PŘÍLOHA 1. PŘÍLOHA 1. "Mezinárodní spolupráce ATLAS

PŘÍLOHA 1. "Mezinárodní spolupráce ATLASATLAS-CERN" v roce 2000
I. Vývoj, testování a účast na stavbě polovodičové detekční části v dopředné oblasti vnitřního detektoru
(ATLAS - ID - SCT FWD).
Veškeré práce byly v roce 2000 koordinovány s aktivitami kontinentálního středoevropské ho
klusteru vytvořené ho pro stavbu části subdetektoru ATLAS - ID - SCT FWD (Mnichov, Freiburg,
NIKHEF, IHEP Protvino, ČVUT, UK) v roce 1996. V Praze řešení pokračuje v úzké spolupráci navzájem
se doplňujících pracovišť na ČVUT-FJFI (katedra fyziky) a ČVUT-FSI (Ústav fyziky) a na UK-MFF
(Ústav částicové a jaderné fyziky - ÚČJF). Celkovou činnost řešitelů z ČVUT na řešení tohoto dílčího
úkolu v roce 2000 lze shrnout následovně:
- Testování detektorů jak na svazcích urychlovačů v CERN tak v laboratořích klusteru. Účast na přípravě
a směnách v rámci testovacích měření stripových modulů na svazku SPS-H8. Konkré tně šlo o přípravu
měření a testování SCT modulů na svazku v CERN (instalace chladicího boxu, aktivace trigrovacího
systé mu, měření modulu v poli supravodivé m magnetu). Za ČVUT se na práci podíleli pracovníci FJFI a
FSI.
- Zvláštní pozornost byla věnována ověřování radiační odolnosti MESA detektorů na nízkoenergetické
protony. Byla provedena srovnávací měření MESA a planárních detektorů. Byly měřeny změny
mikroskopických parametrů stripových detektorů po radiačním zatížení a žíhání (DLTS měření diodových
struktur planárních a MESA detektorů). Na práci se podíleli pracovníci FJFI a FSI.
- Tvorba software pro analýzu dat z měření se zdroji a na svazku. Pokračovalo se ve vývoji metodiky
hromadné ho testování stripových detektorů. Jmenovitě jde o software pro automatické vyhodnocování
kvality detekčního modulu. Na té to činnosti se podíleli pracovníci FJFI.
- Účast na budování pracovišť pro skládání stripových modulů v Praze a ve Freiburgu Adaptace
testovací stanice pro měření I-V a C-V charakteristik stripových modulů. Stavba x-y posunu pro
testování SCT modulů v Praze pomocí impulsních laserových systé mů (660 nm a 1060 nm) a zdrojů
záření alfa a beta. Šlo o práce vykonané pracovníky z FJFI a FSI.
- Budování dvou pracovišť v Praze pro testování a kontrolu kvality jednotlivých prvků (chipy, hybridy,
detektory a pod.) detekčních SCT modulů (čisté prostory, bezprašná pracoviště, readout systé my,
napájení, chlazení, apod. Je rozhodnuto, že v Praze bude testováno 500-600 finálních detekčních SCT
FWD modulů, z toho 250-300 na ČVUT. Jde o mimořádně zodpovědný a náročný úkol svěřený
pražským univerzitním pracovištím. Současně to dokládá postavení pražských pracovišt´ v rámci
tohoto subdetektoru.
- Na ČVUT byly instalovány a uvedeny do provozu dva laminární bezprašné boxy. Šlo o instalaci a
vyčištění “second hand” boxů, nastavení jejich proudění, změření výkonu - prašnosti. Byla rovněž
upravena “probe station” na krokovací zařízení pro spektrometrická měření modulů stripových
detektorů. V ní bude využito mikrokrokovacího systé mu pro polohování kolimované ho svazku záření
ze dvou laserových a jednoho standardního radioaktivního zdroje vůči detektoru. Práce byly vykonány
pracovníky z FSI.
- Pokračovaly práce na konstrukčním návrhu polyethylenové ho moderátoru JM ke stínění vnitřního
detektoru ve směru od LAr kalorimetru. Na těchto aktivitách se podíleli pracovníci z FJFI a FD
- Byly zahájeny práce věnované simulování pozaďové ho signálu generované ho neutrony v oblasti
SCTFWD vnitřního detektoru experimentu ATLAS. Šlo o činnosti zajišťované pracovníky z FJFI.
Fyzika ve vnitřním detektoru je experimentu ATLAS doktorandské ho studia 3
postgraduálních studentů KF FJFI ČVUT (Ing. V. Linharta, I. R. Otce a Ing. K. Smolka). Ing. J. Beneš,
který se jako další postgraduální student věnuje mechanické konstrukci detekčního modulu SCT FWD,
pracuje v současnosti na té to problematice ve Freiburgu, SRN. Všichni tito studenti pracují pod garancí
Ing. S. Pospíšila, DrSc. Do řešení dílčího úkolu ATLAS se zapojil v rámci své diplomovou práce i
student oboru informatiky Ivan Bědajánek (tema: “Simulace pozadí indukované ho v experimentech
ATLAS na LHC metodou Monte-Carlo”). O vedení diplomové práce s té matem simulování náhodných
drah v detektorech SCT FWD požádal student ULP Strasbourg Sebastien Greder. Diplomovou praxi
vykoná v Praze pod vedením S. Pospíšila a I. Štekla v příštím pololetí.
II. Neutronové stínění v dopředné části experimentu ATLAS
ATLAS.
Práce jsou koordinovány v rámci pracovní skupiny “Shielding Working Group” ustanovené v
CERN. Do prací v té to části projektu jsou zapojeni na ČVUT pracovníci z FJFI (S. Pospíšil, I Štekl, I.
Bědajánek, K. Smolek) a z FD (V. Machek, J. Palla, P. Puchmajer, J. Sodomka, J. Turek). Vedle
spolupráce s CERN probíhala velmi těsná a aktivní spolupráce s Universitou v Montrealu, Kanada (prof.
Leroy) a s V. Kovalenko z SÚJV Dubna, doma pak s MFF UK. Činnosti byly zaměřeny dvěma směry:
- Fyzikálním směrem, jehož cílem je optimalizace návrhu stínění proti neutronům v dopředné oblasti
detektoru ATLAS s pomocí Monte-Carlo výpočtů pro reálnou geometrii ATLASu.
- Technologickým směrem, zaměřeným na konstrukční návrh a technologii výroby stínění v dopředné
oblasti detektoru ATLAS včetně stínicích armatur a jejich podpěr.
Ing. Štekl byl managementem ATLAS jmenován členem skupiny “Radiation Background
Taskforce” ustavené pro finální rozhodování o konstrukci a materiálové m složení jednotlivých částí
stínění v experimentu ATLAS, a to jak z pohledu poměru radiační úrovně a pozadí k fyzikálnímu signálu
tak z pohledu ceny stínění. Ing. Štekl je přitom nadále členem pracovní skupiny (Background simulation
group) kordinující veškeré simulace v rámci ATLAS infrastruktury.
Ing. Sodomka spolu s Ing. Pallou se podíleli na práci konstrukci stínění JM a působili v rámci
pracovní skupiny konstrukté rů masivního stínění v dopředné oblasti. Ing. Palla působil v té to skupině po
dobu 1 měsíce v CERN na náklady CERNu. Do práce v programu se zapojili V. Machek a P. Puchmajer,
specialisté na materiály a pružnost a pevnost a technik J. Turek (všichni z FD ČVUT).
