute energie v řaacutedu keV až MeV
Spektrometry nabityacutech jader ndash často polovodičoveacute křemiacutekoveacute detektory
RBS (Rutheford Backscattering Spectroscopy) - spektroskopie nabityacutech čaacutestic zpětně rozptyacutelenyacutech Ruthefordovyacutem rozptylem ndash vrstvy od nm do μm ndash spektroskopie rozptyacutelenyacutech iontů polovodičovyacutemi detektory Změna energie daacutena změnou hybnosti a ionizačniacutemi ztraacutetami ndash zjišťujiacute se profily rozloženiacute přiacuteměsiacute v materiaacutelů ndash těžkaacute jaacutedraRBS channeling ndash kanaacutelovaacuteniacute nabityacutech čaacutestic ndash krystalickeacute struktury ndash určeniacute směrů vyacuteznačnyacutech krystalovyacutech os a přiacuteměsiacute ndash nataacutečeniacute krystaloveacuteho vzorku
ERDA (Elastic Recoil Detection Analysis) ndash detekce atomů vyraženyacutech ionty ndash spiacuteše lehčiacute prvky od vodiacuteku až po dusiacutek ndash lze tak i kontrolovaně měnit vlastnosti povrchů ndash studium obsahu vodiacuteku v polymerech spojeniacute s měřeniacutem doby letu iontů
ERDA
dopadajiacuteciacute iont
rozptyacutelenyacute iont
detektor
RBS
Pružnyacute rozptyl iontů
dopadajiacuteciacute iont
odraženyacute iont
detektor
Reakce iontů s jaacutedryPIGE (Particle Induced Gamma ray Emission)
PIXE ndash (Particle Induced Gamma ray Emission)
Iontovaacute litografie a obraacuteběniacute iontovyacutemi svazky ndash přiacuteprava mikroelektronickyacutech a optoelektronickyacutech komponent a mikroskopickyacutech mechanickyacutech zařiacutezeniacute
Ozubenaacute kolečka vytvořenaacute metodou iontoveacute litografie ve fotorezistu
Iontovaacute implantace ndash modifikace povrchovyacutech vrstev materiaacutelů
Modifikace a opracovaacuteniacute materiaacutelů
AMS ndash urychlovačovaacute hmotnostniacute spektroskopie ndash přiacuteměsi prvků v koncentraciacutech 10-15 ndash často pro uhliacutekoveacute datovaacuteniacute
Iontovaacute mikrosonda ndash velmi uacutezkyacute intenzivniacute svazek iontů ndash použitiacute ndash skenovaacuteniacute povrchů objektů s přesnostiacute v řaacutedu mikrometrů
viz spektroskopie gama
Aplikace v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu -rozptyl kanaacutelovaacuteniacute reakce iontů
Tandetrom 4130 MC v UacuteJF AVČR využiacutevanyacute v materiaacuteloveacutem vyacutezkumu ndash od H až po Au energie stovky keV a desiacutetky MeV
Využitiacute iontů pro modifikaci a zkoumaacuteniacute struktury povrchovyacutech vrstev pevnyacutech materiaacutelů
Různeacute typy křemiacutekovyacutech polovodičovyacutech detektorů nabityacutech čaacutestic
Využitiacute urychlovačů iontů na relativně niacutezkeacute energie v řaacutedu keV až MeV
Spektrometry nabityacutech jader ndash často polovodičoveacute křemiacutekoveacute detektory
RBS (Rutheford Backscattering Spectroscopy) - spektroskopie nabityacutech čaacutestic zpětně rozptyacutelenyacutech Ruthefordovyacutem rozptylem ndash vrstvy od nm do μm ndash spektroskopie rozptyacutelenyacutech iontů polovodičovyacutemi detektory Změna energie daacutena změnou hybnosti a ionizačniacutemi ztraacutetami ndash zjišťujiacute se profily rozloženiacute přiacuteměsiacute v materiaacutelů ndash těžkaacute jaacutedraRBS channeling ndash kanaacutelovaacuteniacute nabityacutech čaacutestic ndash krystalickeacute struktury ndash určeniacute směrů vyacuteznačnyacutech krystalovyacutech os a přiacuteměsiacute ndash nataacutečeniacute krystaloveacuteho vzorku
ERDA (Elastic Recoil Detection Analysis) ndash detekce atomů vyraženyacutech ionty ndash spiacuteše lehčiacute prvky od vodiacuteku až po dusiacutek ndash lze tak i kontrolovaně měnit vlastnosti povrchů ndash studium obsahu vodiacuteku v polymerech spojeniacute s měřeniacutem doby letu iontů
ERDA
dopadajiacuteciacute iont
rozptyacutelenyacute iont
detektor
RBS
Pružnyacute rozptyl iontů
