Группа физики экзотических ядер руководитель Селиверстов Д.М. 1В.н.с., д.ф.-м.н Лепехин Ф.Г. 2В.н.с., д.ф.-м.н Новиков Ю.Н. 3С.н.с., к.ф.-м.н Андроненко. - презентация

1 Группа физики экзотических ядер руководитель Селиверстов Д.М. 1В.н.с., д.ф.-м.н Лепехин Ф.Г. 2В.н.с., д.ф.-м.н Новиков Ю.Н. 3С.н.с., к.ф.-м.н Андроненко Л.Н. 4И.о.с.н.с., к.ф.-м.н Андроненко М.Н. 5С.н.с., к.ф.-м.н Батист Л.Х. 6С.н.с., к.ф.-м.н Попов А.В. 7С.н.с., к.ф.-м.н Тихонов В.И. 8В.н.с., к.ф.-м.н Карлин Д.Л. 0,5 9Н.с., к.ф.-м.н Воробьев Г.К. 10Н.с. Гусев Ю.И. 11М.н.с., PhD Елисеев С.А. 12Вед. инж. Гусельников В.С. 13Вед. инж. Герценштейн В.Я. 0,5 14Вед. инж. Конева Т.В. 15Вед. инж. Капустин В.К. 0,5 16Вед. инж. Лазарев В.И. 17Вед. инж. Лысенко В.В. 18Вед. инж., к.ф.-м.н Малов Ю.А. 0,5 19М.н.с. Якорев Д.О. 20Инж. 1 к. Ткач Л.Н. 21Техник Жидков М.В. 0,5 22Слесарь м/сб. р. Иванов В.В.

2 Направления I. Измерение масс ядер в GSI. Ю.Н. Новиков, Г.К. Воробьев, С.А. Елисеев 2. Эксперименты на ускорителе К-130 в Ювяскюля, Финляндия Ю.Н. Новиков, А.В. Попов, Л.Х. Батист, Г.К. Воробьев, С.А. Елисеев 3. Исследование свойств ядер вблизи дважды магического 100 Sn, GSI. Л.Х. Батист 4. Разработка методов инкапсулирования ядерных отходов (Проект МНТЦ 2391) Ю.Н. Новиков, В.И. Тихонов, В.С. Гусельников, Ю.И. Гусев, Т.В.Конева, В.К. Капустин, 5. Фрагментация ядер Л.Н. Андроненко, М.Н. Андроненко 6. Магнитно и радиационно-стойкий ФЭУ для экспериментов на LHC при 6.5 Д.М. Селиверстов, Ю.И. Гусев, НПО «Электрон» 7. Протонная терапия Д.Л. Карлин, В.В. Лысенко, В.Я. Герценштейн, М.В. Жидков, Ю.А. Малов

3

4 Сотрудничество ГСИ (SHIPTRAP) – ПИЯФ (ГЭЯ) Разрешение изобарРазрешение изомера Первые измерения масс нуклидов на установке SHIPTRAP (2005) (погрешность всех измерений масс < 10 кэВ) 750 кэВ 4 МэВ

5 Эксперименты на ускорителе К-130 Ювяскюля, Финляндия Ю.Н. Новиков, А.В. Попов, Л.Х. Батист, Г.К. Воробьев, С.А. Елисеев Подписано соглашение о продлении научного сотрудничества на гг. Продолжены измерения свойств ядер на пути астрофизического rp- процесса в области масс А= Развитие техники IGISOL камеры для уменьшения времени выхода продуктов реакции. Измерение масс ядер на установке IGISOL JYFLTRAP Y, Zr, 87Nb, 86Mo. Эксперимент начат в декабре гг. Измерение масс ядер в районе Pb JYFLTRAP – 2006 г.