Konkré tně pražská skupina předložila návrh konstrukce JM disku. Ten byl přijat včetně
technologie jeho výroby, která by měla být realizována v ČR. Šlo o konstrukci jak jeho části JMD tak části
JMP. Konstrukce JMD byla již dokončena a dle návrhu byly na stěně argonové ho kalorimetru přivařeny
cylindrické výstupky pro uchycení disku JMD (kalorimetr je vyráběn v Orsay). Tvar a uchycení části JMP
bude modifikováno ve vazbě na konečné řešení podpory urychlovačové trubice. O tom, že části JM
stínění budou vyráběny v ČR je již rozhodnuto. Jde o dodávku v hodnotě kolem 0.5 MKč, která bude
zajištěna FD ČVUT).
Zásadním příspěvkem pražské skupiny stínění byla řada originálních návrhů konstrukce mohutné
části stínění JF s integrovanou podporou. Byly vypracovány dvě základní alternativy tohoto stínění,
cylindrické ho tvaru a kuželové ho tvaru. Ty byly konfrontovány s 20 konstrukčními variantami tvořenými
různými testovanými konfiguracemi stínění (ocel, litina, beton, dopovaný polyethylen, olovo atd).
Konstrukční řešení bylo provedeno s ohledem na: umístění mionových komorů; potřebu rychlé ho
rozebrání celé konstrukce JF; maximální váhu jednotlivých částí; těžiště jednotlivých částí JF; podpěru
celé konstrukce JF; stabilitu hlavní podpěry. Inženýrské výpočty JF části stínění byly v celé m rozsahu
rovněž provedeny v Praze. Na posledním pracovním “shielding” worskhopu (prosinec 2000, CERN) byl
kompletní návrh konstrukce JF předložený Prahou (varianta č. 17) přijat jako základní koncepce řešení
stínění v dopředné části ATLASu. Tato aktivita by měla přivé st k dodávce oceli, litiny a speciálního
polyethylenu do CERN z ČR. V současné době se jednání ve věci rozhodnutí o výrobě jednotlivých částí
stínění vyvíjí ve prospěch českých dodavatelů velmi příznivě. Šlo by o mimořádnou dodávku (až do výše
kolem 70 MKč).
Pracovníci zapojení do řešení projektu ATLAS na LHC vystoupili celkem na třinácti oficiálních
poradách konaných v CERNu a ve FNAL, USA. Výsledky byly prezentovány ve formě časopiseckých
publikací, interní zprávy (ATLAS Technical Note), jedné diplomové práce, dále jak je doloženo níže
mezi výstupy za tuto část výzkumné ho záměru.
Seznam vystoup
vystoupení
ATLAS--CERN na poradách a seminářích:
ení pracovníků zapojených do části ATLAS
- I. Štekl, prezentace výsledků simulací na poradě Shielding Working Group, CERN, leden;
- I. Štekl, prezentace výsledků simulování efektivnosti JF stínění v experimentu ATLAS na poradě Shielding
Working Group, CERN, duben;
- J. Sodomka, prezentace návrhu konstrukce JF stínění na poradě Shielding Working Group, CERN, duben;
- J. Palla, vystoupení na poradě skupiny „Shielding Engineering“ věnované pražské mu návrhu JF části stínění
integrované mu s podpěrou, CERN, červen;
- J. Palla, vystoupení na poradě skupiny „Shielding Engineering“ věnované pražské mu návrhu JF části stínění
integrované mu s podpěrou, CERN, červen;
- I. Štekl, prezentace výsledků simulování efektivností částí JF, JD a JM stínění v experimentu ATLAS na poradě
Shielding Working Group, CERN, červenec.
- T. Horažd´ ovský, prezentace exp. uspořádání měření na svazku H8, říjen, Praha, vystoupení na poradě
středoevropské ho klusteru SCT FWD.
- K. Smolek, “Spin correlations of top quarks”, říjen 2000, meeting of top group, CERN.
- K. Smolek, “Top-antitop spin properties”, listopad 2000, meeting of top group, FNAL, Batavia, USA.
- J. Beneš, referát o konstrukci transportního a měřicího boxu pro SCT moduly, prosinec, CERN, SCT week.
- S. Pospíšil, vystoupení na Shielding Engineering Workshop, prosinec, CERN.
- I Štekl, vystoupení na Shielding Engineering Workshop, prosinec, CERN.
- J. Sodomka, vystoupení na Shielding Engineering Workshop, prosinec, CERN.
Publikační výstupy:
Beneš J., Doležal Z., … Kodyš P., Kubík P. et al.: Report on the SCT Forward Electrical Module Program, Atlas
Internal Note ATL-INDET-2000-001, CERN 2000.
Tolar, J.; Čechák, T.; Pospíšil, S.; Sodomka, J.; Sopko, B.; Šiňor, M.; Vratislav, S.: "Fundamental Experiments in
Physics of Microworld". Contribution to the CTU Workshop 2000, CTU in Prague, Czech Republic. Published in the
Proceedings of the Workshop 2000, Part A, CTU Reports, Special Issue, Vol. 4 (July 2000) p. 54.
I. Štekl, S. Pospíšil, V. E. Kovalenko, M. Shupe, V. Vorobel, C. Leroy, F. Piquemal, R. Eschbach, Ch. Marquet:
“Monte-Carlo Simulations of the JF Shielding for the ATLAS Forward Region”. Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res.
A 452 (2000), 458-469.
Stephane Tourneur: “Monte-Carlo Simulation of Different Concepts for Shielding in the ATLAS Forward Region”.
Diplomová práce, ENSP ULP Strasbourg (2000). Vedoucí S. Pospíšil, odborný konzultant I. Štekl.
I. Štekl et al.: “Monte-Carlo Simulations of Different Concepts for Shielding in the ATLAS Forward Region”.
Připraveno k publikaci v NIM A.
J. Sodomka, J. Palla et al.: Proposal of the Technical Design of the ATLAS Forward Region Shielding”. Připraveno k
publikování jako ATLAS Technical Note a v NIM A.
Připravil: Ing. Stanislav Pospíšil, DrSc.
PŘÍLOHA 2.
Vývoj nových typů polovodičových detektorů záření
a polohově citlivých detekčních struktur
Výzkum struktur a substrátů pro detektory a dosimetry ionizujicího záření a částic
(Část řešená na FSI ČVUT)
Pozornost byla soustředěna na vývoj jednoduchých detektorů a detekčních diodových struktur
(stripové , pixelové , velkoplošné detektory) a na vývoj diodové struktury typu MESA (Schottkyho
dioda, difundovaný pn přechod, epitaxní vrstvy na substrátech z křemíku, GaAs, CdZnTe, diamantu a
InP) s cílem jejich využití pro detekci vysokoenergetických částic, gama záření a záření alfa.
V průběhu r. 2000 bylo ověřováno několik teoretických variant detektorů a dosimetrů podle
přístupnosti vytipovaných substrátů a k nim odpovídajících technologií pro realizaci měřitelných
vzorků.
Byl dokončen výběr křemíkové ho substrátu pro stripové a pixelové detektory vysokoenergetických částic, včetně ověření a doporučení technologie úpravy substrátu (definovaná dotace kyslíku
pro zlepšení radiační odolnosti detektorů).
