ЛАБОРАТОРИЯ МЕССБАУЭРОВСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ

 
 

Лаборатории

 

Разработки

Титульный лист с автографом Р. Мессбауэра

Томас Нанн, Портной по Штанам, Кавендиш Сквер, Вигмор Стрит № 29, изобрел Систему, основанную на Математическом Принципе, посредством которой, устраняются Затруднения и исправляются Ошибки; Полезность ее для Легкости и Точности в примерке несравненна, и она представляет собой Совершенное Правило для этой Работы, когда-либо открытое. Несколько сот человек (Аристократов, Джентельменов и прочих), получивших Доказательства ее Полезности, признают, что она превосходит все когда-либо испробованное ими.

Объявление, 1815г.

Комплекс приборов многомерной параметрической мессбауэровской спектроскопии. Философия проектирования

Комплекс приборов многомерной параметрической мессбауэровской спектроскопии состоит из универсальных (СМ2201 и СМ 3201), проблемно-ориентированных (СМ 2201DR и СМ 1101TER) и технологических (CM1101Turbo и СМ 1101S) спектрометров.

Предварительный анализ путей практической реализации функциональных возможностей многомерной параметрической мессбауэровской спектроскопии, показал, что наиболее оптимальным способом явится использование модульной, программно-управляемой архитектуры, основанной на международно-признанных стандартах.

Это обусловлено необходимостью синтеза и задания различных законов движения, скоростных диапазонов, параметров спектрометрического тракта, пространственного расположения активных узлов, а также оперативной диагностики устанавливаемых параметров.

Модульный принцип построения приборов предоставил возможность:

  • строить замкнутые системы, позволяющие решать на одном приборе комплекс задач от подготовки и исследования образца до полной обработки экспериментальных данных;
  • создавать приборы, обладающие достаточностью для решения конкретной проблемы, с минимальными затратами временных и материальных ресурсов;
  • делать проектируемую систему открытой, что позволяет непрерывно модифицировать прибор и учитывать потребности экспериментаторов, решающих различные задачи;
  • совершенствовать отдельные подсистемы прибора независимо друг от друга;
  • делать экономичным поиск оптимальных решений при создании приборов;
  • значительно сократить время на разработку и модификацию за счет применения изготовленных ранее модулей;
  • повысить надежность и ремонтопригодность прибора.

Кроме того, анализ показал, что оптимальным путем создания серийного комплекса приборов является тот, который предполагает введение двух этапов: разработку базовой модели и на ее основе создание универсальных, проблемно-ориентированных и технологических спектрометров.

Однако, следует признать, что успешная реализация задач при создании комплекса приборов стала возможной, благодаря системе Томаса Нана, «основанной на Математическом Принципе».

I. Универсальные мессбауэровские спектрометры

СМ 2201 и СМ 3201

Спектрометры Мессбауэра СМ 2201 и СМ 3201 являются многофункциональными приборами широкого назначения и предоставляют возможность проводить автоматическое накопление и последующую обработку спектров.

Спектрометры удовлетворяют требованиям многомерной параметрической мессбауэровской спектроскопии.

Введение в схему эксперимента многократной доплеровской модуляции (2-х кратной для СМ 2201 и 3-кратной для СМ 3201) и резонансных преобразователей спектральной линии (резонансных детекторов, фильтров, поляризаторов, затворов) расширяет информационный потенциал метода мессбауэровской спектроскопии, приводит к увеличению разрешающей способности и чувствительности метода.

Спектрометр обеспечивает автоматическое накопление спектров в следующих схемах мессбауэровской гамма оптики:

  • Пропускания.
  • Эмиссии.
  • Прямого, малоуглового и обратного рассеяния.
  • Релеевского рассеяния мессбауэровс-кого излучения.
  • Селективно-индуцированного двойного эффекта Мессбауэра.
  • Любых комбинаций вышеупомянутых схем.

II. Проблемно-ориентиронные спектрометры:

Спектрометр Мессбауэра СМ 2201DR

Спектрометр Мессбауэра СМ 2201DR предназначен для исследования динамических процессов в конденсированных средах как содержащих (режим селективно-индуцированного эффекта Мессбауэра), так и не содержащих (режим релеевского рассеяния мессбауэровского излучения) в своем составе ядра резонансного изотопа в условиях высокого разрешения и чувствительности.