6 ПИЯФ-JYFL 2005 Методика формирования пучков радиоактивных ионов Мишень - газовая ловушка – сепаратор Оптимизация газовых потоков и транспорта ионов Эвакуация ионов из газовой ячейки электрическим полем в присутствии ионизирующего излучения. Спектроскопия нейтронодефицитных нуклидов в области 35

7 Оптимизация газовых потоков тормозная ячейка rf-секступоль Мишень - газовая ловушка Теневой метод Сканирующие мишень и деградер с газовым охлаждением Транспорт ионов с помощью rf- секступоля Возможность лазерной ионизации

8 Эвакуация ионов из газовой ячейки электрическим полем в присутствии ионизирующего излучения. Временное поведение регистрируемых ионов 58 Ni Распределение потенциала в газовой ячейке Без зарядовой компенсации С зарядовой компенсацией

9 Закончены эксперименты на масс сепараторе GSI по теме Исследование бета распада ядер близких к олову-100 В текущем году: Опубликованы или представлены для печати результаты исследований изотопов олова с массовыми числами А=101, 102, 103, 104 и 105. Для этих изотопов впервые измерены энергетические распределения силы бета перехода. Полученные данные позволяют построить систематику вероятностей и энергий переходов Гамова-Теллера g9/2 g7/2. Для изотопов с массовыми числами впервые исследованы схемы распада низколежащих уровней дочерних изотопов индия. Обработаны и опубликованы данные исследований протонной радиоактивности и посланы в печать данные по двух протонной радиоактивности высоко-спинового изомера (21 + ) 94 Ag. Особенности нового источника двух протонной активности: Z- нечётное ядро ( из-за спаривания ожидался 2-р распад Z-чётных ядер) t 1/2 =0.39 s г. 2-p 45 Fe распад - t 1/2 =1.75 mc, 2005 г. 48 Ni t 1/2 =1.75 mc сравнимые интенсивности одно и двух-протонного распадов

10 some noteworthy features of (21 + ) spin-trap isomer in 94 Ag The highest spin and excitation energy ever observed for β- decaying nuclei Beta delayed proton decay Proton and two-proton radioactivity Proton Radioactivity of the (21 + ) High-Spin Isomer in 94 Ag p p 94 Ag 47 2p s E (MeV) s 94 Pd >37/ Rh Pd 93 p 1.9(5)% ms βpβp 92 Rh 0.5(3)% 2p 47

11 Закончены эксперименты по иссдедованию переходов Гамова-Теллера (πg9/2νg7/2) 94 Ag 95 Ag 96 Ag 97 Ag 98 Ag 99 Ag 100 Ag 100 In 102 In 103 In 104 In 105 In 101 In 100 Sn 101 Sn 102 Sn 103 Sn 104 Sn 105 Sn 106 Sn 94 Pd 94 Rh 99 In N опубликовано гототовится к публикации

12 GAMOW-TELLER TRANSITIONS NEAR 100 Sn program is finished β +,EC Sn(p,n) g7/2 d5/2 N=50 g9/2 g7/2 d5/2 Z=50 g9/2 p n energies of πg9/2νg7/2 excitations. comparison with (p,n) data

13 Проект МНТЦ 2391 Разработка методов инкапсулирования долгоживущих ядерных отходов в углеродные матрицы для их хранения и трансмутации Ю.Н. Новиков, В.И. Тихонов, В.С. Гусельников, В.К. Капустин, Ю.И. Гусев Участники со стороны России: ПИЯФ РАН. Руководитель проекта Ю.Н. Новиков Радиевый институт имени В.Г. Хлопина Институт высокомолекулярных соединений РАН Синтез органических матриц с введением в них исследуемых радионуклидов и их радиоизотопных или химических аналогов. Отработка и выбор оптимальных режимов синтеза и карбонизации. Подготовка серии образцов для проведения испытаний по выщелачиванию радионуклидов из полученных углеродных матриц. Определение методик анализа для определения коэфициентов выщелачивания. Исследование выщелачиваемости инкапсулированных радионуклидов I, Tc, Am. Исследование возможности трансмутации радионуклидов, инкапсулированных в органические матрицы. Главной задачей предлагаемого проекта является определение оптимальных параметров проведения операций по иммобилизации наиболее опасных долгоживущих радионуклидов 99 Tc, 129 I, 241 Am в углеродные матрицы для их долговременного хранения/захоронения и трансмутации, а также подготовка рекомендаций для практического использования выбранной технологии.