Byl ověřován maticový Si detektor pro zobrazování s pomocí záření X (30 až 50 keV). Jeho
inovace bude provedena na GaAs substrátu s difundovaným přechodem pn. Vzorky GaAs detektoru
budou zhotoveny a opatřeny potřebnou vyhodnocovací elektronikou pomocí technologie flip-chip.
Účast při projektu a realizaci SW pro snímání a vyhodnocení dat maticové ho detektoru na
pracovištích zahraničních spoluřešitelů .
Souběžně s výzkumem termoelektrických vlastností CdZnTe byly ověřeny možnosti jeho
použití jako detektoru nízkoenergetické ho gama záření. Objemový detektor na bázi barié rové diody
dobře indikuje fotony s energií nad 60 keV. Je to důsledek ovlivnění ochuzené oblasti posuvem
Fermiho meze a přerozdělení náboje gradientem teploty. Objemové detektory a dosimetry budou
ověřovány ještě z hlediska extré mní radiační odolnosti.
Ověření dozimetrie ionizačního záření na polykrystalických diamantových vrstvách bylo
provedeno na principu termoluminiscence po ozáření fotony s energií cca 0.1 MeV, celková dávka byla
do 50 Gy. Linearita termoluminiscenčního signálu byla potvrzena do úrovně 20 Gy.
V průběhu ověřování detekční a dosimetrické způsobilosti všech typů struktur byl zkoumán
vliv velikosti dávek záření na funkčnost a parametry struktur (radiační odolnost). Byl rovněž úspěšně
zkoumán mechanizmus hojení krystalografických poruch, jehož výsledkem je návrh příměsí, které
zvyšují radiační odolnost. Metodika výzkumu radiační odolnosti na Si může být úspěšně použita i pro
GaAs a další polovodičové materiály.
Publikační výstupy v té to části včetně celé ho programu RD48:
Vacková, S.; Žďánský, K.; Vacek, K.; Scherbak, L.; Feychuk, P.; Ilaschouk, M.” Phonon Drag Effect in Cd1in Dependence on x: Minimum at x=0.04”. Physica Status Solidi 33, No. 1 (2000) 263-265.
xZnxTe
Vacková, S.; Chren, D. Horažďovský, T.: “Element Au/p-CdTe/Au: Influence of Temperature Gradient”.
Proceedings of CTU 2000 Workshop, vol. A (2000) p. 53.
Chren, D.; Horažďovský, T.; Kohout, Z.; Pospíšil, S.; Sopko, B.: "Improve the the Radiation Tolerance of Silicon”. In
SILICON 2000, Vol. 1, Rožnov pod Radhoštěm, Tecon-Scientific (2000) p. 183
Chren, D.; Horažďovský, T.; Kohout, Z.; Sopko, B.; Linhart, V.; Pospíšil, S.; Leroy, C.: "Properties of Silicon MESA
Detectors of High Energy Particles”. In: Seminář OS Polovodiče, Vol. 1, Praha, Jednota českých matematiků a fyziků
(2000) p. 183 (in Czech).
Vacková, S.; Ždánský, K.; Chren, D.; Horažďovský, T.; Vacek, K.: “Redistribution of Carriers in Structures Au/pCdTe/Au under the Temperature Gradient”. In: Seminář OS Polovodiče, Vol. 1, Praha, Jednota českých matematiků
a fyziků (2000) p. 21 (In Czech).
Chren, D.; Juneau, M.; Kohout, Z.; Lebel, C.; Leroy, C.; Linhart, V.; Pospíšil, S.; Roy, P.; Saintonge, A.; Sopko, B.:
"Study of the characteristics of silicon MESA radiation detectors". Contribution on the "1st International Workshop
on Radiation Imaging Detectors", Sundsvall, Sweden, June 13-17, 1999. Accepted for publication in Nucl. Instr. and
Meth. in Physics Research A (March 2000).
Dargys, A.; Kundrotas, J.; Pospíšil, S.; Smith, K. M.: “Quantum well radiation detectors: assessment and
perspectives”. Accepted for publication in Nucl. Instr. and Meth. in Physics Research A (June 2000).
Lindstroem, G.; …; Kohout, Z.; Linhart, V.; Pospíšil, S.; Sopko, B. et al.: “Radiation Hard Silicon Detectors –
Development by the RD48 (ROSE) Collaboration“. Paper submitted to the 4th STD Hiroshima Conference,
Hiroshima, Japan, 22-25 March 2000. CERN - ROSE TN/2000/03. Submitted to Nucl. Instr. and Meth. in Physics
Research A (2000).
Houdayer, A.; Lebel, C.; Leroy, C.; Linhart, V.; Pospíšil, S.; Roy, P.; Sopko, B.; Courtemanche, S.; Stafford, M. C.:
"Silicon planar MESA diodes as radiation detectors". Contribution to the "3rd International Conference on Radiation
Effects on Semiconductor Materials, Detectors and Devices", Florence, Italy, June 28-30, 2000. Submitted for
publication in Nucl. Instr. and Meth. in Physics Research A (2000).
Lindstroem, G.; …; Kohout, Z.; Linhart, V.; Pospíšil, S.; Sopko, B. et al.: “Developments for Radiation Hard Silicon
Detectors by Defect Engineering – Results by the CERN RD48 (ROSE) Collaboration“. CERN - ROSE TN/2000/06.
Paper submitted to the 6th Workshop on Electronics for LHC Experiments”, Cracow, Poland, 11-15 Sept, 2000.
Chren, D.; Horažďovský, T.; Kohout, Z.; Lebel, C.; Leroy, C.; Linhart, V.; Pospíšil, S.; Sopko, B.: "Properties of the
silicon MESA detectors of highly energetic particles" (In Czech). Abstract published in "Sborník příspěvků ze
semináře Odborné skupiny Polovodiče Fyzikální vědecké sekce Jednoty českých matematiků a fyziků, Liblice 2000",
Liblice, Česká republika, 31.1.-2.2. 2000, p. 22.
Chren, D.; Kohout, Z.; Lebel, C.; Leroy, C.; Linhart, V.; Pospíšil, S.; Roy, P.; Sopko, B.: "Study of the characteristics
of silicon MESA radiation detectors". Contribution to the "5th Workshop Radiation Hardening of Silicon",CERN, 1617 March 2000. RD48 Report, CERN/LEB 2000-005 (2000) 135-163.
Připravil: Prof. Ing. Bruno Sopko, DrSc.
PŘÍLOHA 3.
Vývoj nových typů polovodičových detektorů záření
a polohově citlivých detekčních struktur
Subprojekt MEDIPIX - Vývoj pixelových detektorů pro detekci fotonů XX-záření medicíně
Charakteristika projektu: Cílem projektu je vývoj a testování MEDIPIX2 hybridního R/O
systé mu spojené ho s pixelovým detektorem pro jednofotonovou detekci X-záření k zobrazování v
medicině. Tato spolupráce mezi 14 evropskými univerzitami a výzkumnými centry byla ustavena
v CERN v září r. 1999. Na ČVUT jsou do projektu zapojena dvě pracoviště, FJFI ČVUT a FSI ČVUT.