dopadajiacuteciacute iont
odraženyacute iont
detektor
Reakce iontů s jaacutedryPIGE (Particle Induced Gamma ray Emission)
PIXE ndash (Particle Induced Gamma ray Emission)
Iontovaacute litografie a obraacuteběniacute iontovyacutemi svazky ndash přiacuteprava mikroelektronickyacutech a optoelektronickyacutech komponent a mikroskopickyacutech mechanickyacutech zařiacutezeniacute
Ozubenaacute kolečka vytvořenaacute metodou iontoveacute litografie ve fotorezistu
Iontovaacute implantace ndash modifikace povrchovyacutech vrstev materiaacutelů
Modifikace a opracovaacuteniacute materiaacutelů
AMS ndash urychlovačovaacute hmotnostniacute spektroskopie ndash přiacuteměsi prvků v koncentraciacutech 10-15 ndash často pro uhliacutekoveacute datovaacuteniacute
Iontovaacute mikrosonda ndash velmi uacutezkyacute intenzivniacute svazek iontů ndash použitiacute ndash skenovaacuteniacute povrchů objektů s přesnostiacute v řaacutedu mikrometrů
viz spektroskopie gama
RBS (Rutheford Backscattering Spectroscopy) - spektroskopie nabityacutech čaacutestic zpětně rozptyacutelenyacutech Ruthefordovyacutem rozptylem ndash vrstvy od nm do μm ndash spektroskopie rozptyacutelenyacutech iontů polovodičovyacutemi detektory Změna energie daacutena změnou hybnosti a ionizačniacutemi ztraacutetami ndash zjišťujiacute se profily rozloženiacute přiacuteměsiacute v materiaacutelů ndash těžkaacute jaacutedraRBS channeling ndash kanaacutelovaacuteniacute nabityacutech čaacutestic ndash krystalickeacute struktury ndash určeniacute směrů vyacuteznačnyacutech krystalovyacutech os a přiacuteměsiacute ndash nataacutečeniacute krystaloveacuteho vzorku
ERDA (Elastic Recoil Detection Analysis) ndash detekce atomů vyraženyacutech ionty ndash spiacuteše lehčiacute prvky od vodiacuteku až po dusiacutek ndash lze tak i kontrolovaně měnit vlastnosti povrchů ndash studium obsahu vodiacuteku v polymerech spojeniacute s měřeniacutem doby letu iontů
ERDA
dopadajiacuteciacute iont
rozptyacutelenyacute iont
detektor
RBS
Pružnyacute rozptyl iontů
dopadajiacuteciacute iont
odraženyacute iont
detektor
Reakce iontů s jaacutedryPIGE (Particle Induced Gamma ray Emission)
PIXE ndash (Particle Induced Gamma ray Emission)
Iontovaacute litografie a obraacuteběniacute iontovyacutemi svazky ndash přiacuteprava mikroelektronickyacutech a optoelektronickyacutech komponent a mikroskopickyacutech mechanickyacutech zařiacutezeniacute
Ozubenaacute kolečka vytvořenaacute metodou iontoveacute litografie ve fotorezistu
Iontovaacute implantace ndash modifikace povrchovyacutech vrstev materiaacutelů
Modifikace a opracovaacuteniacute materiaacutelů
AMS ndash urychlovačovaacute hmotnostniacute spektroskopie ndash přiacuteměsi prvků v koncentraciacutech 10-15 ndash často pro uhliacutekoveacute datovaacuteniacute
Iontovaacute mikrosonda ndash velmi uacutezkyacute intenzivniacute svazek iontů ndash použitiacute ndash skenovaacuteniacute povrchů objektů s přesnostiacute v řaacutedu mikrometrů
viz spektroskopie gama
Reakce iontů s jaacutedryPIGE (Particle Induced Gamma ray Emission)
PIXE ndash (Particle Induced Gamma ray Emission)
Iontovaacute litografie a obraacuteběniacute iontovyacutemi svazky ndash přiacuteprava mikroelektronickyacutech a optoelektronickyacutech komponent a mikroskopickyacutech mechanickyacutech zařiacutezeniacute
Ozubenaacute kolečka vytvořenaacute metodou iontoveacute litografie ve fotorezistu
Iontovaacute implantace ndash modifikace povrchovyacutech vrstev materiaacutelů
Modifikace a opracovaacuteniacute materiaacutelů
AMS ndash urychlovačovaacute hmotnostniacute spektroskopie ndash přiacuteměsi prvků v koncentraciacutech 10-15 ndash často pro uhliacutekoveacute datovaacuteniacute
Iontovaacute mikrosonda ndash velmi uacutezkyacute intenzivniacute svazek iontů ndash použitiacute ndash skenovaacuteniacute povrchů objektů s přesnostiacute v řaacutedu mikrometrů
viz spektroskopie gama