14 Разработка способов внедрения в углеродные матрицы долгоживущих р/а нуклидов технеция, йода и трансплутониевых элементов ("мinor actinides"). Исследование удержания этих радионуклидов в матрице при воздействии различных факторов: температуры, воды, нейтронного и радиационного облучения и т.д. Пиролиз при температуре о С комплексных металлорганических соединений (дифталоцианинов металлов). Главной особенностью является возможность трансмутации без какой-либо химической переработки. Пилотные испатания: Термохимический анализ: Европий не выделяется из матрицы при нагревании до температуры о С Выщелачивание: доля радиоизотопа, вымывемого водой за сутки из единицы веса матрицы, приведённого к единице поверхности, составлеет не более 3· г/см 2 ·сутки. Эта величина удовлетворяет всем требованиям национальных и международных стандартов. Разработан способ внедрения йода в углеродную матрицу путем пиролиза дифталоцианина под давлением в присутствии паров йода. Эффективность внедрения йода в матрицу – % Полученные результаты позволяют рассчитывать на успешное решение поставленной в проекте задачи

15 В 2005 г. в рамках коллаборации NSCL MSU и HEPD PNPI по исследованию изоспиновой зависимости выходов продуктов реакций фрагментации и глубоконеупругих передач на фрагмент-сепараторе NSCL A1900 был выполнен цикл экспериментов по фрагментации пучка 48 Ca на мишенях 9 Be и 181 Ta. При подготовке и во время экспериментов решались задачи, связанные с определением трансмиссии, зарядовыми состояниями и мониторированием пучка, подбором оптимального сканирования по магнитной жесткости и др. Наряду с проведением экспериментов продолжалась обработка данных, полученныхв 2004 г. в экспериментах по образованию редких изотопов при взаимодействии пучков 86 Kr и 40 Ca с энергией 140 МэВ/нуклон с вышеупомянутыми мишенями, первые результаты которых были доложены на 55-й международной конференции Frontiers in Nuclear Physics в Петергофе. Сравнение изотопных распределений ряда продуктов с Z=9-16 образовавшихся при фрагментации пучков 40Ca и 48Сф на 9Be Исследование изоспиновой зависимости в реакциях расщепления ядер Эксперименты в Циклотронной лаб. Мичиганского Университета Коллаборация: лаб. HiRa(NSCL MSU, США), М. Андроненко и Л. Андроненко

16 1000 MeV proton beam of PNPI synchrocyclotron is used for the stereotaxic proton therapy of different head brain diseases. The advantage of high energy beam is low scattering of protons in the irradiated tissue. This factor allows to form the dose field with high edge gradients (20%/mm) that is especially important for the irradiation of the intra-cranium targets placed in immediate proximity to the life critical parts of the brain. Sufficient accuracy of positioning of the mm diameter proton beam at the isodose centre and two-dimensional rotation technique of the irradiation provide a very high ratio of the dose in the irradiation zone to the dose at the object's surface equal to 200:1. The absorbed doses are up to Gy patients have been treated during last 30 years, 23 patients during At present time the feasibility study is in progress with the goal to create a proton therapy on Bragg peak by means of the moderation of 1000 MeV proton beam by degrader down to 200 MeV, energy required for radiotherapy of deep seated tumors. Комплекс протонной терапии ПИЯФ в 2005 году

17 Контроль параметров пучка в зале облучения 2 пары проволочных камер 128×128 мм Профили пучка в процессе облучения РС-интерфейс

18 Профиль пучка в изоцентре 2D-профиль в изоцентре (FWHM 5,8*5,9 мм) Вертикалны й профиль Горизонтальн ый профиль измерительная система

19 2 пропорциональные камеры в токовом режиме Распределение дозы за время облучения Мониторинг дозы

20 Данные протонной стереотаксической терапии на СЦ ПИЯФ в 2005 году ДиагнозКол-во Рак молочной железы8 Рак предстательной железы4 Аденома гипофиза4 Артериально-венозная аневризма7 Итого23