Účast pracovníků z ČVUT na projektu MEDIPIX2 vzešla z dlouhodobé a úspěšné spolupráce na
projektech RD8 “Development of GaAs Detectors for Physics at the LHC” a RD19 “Development of
Hybrid and Monolithic Silicon Micropattern Detectors”. Obě pracoviště z ČVUT se podílejí jednak na
technologické části projektu (vývoj detektorů a R/O elektroniky) jednak na spektroskopické m testování
parametrů detekčních systé mů. Konkré tně na ně v rámci dělby práce připadly v roce 2000 následující
úkoly:
- vývoj a testy interface mezi "pixel system motherboard" a PC (koordinuje NIKHEF);
- vývoj R/O SW (koordinuje Univerzita v Napoli);
- výroba GaAs MEDIPIX pixel detektorů MESA technologií (koordinuje FSI);
- spektrometrické testy pixel systé mů a jejich aplikace pro polohově citlivou detekci těžkých nabitých
částic s perspektivou detekce neutronů a využití v neutronografii (koordinuje FJFI).
Novým směrem v tomto projektu je experimentální studium možné ho využití t.zv. "Multiple Quantum
Wells" jako paměťové ho dozimetrické ho media s perspektivou náhrady filmů. Na pracech se v rámci
tohoto projektu podíleli:
Přímí řešitelé projektu:
FJFI: Jan Jakůbek, J. Koníček, V. Linhart (PhD student), S. Pospíšil, M. Šiňor, M. Vrbová;
FSI: Dominik Chren, Tomáš Horažďovský, Zdeněk Kohout, Michal Solar, Bruno Sopko.
Do projektu se v roce 2000 zapojil také pracovník ÚTAM AV ČR Ing. Dr. Daniel Vavřík.
Zahraniční spolupracovníci: Prof. C. Leroy (Montreal), Dr. B. Mikulec (CERN), Dr. M. Campbell
(CERN), M. Maiorino (Napoli University), A. Sbrizzi (Napoli University), Prof. P. Russo (Napoli
University), Dr. J. Visschers (NIKHEF Amsterdam), Prof. K. M. Smith (Glasgow University), Dr. J.
Kundrotas (PI Vilnius), Prof. A. Dargys (PI Vilnius), Doc. Ch. Froejdh (MH Sundsvall)
Práce realizované na pražských pracovištích v průběhu řešení projektu v roce 2000:
- technologické ho a vývojové ho charakteru:
- návrh topologie a technologie MESA pro realizaci Medipix detektoru na GaAs substrátu;
- technologická realizace zkušebních struktur (jsou připraveny k měření);
- výroba z 50 % rozpracovaných vzorků detektorů (detektory budou dokončeny po ověření
technologie měřením zkušebních struktur);
- účast na kompletaci elektronické části R/O modulu MUROS-1;
- účast na realizaci SW pro adapté r MUROS a MUROS-1;
- ladění programu MEDISOFT 3.
- spektroskopické ho charakteru:
- vývoj SW pro automatické testy a vyhodnocování kvality R/O čipů a detekčních systé mů;
- testy zobrazování s pomocí unikátních zdrojů záření (prstencové zdroje X-záření, bodové zdroje
záření alfa);
- první testy využití detektoru Medipix pro tzv. dynamickou defektoskopii (idea zrozená v Praze
získala podporu z EU ve formě M. Curie fellowship, partnerem je NIKHEF Amsterdam).
Členové spolupráce MEDIPIX2: Spolupráce MEDIPIX2 byla ustavena mezi 13 evropskými univerzitami
a výzkumnými centry a stvrzena podpisy dohody o spolupráci představiteli participujících institucí a
zodpovědnými řešiteli v září r. 1999. V roce 2000 byl za člena kolaborace po jednání přijat i významný
mezinárodní ústav ERSF Grenoble. V současnosti na projektu participuje 14 následujících institucí:
- Institut de Fisica d'Altes Energies, I.F.A.E. Universitat Autonoma de Barcelona, Bellaterra, 08193, zodpovědný
řešitel Dr. M. Chmeissani;
- Cagliari University a Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Cagliari, Italy, zodpovědný řešitel Dr. M. Caria;
- DTA/LETI/DEIN/SPE, C.E.A., Saclay,.F-91191 GIF-SUR-YVETTE Cedex, zodpovědný řešitel Dr. O. Gal;
- The European Organization for Nuclear Research, CERN, vedoucí projektu Dr. M. Campbell;
- Freiburg University, Fakultaet fuer Physik, Hermann-Herder Strasse, 79104 Freiburg, Germany, zodpovědný řešitel
Prof. J. Ludwig;
- Glasgow University, Department of Physics, University Avenue, Glasgow, Scotland, zodpovědný řešitel Prof. K.
Smith;
- Napoli University a INFN, Italy, zodpovědný řešitel Dr. M. Conti;
- NIKHEF, Kruislaan 409, 1098 SJ Amsterdam, Netherland, zodpovědný řešitel Dr. J. Visschers;
- Pisa University a INFN, Italy, zodpovědný řešitel Dr. A. Stefanini;
- Sassari University a INFN, Italy, zodpovědný řešitel Dr. S.R. Amendolia;
- Medical Research Council, 20 Park Crescent, London W1N 4AL, Laboratory of Molecular Biology, Hills Road,
Cambridge CB2 2QH, U.K., zodpovědný řešitel Dr. A.R.Faruqi;
- Mitthoegskolan, Mid-Sweden University, Sundsvall, S-85 170, zodpovědný řešitel Dr. Christer Frojdh;
- Czech Technical University, Prague, Czech Republic, zodpovědný řešitel Dr. Stanislav Pospisil.
ESRF Grenoble, Francie, zodpovědný řešitel, Dr. Cyril Ponchut.
Publikační a další výstupy:
Ropotar, I.; ... ; Jakůbek, J.; Pospíšil, S.; Sopko, B.; Štekl, I. et al.: "The LHC1 Pixel Detector Studied in 120 GeV/c
Pion Test Beam". Nucl. Instr. and Meth. in Physics Reasearch A 439, 2-3 (2000) 536-546.
Kundrotas, J.; Dargys, A.; Valušis, G.; Ašmontas, S.; Granja, C.; Pospíšil, S.; Koehler, K.: “Changes of MQW
photoluminescence under alpha particle irradiation”. Accepted for publication in Superlattices and Microstructures
(Dec 2000).
Kundrotas, J.; Dargys, A.; Granja, C.; Koehler, K.; Pospíšil, S.; Remeikis, V.; Smith, K.: “Alpha particle induced
liminescence from multiple quantum wells”. Contribution to the 2nd International Conference “Advanced Optical
Materials and Devices”, Vilnius, Lithuania, 16-19 August, 2000. Abstract of the contribution published in the book of
Abstracts, Semiconductor Physics Institute, Vilnius, Lithuania. Contribution has been accepted for publication in the
Proceedings of the Conference by the International Society for Optical Engineering.
Jech, Č.; Kubašta, J.; Pospíšil, S.: “Formation and location of thoron daughter deposits on solid surfaces“.
Contribution to the Third Eurosymposium on Protection against Radon, Liege, 10-11 May, 2001. Organized by the
Czech Society for Radiation Protection, Czech Technical University, Belgium Association for Radiation Protection
and by Liege University. Abstract accepted for publication in the Book of Abstracts.
