Kierunki badań
Zastosowanie eksperymentalnych metod fizyki jądrowej
Pracownia separacji izotopów
WIGISOL: Warsaw Ion Guide Separator On-Line
Ostatnio prowadzimy (wspólnie z Zakładem Spektroskopii Jądrowej: http://zsjlin.igf.fuw.edu.pl/) prace związane z instalacją separatora izotopów na wiązce ciężkich jonów warszawskiego cyklotronu U200. Jest to tzw. układ WIGISOL (Warsaw Ion Guide Isotope Separator On-Line) składający się z separatora izotopów i szczególnego typu źródła jonów („ion guide”), za pomocą którego można wytwarzać i wprowadzać do separatora jony praktycznie dowolnych pierwiastków niezależnie od ich własności fizyko-chemicznych i ich czasów życia. W szczególności możliwe jest wytwarzanie i analiza izotopów trudnotopliwych pierwiastków o bardzo krótkich, rzędu milisekund, czasach życia.
Układ WIGISOL zainstalowany na wiązce ciężkich jonów pozwala:
- rozdzielać różne nuklidy produkowane w reakcjach z ciężkimi jonami - zwykle kilka różnych nuklidów, stąd konieczność ich separacji;
- badać własności krótkożyciowych jąder leżących daleko od ścieżki jąder trwałych - jest to bardzo aktualna tematyka;
- badać własności samego źródła jonów (komory gazowej) tj. procesy wytwarzania jonów radioaktywnych izotopów, czyli formowania tzw. wiązek radioaktywnych, które ostatnio znajdują coraz szersze zastosowanie w badaniach jąder dalekich od ścieżki jąder trwałych.
Zwróćmy uwagę, że zwykle inne stany wzbudzają się w reakcjach jądrowych, inne zaś w rozpadach beta lub alfa. Tak więc, wykorzystując separator oraz współpracujące z nim systemy detekcyjne, mamy możliwość uzyskania uzupełniającej i informacji w porównaniu z tą otrzymaną za pomocą układu OSIRIS.
Pracownia wyposażona jest także w elektromagnetyczny separator izotopów UWIS, który służy do rozdzielania i uzyskiwania rozdzielonych izotopów trwałych różnych pierwiastków. Za pomocą separatora izotopów możemy uzyskiwać izotopy praktycznie wszystkich pierwiastków występujących w przyrodzie. Pozwala na to z jednej strony duża zdolność rozdzielcza separatora (M/ΔM = 400), a z drugiej strony zastosowanie uniwersalnego źródła jonów mogącego wytwarzać nie tylko jony pierwiastków gazowych, ale również trudnotopliwych np. żelaza, boru, neodymu.
Separator izotopów można również potraktować jako akcelerator ciężkich jonów bardzo niskich energii (do 60keV) i przeprowadzać implantacje (domieszkowanie) różnych jonów w kryształy, badając następnie wpływ domieszek na własności tych kryształów. W ten sposób np. stosujemy domieszkowanie atomów boru i fosforu w kryształy krzemu przy produkcji półprzewodnikowych detektorów cząstek naładowanych.
Logo Ion Catcher
Wiele prac dotyczących separatorów izotopów prowadzimy wspólnie z Instytutem Fizyki Jądrowej w Orsay (Francja) (http://ipnweb.in2p3.fr/), a badania procesów tworzenia jonów w gazowych komorach helowych prowadzone są na układzie WIGISOL w ramach europejskiej współpracy Eurisol - Ion Catcher (http://www.ganil.fr/eurisol/).