Это достигается введением в состав спектрометра резонансных детекторов, применением специальных законов изменения типа доплеровской модуляции и оптимизации гамма-оптической схемы измерения.

Спектрометр Мессбауэра СМ 1101TER

Спектрометр Мессбауэра СМ 1101TER предназначен для исследования поверхности твердого тела при скользящих углах падения, включая диапазон углов полного внешнего отражения резонансного излучения.Особенностью спектрометра является то, что он позволяет проводить измерение спектров одновременно по четырем независимым каналам:

  • γ-излучения, зеркально отраженное ядрами и электронами атомов,
  • электронов конверсии и Оже-электронов, переиз-лученных атомами,
  • характеристического рентгеновского излучения и гамма-излучения, резонансно рассеянного атомами.

Спектрометр позволяет проводить исследования ультратонких слоев поверхности, например, эффективная глубина исследуемой поверхности для длины волны 0,086 нм (излучение 14,4 кэВ) составляет 2 нм и слои в области 0 - 100 нм, 0 - 300 нм, 0 - 600 нм.

III. Технологические спектрометры:

Спектрометры Мессбауэра СМ 1101С и СМ 2101Turbo

Компактный спектрометр СМ 1101С предназначен для технологических применений в лабораториях и заводских условиях, а также в геологических партиях при проведении поисковых работ.

В приборе осуществлена традиционная схема мессбауэровского спектрометра.

Реализация основных принципов спектроскопии и простота технического исполнения, вместе с небольшой стоимостью, позволяют рекомендовать прибор для учебных целей.

В Спектрометре Мессбауэра СМ 2101Turbo, предназначенном для проведения экспрессных исследований веществ, содержащих широкий круг изотопов, с высоким разрешением и чувствительностью введена вторая, синхронизированная с первой, система доплеровской модуляции.

Рекордная чувствительность достигается в эмиссионной геометрии. При проведении экспериментов на соединениях железа получена величина эффекта 1200%. В геометрии пропускания спектрометр позволяет увеличить спектральное разрешение линий (вплоть до 27%), чувствительность (на порядок) и значительно сократить время измерений.

IV. Многофункциональный приборный комплекс

СМ 4201TERLAB

Многофункциональный приборный комплекс СМ 4201TERLAB предназначен для селективного по глубине исследования фазового и элементного состава и физико-химического состояния поверхности и объема конденсированных сред (твердые тела в кристаллическом и аморфном состоянии, многослойные синтетические структуры, наноструктуры и наномагнетики).

Многофункциональность спектрометра заключается в том, что в нем реализованы возможности мессбауэровской и рентген-флуоресцентной спектроскопии, рентгеновской дифракции при нормальных и скользящих по отношению к поверхности углах падения излучения.

Спектрометр позволяет также проводить измерения в режимах рентгеновской рефлектометрии и рентгеновских и мессбауэровских стоячих волн.

Неоценимый вклад в успех разработок внесли к.ф.м.н. В.А. Семенкин, к.ф.м.н. М.Е. Вахонин, А.И. Коссе (Уральский политехнический институт), д.ф.м.н. А.Л. Холмецкий, к.ф.м.н. О. Мисевич, к.ф.м.н. В.Л. Гурачевский (Белорусcкий Госуниверситет), д.ф.м.н. М.А. Андреева (Московский Госуниверситет), д.ф.м.н. В. Г. Семенов, к.ф.м.н. В.В. Панчук и А.К. Авениров (Санкт-Петербургский Госуниверситет), д.ф.м.н. Петрикин Ю.В. (МИФИ), чл.-корр. Афанасьев А.М. (Физико-технологический институт), д.ф.м.н. Е.Ф. Макаров (Институт химической физики), к.х.н. Н.К. Черезов и к.х.н. Б.И. Рогозев (Радиевый институт им. В.Г. Хлопина).

 

ИАП РАН, Рижский пр., 26., Санкт-Петербург, 190103
тел.: (812) 3630719, факс: (812) 3630720, mail: iap@ianin.spb.su