Šiňor, M. (editor): “XXVI European Conference on Laser Interaction with Matter”. Book of Abstracts. FNSPE
CTU Prague, Czech Republic (2000) 282 p.
Whitehill, C.; Kazauskas, V.; Kuprusevicius, E.; Linhart, V.; Palenskis, V.; Pospíšil, S.; Smith, K. M.; Thayne, I.;
Vaitkus, J.; Wilhelm, I.: "Analysis of defects and noise spectra in proton irradiated VPE GaAs". Contribution to the
"2nd International Workshop on Radiation Imaging Detectors", July 2-6, 2000, Freiburg i. Br., Germany. Submitted for
publication in Nucl. Instr. and Meth. in Physics Research A (Oct 2000).
Účast na přípravě EU FP5 projektu "3D-RID - 3D Detector Structures for Radiation Imaging", který byl podán
22/9/2000 ve spolupráci se 7 zahraničními institucemi z Velké Británie, SRN, Švé dska, Finska. Zodpovědným
řešitelem za ČVUT je S. Pospíšil.
Tři vystoupení na poradách projektů MEDIPIX a RD48-ROSE v CERN (D. Chren, J. Jakůbek, S. Pospíšil).
Sé rie vyzvaných přednášek na té ma "Detektory neutronů" na Midhoegskolan v Sundsvallu (Technická univerzita
středního Švé dska), 6 hodin přednášek, S. Pospíšil.
Ing. Stanislav Pospíšil, DrSc. se stal v letech 1999 až 2001 členem vědeckých poradních vyborů 5 mezinárodních
konferencí pořádaných v zahraničí. Šlo o sé rii "International Workshop on Radiation Imaging Detectors"
(IWORID 1999 Sundsvall, Švé dsko; IWORID 2000, Freiburg, SRN, IWORID 2001, bude v Cagliari, Italie), o
IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference, Lyon, October 2000, Francie a o "7th
International Conference on Avanced Technology and Particle Physics", Villa Olmo, Como 2001, Italie.
Připravil: Ing. Stanislav Pospíšil, DrSc.
PŘÍLOHA 4.
Studium dvojité ho rozpadu beta.
Dílčí projekt věnovaný experimentálnímu studiu dvojité ho rozpadu beta je postaven na experimentech
NEMO (bezneutrinový dvojitý beta rozpad 100Mo), TGV I (měření dvojité ho beta rozpadu 48Ca) a TGV II
(měření dvojité ho elektronové ho záchytu 106Cd), které jsou umístěny v podzemní laboratoři v Modane
(Francie). Experimenty NEMO a TGV II jsou ve stadiu přípravy detekčních aparatur a první měření yčásti
proběhla a dalří jsou plánována na rok 2001. Výsledky měření s 48Ca byly prezentovány na konferenci
"NANP99" v Dubně (Rusko) a opublikovány v roce 2000.
Na pracech se podíleli:
a) Z. Janout, J. Koníček, S. Pospíšil, I. Štekl;
b) Dr. V. B. Brudanin (SÚJV Dubna), Dr. V. Kovalemko (SÚJV Dubna), Dr. A. Kovalík (ÚJF AV ČR) a
další partneři, převážně ze zehraničí.
c) P. Beneš, Ing. P. Čermák, Ing. L. Vála.
Řešení se v roce 2000 soustředilo především na dokončení spektrometru TGV, na odladění
elektronické části spektrometru, na vývoj programové ho vybavení pro testování spektrometru a pro
vlastní měření, na konstrukci stínění a na měření pozadí v podzemní laboratoři v Modane. V souladu se
záměrem projektu byl zhotoven spektrometr TGV II složený z 32 HPGe detektorů, byly provedeny
potřebné simulace Monte Carlo, provedeny teoretické výpočty související s danou problematikou. Dále
byly zhotoveny zdroje 106Cd (12.7 g). S dalším měřením pozadí se počítá od února 2001. Začátek
vlastního měření s Cd je plánován na konec roku 2001. Doba měření s Cd je odhadována na 2-3 roky.
Hlavní cíle projektu byly splněny. Dosažené výsledky byly průběžně publikované , další články jsou
připravené k odeslání do redakcí.
Úkol je řešen ve spolupráci ČVUT FJFI Praha, ÚJF AV ČR Řež, SÚJV Dubna (Rusko), UK
Bratislava a CSNSM Orsay. V roce 2000 spočíval hlavní přínos české strany ve vývoji programové ho
vybavení pro testování, nastavení a čtení dat ze spektrometru TGV a ve zpracování naměřených
pozaďových dat. Vývoj software bude obsahem diplomové práce studenta FJFI P. Beneše, který je
v současnosti na dlouhodobé m pobytu v SÚJV. Zpracování pozaďových dat provedl P.Čermák
(doktorand FJFI). Dále se česká strana podílela na odladění elektroniky spektrometru TGV.
Projekt byl řešen v přímé mezinárodní spolupráci především mezi ČVUT Praha a SÚJV
Dubna (Rusko). Studenti-diplomanté a postgraduální studenti ČVUT FJFI (P. Čermák, P. Beneš), kteří
se zúčastnili na jeho řešení, obhájili či budou obhajovat svoje výsledky v rámci výzkumných úkolů,
diplomových a doktorandských prací.
Projekt NEMO je velkým mezinárodním experimentem zaměřeným na sledování
bezneutrinové ho dvojité ho rozpdu beta 100Mo. Experiment se buduje v podzemní laboratoři v Modane.
Začátek vlastního měření je plánován na srpen 2001. Kolektiv z FJFI ČVUT je zodpovědný za
konstrukci detektoru , konkré tně za mechanickou část detektoru, stínění a zpracování dat pro
dvounetrinový kanál rozpadu (I. Štekl a jeho doktorand L. Vála).
Publikační a další výstupy:
Brudanin, V. B.; Štekl, I. et al.: “Double Beta Decay of 48Ca in the TGV Experiment”. NANP'99 Dubna, Jadernaja
Fizika, vol.63, No.7, 2000, p.1292.
Kovalík, A.; Yakushev, E. A.; Filosofov, D.V.; Gorozhankin, V. M.; Štekl, I.; Petev, P.; Mahmoud, M. A.: “The
KLL Auger spectrum of 73Ge from the EC-decay of 73As”. Proc. of 50-th Int. Conf. on Nuclear Spectroscopy and
Nuclear Structure "Clustering phenomena in nuclear physics", June 14-17, 2000, St.Petersburg, p.172.
Kovalík, A.; Yakushev, E. A.; Filosofov, D.V.; Gorozhankin, V. M.; Štekl, I.; Petev, P.; Mahmoud, M. A:
“Improved energy values of the 13.2 keV E2 transition in 73Ge and the 61.2 keV M1 transition in 145Pm”. Proc. of
50-th Int. Conf. on Nuclear Spectroscopy and Nuclear Structure "Clustering phenomena in nuclear physics", June
14-17, 2000, St.Petersburg, p.174.
Kovalík, A.; Yakushev, E. A.; Filosofov, D.V.; Gorozhankin, V. M.; Štekl, I.; Petev, P.; Mahmoud, M. A.: “The
KLL Auger spectrum of 145Pm from the EC-decay of 145Sm”. Proc. of 50-th Int. Conf. on Nuclear Spectroscopy
and Nuclear Structure "Clustering phenomena in nuclear physics", June 14-17, 2000, St.Petersburg, p.177.