21 Radiation Hard Photodetectors on the base of Fine–Mesh Phototubes for the Operation in the Very Forward Rapidity Range in Calorimetric Experiments at the LHC. Y. Gusev*, A. Kuznetsov**, V. Lukianov***, G. Mamaeva***, Y. Mousienko**, S. Reucroft**, D. Seliverstov*, L. Shusterman***, J. Swain** *Petersburg Nuclear Physics Institute ** Department of Physics, Notheastern University, Boston ***Central Research Institute Electron Relative transmittance for gamma doses 50kGy and 100kGy and neutron fluence of n/cm 2

22 Список выступлений сотрудников ГФЭЯ на международных конференциях 1. Yu. N. Novikov Recent achievements and future mass measurements in Storage Rings STORI-05 Intern, Conference on Nuclear Physics at Storage Rings in Bonn, May 23-26,2005 Proceedings, FZ-Juelich, v.30, p 201 (2005) 2. Yu. N. Novikov Mass measurements at the Storage Rings at GSI Frontiers in the Physics of Nucleous, Sc.Petergof, June 28-July 1, 2005 Abstracts, p Yu. N. Novikov Future of mass and half-life measurements in Storage Rings (Project ILIMA at FAIR) Third Sandanski Coordination Meeting on Nuclear Science, Albena, Sept , Abstracts, p D.M. Seliverstov 1000 MeV Proton beam therapy facility at Petersburg Nuclear Physics Institute Synchrocyclotron 19 Nuclear Physics Divisional Conference: New trends in Nuclear Physics application and technology Pavia, Italy, September 2005 Abstracts, p. 5. L.N. Andronenko Fragmentation cross section measurements Frontiers in the Physics of Nucleous, Peterhof, June 2005

23 Список публикаций ГФЭЯ за 2005 г. 1. A. Kankainen, Yu. N. Novikov, A.V. Popov, S.A. Eliseev, G.K. Vorobjev, D.M. Seliverstov et. al. Isotopes of astrophysical interest in neutron-deficient nuclei at masses A=81,85 and 86. Euro Phys. J. A 25, (2005) 2. O. Kavatsyuk, M. Kavatsyuk, L. Batist, et. al., Beta decay studies near 100 Sn, beta decay spectroscopy of 103,105 Sn. Euro Phys. J A 25, 211 (2005) 3. Janas Z., Batist L. et. al., Lifetimes of proton unstable states in 113I measured by the particle-X-ray coincidence technique Euro Phys. J A 24, 205 (2005) 4. Janas Z., Batist L. et. al., Total absorption spectroscopy of the -delayed proton emitter 117Ba Euro Phys. J A 23, 401 (2005) 5. Janas Z., Mazzocchi C., Batist L. et. al., Measurements of 110Xe and 106Te decay half-lives Euro Phys. J A 23, (2005) 6. Gadea A., Lenzi S.M., Batist L. et. al., Hindered E4 decay of the 12+ yrast trap in 52Fe Phys. Lett. B 619, Yu.A. Litvinov, Yu. Novikov et. al., Mass measurement of cooled neutron-deficient bismuth projectile fragments with time-resolved Schottky mass spectrometry at the FRS-ESR facility Nucl. Phys., A 756, 3 (2005) 8. M. Matoš, Yu.N. Novikov et. al., Direct mass measurements of short-lived neutron-rich fission fragments at the FRS-ESR facility at GSI Proc. EXON-04 conf., Sci. Wordl, K. Perejarvi, A. Popov et. al., New ion-guide for the production of beams of neutron-rich nuclei between Z=20-28 Nucl. Instr. and Meth. Phys. Res A 546 (2005), p M. N. Andronenko, L. N. Andronenko et. al., Mass dependence of nuclear isotope temperature for binary and ternary fission Preprint PNPI, Gatchina, 2005, 21p 11. Yu. I. Gusev, V.N. lukianov, G.A. Mamaeva, F.V. Moroz, D.M. Seliverstov, D.O.Yakore Ageing of the Photodetectors for the CMS Endcap Electromagnetic Calorimeter Preprinr PNPI-2597, Gatchina, 2005, 16p