ИССЛЕДОВАНИЕ РЕНТГЕНОВСКОГО
ПОЛЯРИЗАЦИОННОГО ТОРМОЗНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

           Сотрудничеством ФИАН-БГУ-НИИЯФ МГУ ведется исследование процессов образования рентгеновского поляризационного тормозного излучения (ПТИ) в конденсированных средах.

           ПТИ возникает в процессе взаимодействия быстрой заряженной частицы с электронной оболочкой атома. В результате происходит динамическая поляризация оболочки и кулоновское поле этой частицы рассеивается атомными электронами. Развитая к настоящему времени микроскопическая теория ПТИ является основой таких известных процессов, как черенковское, переходное, дифракционное излучение, которые традиционно описывались в рамках макроскопической электродинамики. Характерной особенностью ПТИ, резко отличающей данный механизм излучения от обычного тормозного излучения, является большая величина эффективного прицельного параметра столкновения налетающей частицы с атомом, сравнимым с атомным размером. Благодаря указанной особенности ПТИ, формирующееся в конденсированной среде, становится весьма чувствительным к характеру взаимного расположения атомов среды, т.е. к внутренней структуре среды.

           Наиболее распространенные твердотельные мишени имеют частично упорядоченную атомную структуру поликристаллов. В такой структуре возникают когерентные эффекты в ПТИ, которые проявляются в рентгеновских спектрах в виде пиков. Форма спектра зависит от химического элемента и структуры вещества, от угла наблюдения, от энергии электронов. Задача проводимых исследований заключается в детальном сравнении получаемых экспериментальных данных с разрабатываемой теоретической моделью ПТИ. Эксперименты проводятся на электронном пучке микротрона с энергией 7 МэВ. Схема эксперимента приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема экспериментальной установки.

Рисунок 2. Cпектры ПТИ под углом 90⁰.

           В качестве примера на рисунке 2 дан спектр ПТИ, полученный при прохождении пучка через алюминиевую мишень. На этом же рисунке приведены результаты расчета по теории, разрабатываемой авторами, с учетом и без учета когерентных эффектов.

           Мишень располагались под углом 45⁰ к направлению электронного пучка, а рентгеновский детектор находился под углом 90⁰ к пучку. На рисунках 3-5 представлены полученные в 2006 году спектры ПТИ для мишеней алюминия, меди и никеля. Не вдаваясь в причины и детали формирования каждого из экспериментальных пиков, можно отметить хорошее согласие расчетных спектров с экспериментальными точками. Имеющиеся к настоящему времени результаты дают основание рассчитывать на создание нового метода диагностики атомной структуры частично упорядоченных твердых тел.

Рисунок 3. Cпектр ПТИ от алюминиевой мишени под углом 90⁰.

Рисунок 4. Cпектр ПТИ от медной мишени под углом 90⁰.

Рисунок 5. Cпектр ПТИ от мишени Ni под углом 90⁰.