Kovalík, A.; Yakushev, E. A.; Filosofov, D.V.; Gorozhankin, V. M.; Štekl, I.; Petev, P.; Mahmoud, M. A.: “The
predicted strong influence of the relativistic effects on KL1L3 (3P0) Auger transition rate proved for Z=32, 45 and
61”. Proc. of 50-th Int. Conf. on Nuclear Spectroscopy and Nuclear Structure "Clustering phenomena in nuclear
physics", June 14-17, 2000, St.Petersburg, p.178.
Kovalík, A.; Yakushev, E. A.; Filosofov, D.V.; Gorozhankin, V. M.; Štekl, I.; Petev, P.; Mahmoud, M. A.: “Some
natural atomic level widths of Ge, Pm, Dy and Ho”. Proc. of 50-th Int. Conf. on Nuclear Spectroscopy and
Nuclear Structure "Clustering phenomena in nuclear physics", June 14-17, 2000, St.Petersburg, p.180.
Semenov, S. V.; Šimkovic, F.; Khrushev, V. V.; Domin, P.: “Contribution of the lowest 1+-intermediate state to
the
-decay amplitude". NANP'99 Dubna, Jadernaja Fyzika, vol.63, No.7, 2000, p.1271-1273. Phys. Atom.
Nucl. 63 (2000) p.1196-1199.
Pavel Čermák: “Rozlišení beta částic a kvant záření gama podle tvaru impulzu". Diplomová práce FJFI ČVUT v
Praze (2000). Vedoucí I. Štekl.
Petr Beneš: “Spektrometr TGV II pro měření dvojité ho rozpadu beta
ČVUT v Praze. Vedoucí I. Štekl, termín obhajoby červen 2001.
106
Cd. Příprava diplomové práce FJFI
P. Čermák, I. Štekl, et al.: “Distinguishing of beta particles and gamma-rays”. Prepared for publication in NIM A.
Ing. Ivan Štekl, CSc., působí jako člen organizačního výboru konference "Biannual Workshop on Calculation of
Double-Beta-Decay Matrix Elements - MEDEX".
Připravil: Ing. Ivan Štekl, CSc
PŘÍLOHA 5.
Studium atomové ho jádra 159Gd.
V roce 2000 byly připraveny k publikování výsledky dřívějších experimentů realizovaných v SÚJV Dubna
a experimentu provedené ho v roce 1998 v ILL Grenoble (zde šlo o historicky první experiment českých
fyziků přijatý vědeckou radou ILL). Práce byla doplněna o experimenty provedené v letech 1999 a 2000
na tandemové m urychlovači TU Mnichov. Šlo o měření reakcí 158Gd(d,p) a 160Gd(d,t) včetně měření
úhlové ho rozdělení protonů z reakce (d,p).
Na pracech se podíleli:
a) J. Jakůbek, S. Pospíšil;
b) S.A. Těležnikov (SÚJV Dubna), Prof. T. von Egidy (TU Mnichov), H. Wirth (TU Mnichov), Prof. A.
Aprahamian (Notre Dame University), H. Boerner (ILL);
c) C. Granja, L. Rubáček.
Spolupráce SJF KF FJFI s FLNF SÚJV Dubna na tomto projektu má dlouhodobý charakter a
vychází ze smlouvy o vědecké spolupráci mezi ČVUT a SÚJV podepsané rektorem ČVUT a ředitelem
SÚJV. Navazuje na jednu z historicky nejstarších kooperací českých jaderných fyziků s SÚJV. Je
zaměřena na experimentální studium radiačního záchytu rezonančních neutronů středně těžkými a těžkými
atomovými jádry. FLNF SÚJV ve spolupráci reprezentuje především Dr. S. A. Těležnikov a Dr. W. I
Furman. V uplynulé m roce byl tento projekt rozšířen o spolupráci zaměřenou na analytickou aplikaci
precizní spektrometrie gama, kterou reprezentuje na straně FLNF Dr. M. V. Frontasyeva. Činnosti z
posledního období lze shrnout následovně:
- V návaznosti na výsledky experimentu 158Gd(nres, )159Gd provedené ho na reaktoru IBR-30 v SÚJV a na
experiment "Spectrometry of Secondary Gamma Transitions in 159Gd after Radiative Neutron Capture"
realizovaný v ILL Grenoble (číslo experimentu v ILL 3-03-581), jehož hlavním navrhovatelem byl
postgraduální student FJFI ČVUT Ing. C. Granja, bylo zkompletovat málo známé schema energetických
hladin jádra 159Gd. Souhrnné výsledky jsou připraveny k publikaci. Na toto tema v průběhu nejbližších
měsíců dokončí svou disertační práci Ing. Granja (školitel S. Pospíšil), který se problematice bude věnovat
i v roce 2001 jako zaměstnanec KF FJFI.
- V uplynulé m roce bylo studium jádra 159Gd doplněno o měření úhlových rozdělení protonů z (d,p)
reakce. Šlo o experiment realizovaný na TU Mnichov ve spolupráci s ČVUT a SÚJV, který se stal v r.
2000 obsahem ročníkové práce L. Rubáčka. V roce 2001 budou společné (ČVUT, TUM, SÚJV)
experimenty 158Gd(d,p) a 160Gd(d,t) s polarizovanými deuterony předmětem jeho diplomové práce
(školitel S. Pospíšil).
- Byla dokončena stavba unikátní koincidenční gama-gama spektroskopické aparatury (disertace Ing. J.
Jakůbka, školitel S. Pospíšil), jež skýtá perspektivu užití pro měření kaskádních gama-gama přechodů. O
pomoc při stavbě kopie té to aparatury ve FLNF SÚJV Dubna pro potřeby CIAA v rámci projektu
REGATA projevila zájem skupina Dr. M. Frontasyevy.
- Uvedené výsledky dokládají úspěšné řešení projektu v r. 2000 za velmi aktivní účasti mladých lidí.
Hlavní tíhu práce na tomto projektu, jenž je řešen v mezinárodní spolupráci jdoucí nad rámec dvoustranné
spolupráce s SÚJV, v r. 2000 nesli dva postgraduální studenti (Ing. Granja a Ing. Jakůbek) a student 5.
ročníku magisterské ho studia, L. Rubáček.
Publikace a prezentace výsledků řešení projektu:
Pospíšil, S.; Bečvář, F.; Granja Bustamante, C.; Kubašta, J.; Telezhnikov, S. A.: "Secondary Transitions in 159Gd
after Neutron Capture at Isolated Resonances". Journal of Research of the National Institute of Standards and
Technology, USA, 105 (2000) 173-176.
Jakůbek, J.: "Flexibilní multiparametrická aparatura pro koincidenční spektroskopii a sledování parametrů detektorů",
disertační práce, FJFI ČVUT v Praze, září 2000.
Ndiaye, I.; Jakůbek, J.; Pospíšil, S.; Vobecký, M.: “Coincidence Instrumental Activation Analysis”. Contribution to
the CTU Workshop 2001, CTU Reports, Czech Republic. To be published in the Proceedings of the Workshop.
Granja, C.; Pospíšil, S.; Rubáček, L.; von Egidy, T.; Wirth, H. F.; Boerner, H.; Lehman, H.; Telezhnikov, S. A.;
Aprahamian, A.; Chrien, R. E.: “Spectroscopy of 159Gd”. Contribution to the CTU Workshop 2001, CTU Reports,
Czech Republic. To be published in the Proceedings of the Workshop.
Jan Jakůbek: "Flexibilní multiparametrická aparatura pro koincidenční spektroskopii a sledování parametrů detektorů".
Disertační práce, FJFI ČVUT v Praze, září 2000. Vedoucí S. Pospíšil. Obhajoba bude v březnu 2001.
Lukáš Rubáček: “Spektrometrie jádra 159Gd s pomocí přímých reakcí s přenosem neutronu". Příprava diplomové
práce FJFI ČVUT v Praze (2000). Vedoucí S. Pospíšil, konzultanti prof. T. von Egidy, TU Mnichov, prof. G.
Graw, LMU Mnichov. Termín obhajoby červen 2001. (5)
Granja, C.: "High Resolution Gamma Spectroscopy of of 159Gd", referát na VII. International Hispanesis Summer
School "Nuclear Physics 2000: Masters Lessons", Sevilla, Španělsko, 11.-24. 6. 2000.
Rubáček, L.: "Study of 159Gd via Transfer Reactions", referát na VII. International Hispanesis Summer School
"Nuclear Physics 2000: Masters Lessons", Sevilla, Španělsko, 11.-24. 6. 2000.
Připravil: Ing. Stanislav Pospíšil, DrSc.
PŘÍLOHA 6.
Program "N
"N-N rozptylu"
Program NukleonNukleon-nukleon na Saturn II.
V období od roku 1980 až 1995 byly v rámci programu nukleon-nukleon (NN) na urychlovači SATURN
II měřeny pp a np spinově závislé totální účinné průřezy stejně jako pp, np a pn elastické a kvazielastické
pozorovatelné rozptylové veličiny. Oblast kinetických energií v případě pp pokrývala 0.48 GeV až 2.8
GeV, v případě np byla od 0.31 GeV do 1.1 GeV a kvazielastická data byla získána z oblasti od 0.54 GeV
do 2.4 GeV. Rozptylové veličiny byly měřeny ve velké m úhlové m rozsahu. Měření byla realizována s
polarizovanými i nepolarizovanými svazky protonů, deuteronů a neutronů a/nebo s polarizovanými a
nepolarizovanými protonovými a deuteronovými terči pro různé kombinace počátečních a koncových
polarizačních směrů. Tato data dovolila prové st přímou rekonstrukci pp a np matice pružné ho rozptylu až
do 2.70 GeV a postatně rozšířila oblast, kde lze dobře uplatnit fázovou analýzu. Byl publikován velký
soubor experimentálních, teoretických, fenomenologických a instrumentálních prací za spoluatorství
fyziků, matematiků a specialistů na urychlovače a na polarizované terče ze 22 různých laboratoří. Analýzy
dat byly v uplynulé roce ukončeny a jejich vyhodnocení bude pokračovat do roku 2002. Na programu se
podíleli 4 fyzici z Prahy. Jmenovitě byl do něj od roku 1990 bez přerušení zapojen Prof. Z. Janout, který v
projektu reprezentoval FJFI ČVUT. Jeho práce vztahující se k tomuto dílčímu programu byly v letech
1999 a 2000 publikovány v řádných časopisech a prezentovány na mezinárodních konferencích. V roce
1999 byly publikovány poslední výsledky pp a np pružné ho a kvazipružné ho rozptylu na 6LiH and 6LiD.
Finální data věnovaná pružným pp veličinám byla publikována jak v roce 1999 tak v roce 2000.
Revidované shrnutí všech získaných pp dat (pro 6112 bodů) bylo opublikováno v CTU REPORTS 4
(2000), když z np and pn dat, tvořených 1931 experimentálními body, byla většina (1757 bodů) již
dříve revidována, diskutována a uspořádána v Acta Polytechnica 36 (1996). Obě shrnutí publikovaná v
české m časopise ČVUT jsou často užívána v různých mezinárodních databázích. Na pracech se
podíleli:
a) Z. Janout;
b) F. Lehar (Saclay) a velké množství dalších, převážně zahraničních spolupracovníků.
Publikační výstupy:
C.E. Allgower, J.Ball, L.S. Barabash, P.-Y.Beauvais, M. Beddo, Y. Bedfer, J. Bystrický, P.-A. Chamouard, M.
Combet, Ph. Demierre, J.-M. Fontaine, V. Ghazikhanian, D. Grosnick, R. Hess, Z. Janout, Z.F. Janout, V.A.
Kalinnikov, T.E. Kasprzyk, Yu.M. Kazarinov, B.A. Khachaturov, R. Kunne, J.M.Lagniel, F.Lehar, J.L. Lemaire,
A. de Lesquen, D. Lopiano, M. de Mali, V.N. Matafonov, G.Milleret, I.L. Pisarev, A.A. Popov, A.N. Prokofiev,
D. Rapin, J.-L. Sans, H.M. Spinka, Yu.A. Usov, V.V. Vikhrov, B. Vuaridel, C.A.Whitten, A.A. Zhdanov :
ANGULAR DEPENDENCE OF THE pp ELASTIC SCATTERING SPIN CORRELATION PARAMETER Aoonn
BETWEEN 0.8 AND 2.8 GeV; RESULTS FOR 1.80 - 2.24 GeV. Phys.Rev. C62 (2000) 064001 1-11.
J. Ball, J.-M. Fontaine, F. Lehar, A. de Lesquen, L. van Rossum, B. Aas, D. Adams, C.E. Allgower, J. Arignon, J.
Arvieux, H. Azaiez, P. Bach, L.S. Barabash, Y. Bedfer, B. Benda, M. Beddo, N.S. Borisov, A. Boutefnouchet, J.
Bystrický, P.-A. Chamouard, P. Chaumette, P. Chesny, M. Combet, S. Dalla Torre-Collauti, Ph. Demierre, J.
Deré gel, Ph. Drompt, G. Durand, A.P. Dzyubak, J. Fabre, G. Gaillard, C. Gaudron, V. Ghazikhanian, J.-P.
Godour, J. Gordon, J. Gosset, D.P. Grosnick, T. Hasegawa, R. Hess, G. Igo, Z. Janout, Z.F. Janout, T.E. Kasprzyk,
V.A. Kalinnikov, Yu.M. Kazarinov, B.A. Khachaturov, R. Kunne, C.D. Lac, W.R. Leo, D. Lopiano, M. de Mali,
A. Martin, J.P. Meyer, A. Michalowicz, G. Milleret, A. Nakach, C.R. Newsom, T. Niinikoski, Y. Onel, V.N.
Matafonov, A. Penzo, F. Perrot-Kunne, F. Petit, I.L. Pisarev, A.A. Popov, A.N. Prokofiev, D. Rapin, M.
Rieubland, J.-L. Sans, T. Siemiarczuk, J. Simmons, P. Sormani, F. Sperisen, H.M. Spinka, A. Teglia, Yu.A. Usov,
V.V. Vikhrov, A. Villari, J. Vrzal, B. Vuaridel, J. Yonnet, C.A. Whitten and A.A. Zhdanov : PROTON-PROTON
DATA MEASURED BY THE NUCLEON-NUCLEON COLLABORATION AT SATURNE II . CTU Reports
(Prague) 4 (2000) 247 pages (in English).
Připravil: Prof. Ing. Zdeněk Janout, CSc.
PŘÍLOHA 7.
Neutronografická strukturní analýza materiálů a rozvoj metod
založených na vlnových vlastnostech neutronů.
Tato problematika VZ č. 18 je řešena na KIPL FJFI ČVUT (ČVUT - K411). Průběh řešení tohoto
tematické ho podúkolu je spolu s plány na další rok podrobně popsán v příloze vypracované
zodpovědným řešitelem prof. Ing. Stanislavem Vratislavem, CSc. V návaznosti na dlouhodobý
výzkumný program laboratoře neutronové difrakce KIPL FJFI: "Neutronografická strukturní analýza
materiálů a rozvoj metod založených na vlnových vlastnostech neutronů" byly stanoveny cíle té to části
výzkumné ho záměru "Matematické metody a fundamentální experimenty ve fyzice mikrosvěta" takto:
- Výzkum strukturních parametrů a jejich transformací technicky perspektivních materiálů metodikami
rozptylu tepelných neutronů.
- Kombinace difrakční techniky pro konstantní vlnovou dé lku s technikou „time of flight“ ( spolupráce
s Laboratoří neutronové fyziky SÚJV Dubna ).
- Modernizace experimentálního zařízení spojené ho s difraktometru KSN-2.
Průběh řešení v roce 2000
- Sloučeniny typu (N(H/D)4Rb1-xMnF3. Byly proměřeny vzorky tohoto systé mu (N(H/D)4Rb1-xMnF3
pro složení x od 0,75 do 1,0 v teplotním intervalu mezi teplotou pokojovou a 7 K. Pomocí Rietveldovy
difrakční analýzy byl získán kompletní soubor strukturních parametrů a stanoveny charakteristiky
strukturních transformací v závislosti na složení a teplotě. Pro základní složení x=1 vykazuje vzorek
kubickou symetrii, která při 182 K přechází v uspořádání orthorhombické [1]. Z dosažených výsledků
bylo možno sledovat vliv substituce skupiny (NH4)+ ionty Rb+. Při studiu teplotní závislosti magnetické
složky rozptylu byla stanovena teplota 75 K, pod kterou se objevuje antiferomagnetické uspořádání.
Výsledky byly prezentovány na konferenci EPDIC v Barceloně [2] a je připravena souhrnná publikace
v časopise Kristalografija.
- Iontové vodiče s perovskitovou strukturou typu: Li0,5-xLa0,5+xTi1-3yM3yO3. Z neutronogramů
naměřených na KSN-2 byly pomocí kódu GSAS a Fourierových diferenčních map jaderné hustoty
určeny strukturní parametry (základní skelet s oktaedry MO6, kde M=Ti nebo Mn/Cr ). Důležitým
výsledkem bylo určení poloh iontů Li+ [3], které podmiňují iontovou vodivost. Výsledky budou
publikovány v roce 2001. Výzkum je prováděn ve spolupráci s katedrou anorganické chemie
University Barcelona a LNF SÚJV Dubna..
- Experimenty „time of flight“ se vzorky zeolitů typu Y.
Probíhá vyhodnocování dat z testovacích experimentů se zeolity typu Na-Y na reaktoru IBR-2
(difrakční technikou „time-of-flight). Od října 2000 studuje na našem pracovišti doktorand S.
Tikhomirov a zabývá se problematikou studia vlastností chemisorbovaných zeolitů.
- V rámci inovace experimentálního zařízení (difraktometr KSN-2) byly prováděny funkční zkoušky
dvojnásobně fokusované ho Si(311) monochromátoru společně s polohově citlivým detektorem. Byly
stanoveny charakteristiky elektronických modulů, testován nový interface k řídícímu počítači difraktometru PCL 9812 a software pro sběr a záznam dat z tohoto detektoru. Dochází tedy ke zlepšení
experimentálních podmínek pro řešení složitých struktur: zlepšení rozlišovací schopnosti, zvýšení
rychlosti snímání difrakčních neutronogramů a vytvoření podmínek pro experimenty „in situ“ [4,5,6].
Pracovníci:
Na řešení VZ se v souladu s původním plánem podíleli pracovníci:
RNDr. Maja Dlouhá, CSc. (100 hod.),
RNDr. Zdeněk Tomiak (200 hod.),
prof. Ing. Stanislav Vratislav, CSc. (100 hod.)
Miroslav Pleninger (technický pracovník) (100 hod.)
Plnění cílů záměru a výstupy:
Plán pro rok 2000 obsahoval tyto úkoly:
- Stanovení strukturních změn a parametrů fázových transformací součenin typu Rb1-x(NH4)xF3
v rozsahu složení x = 0,75 až 1,00 a perovskitů Li0,5-xLa0,5+xTi1-3yM3yO3.
- Testovací experimenty vzorků zeolitů typu Y na difraktometru DN-1 u reaktoru IBR-2 v SÚJV
Dubna.
- Vývoj experimentálního vybavení difraktometru KSN-2 v LND FJFI ČVUT.
Uvedený plán byl splněn, dosažené výsledky budou postupně publikovány v etapě roku 2001.
Mezinárodní spolupráce v té to oblasti probíhala zejmé na s Laboratoří neutronové difrakce SÚJV Dubna.
Výstupy:
[1] Dlouhá M., Vratislav S. and Smirnov L.S.: Neutron Diffraction Study of Structural Features of Phase
Transitions in Rb(1-x)(NH4)xMnF3 Systems,In: Proceeding of Workshop 2000, CTU Reports, February 14-16,
2000, p.65
[2] Dlouhá M., Natkaniec I., Rubin J., Smirnov L., Vratislav S.:Structural and magnetic phase transitions in
(NH4)xRb1-x MnF3 perovskites (0.75≤ x≥1),ABSTRACTS (Edited by J.Rius and X.Torrelles), p.42, Seventh
European Powder Diffraction Conference EPDIC-7, Barcelona, Spain 20-23 May 2000
[3] Dlouhá M., Vratislav S. and Mestres L.: Crystal Structure Refinement of the Li-La-Ti-Mn-O Ionic Conductors
by Neutron Diffraction,In: Proceeding of Workshop 2000, CTU Reports, February 14-16, 2000, p.48
[4] Vratislav S., Dlouhá M. and Bosáček V.: Structure determination of perovskites, high temperature
superconductors and zeolites on the KSN-2 powder neutron diffractometer, In: Proc. of the 15th Meeting of the
International Collaboration on Advanced Neutron Sources, November 6-9, 2000, Tsukuba, Japan
[5] Vratislav S., Dlouhá M., Kalvoda L.: New Instrumentation of the KSN-2 Neutron Diffractometer for Structure
Research, In: Proceedings of Workshop 2001, CTU Report, February 5-7, 2001
[6] Dlouhá M., Vratislav S.: Powder Diffraction Investigations in the Neutron Diffraction Laboratory of the
Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering, Inovace 2000, 7th International Symposium and exhibition,
December 5-8, 2000, Prague
Návrh na upřesnění v dalším období:
Na pracech se budou podílet:
a) M. Dlouhá, M. Pleninger, Z. Tomiak, S. Vratislav.
Připravil: Prof. Ing. Stanislav Vratislav, CSc.