Odseki | Fizika
Odsek za fiziko nizkih in srednjih energij
Slike: 1. 
2. ...
Na Odseku F2 se ukvarjamo z osnovnimi in aplikativnimi raziskavami v atomski fiziki in jedrski fiziki srednjih energij (v območju od XeV do XeV) ter z radiološkim varstvom okolja (predvsem z nadzorom obratovanja jedrskih obratov in nadzorom vsebnosti radioaktivnih snovi v živilih ter okolju).
V okviru Odseka deluje tudi Ekološki laboratorij z mobilno enoto. V letu 2004 je mobilna enota dobila novo vozilo.
Jedrska fizika
a) Osnovne raziskave
Skupina za strukturo hadronskih sistemov je v laboratorijih MAMI (Mainz, Nemcija), Jefferson Lab (Newport News, ZDA) in MIT-Bates (Boston, ZDA) nadaljevala z načrtovanjem, izvedbo in analizo koincidenčnih eksperimentov s polariziranimi elektronskimi žarki in polariziranimi tarčami.
V centru MAMI smo nadaljevali meritev enojne spinske asimetrije v virtualnem comptonskem sipanju na protonih. Ta meritev nam služi predvsem kot merilo za občutljivost comptonskega procesa na posplošene polarizabilnosti nukleona in za določitev področja uporabnosti računa z disperzijskimi relacijami. Obenem je služila tudi kot priprava za dvojno polarizirano meritev, ki smo jo prav tako poskusno izvedli v letu 2004, produkcijsko meritev pa pričakujemo v letu 2005.
Comptonskemu sipanju smo letos posvetili glavno pozornost tudi v Jeffersonovem laboratoriju, le da nam tu instrumentalne prednosti laboratorija omogočajo, da posegamo po globoko virtualnem sipanju. V primeru nevtronske tarče je ta proces edinstveno občutljiv na najslabše poznano posplošeno polarizabilnost nukleona, E.
Natančne meritve, ki smo jih izvedli, omogočajo poznavanje polarizabilnosti E, pomembno ne le za razumevanje elektromagnetne strukture nukleona, temveč tudi zato, ker skupaj s posplošeno polarizabilnostjo H nastopa v Jijevem vsotnem pravilu, ki H in E povezuje z deležem vrtilne količine, ki ga v nukleonu nosijo kvarki [1].
Poleg tega smo v laboratoriju iThemba LABS v Cape Townu v Južni Afriki izvedli meritve visoko-energijskih žarkov gama z detektorskim sistemom AFRODITE. Študirali smo zajetje protona pri reakciji 208Pb(p,gama)209Bi.
Kot prvi na svetu smo z germanijevimi detektorji izmerili žarke gama z energijo 20 MeV in pri tem izboljšali resolucijo za več kot faktor 10 glede na prejšnje meritve [2].
b) Aplikativne raziskave
V letu 2004 smo razvoj novih metod v spektrometriji gama kot vedno zasnovali in izvedli z mislijo na njihovo uporabo v našem laboratoriju. Tako smo v končni izračun aktivnosti radionuklidov v vzorcu iz posameznih črt v spektru, ki mu pripadajo, vpeljali upoštevanje korelacij med njimi.
Za kalibracijo nizkoenergijskih detektorjev smo razvili nov pristop k meritvam izkoristkov za vrh popolne absorpcije in totalnih izkoristkov z radionuklidi, ki sevajo žarke gama v večstopenjskem razpadu. Sistematično smo obdelali negotovosti rezultatov meritev v spektrometriji gama, ki so posledica nenatančnega vedenja o lastnostih in položaju vzorca med meritvijo.
Proučili smo predpostavko o stalnosti razmerja med izkoristkom za vrh popolne absorpcije in totalnim izkoristkom za različne vzorce, na katerem temelji metoda za izračun prvega.
Pristop k določanju ploščin vrhov v spektrih s konvolucijsko metodo smo izpopolnili za iskanje zlitih vrhov. Za določanje globinske porazdelitve radiocezija pri meritvah in-situ smo uporabili simulacije Monte Carlo za izračun celotnega spektra, ki ga nato primerjamo z izmerjenim.
Atomska fizika
V letu 2004 smo izvedli koincidenčni eksperiment, pri katerem smo preučevali razpadno shemo argona pri ionizaciji z elektroni energije 1 keV. V koincidenci smo opazovali Augerjeve elektrone, ki se izsevajo pri razpadu ene ali več lukenj v L lupini in nabojno stanje argonovega iona, v katerem se konča razpad. Spektre smo posneli z dvajsetkrat višjo energijsko ločljivostjo, kot je bila objavljena dosedaj.
Sodelovali smo pri dveh eksperimentih na žarkovni liniji GAPH na tržaškem sinhrotronu Elettra, pri katerih smo opazovali razpad helija v stacionarnem električnem polju.
Teoretično smo obdelali fenomen Youngove interference [3] pri autoionizaciji molekul in s tem v zvezi predlagali poskus.
Pri delu na Evropskem projektu "Interaction of vibratilonally excited hydrogen with fusion relevant materials" smo uporabljali metodo ERDA za določanje globinske porazdelitve koncentracije vodika in devterija v grafitu, ki ga uporabljajo v fuzijskih reaktorjih.
Interdisciplinarnost
V letu 2004 smo objavili odmevne rezultate raziskave o določitvi fizikalnega stanja cisplatina, znanega sredstva v kemoterapiji raka, v liposomskih mešičkih [4].
Aktivno sodelujemo pri iskanju rešitev pri onesnaženju okolja s težkimi kovinami in pesticidi (delali smo z vzorci prsti in gob, kontaminiranih z As - iz Cornwella, UK - ter z vzorci fericianidno-humatnih kompleksov in prsti, onesnaženih z bakrovimi spojinami - iz Italije).
Pomembno je tudi sodelovanje pri raziskavah na področju ohranjanja kulturne dedičine (degradacija papirja na starih rokopisih).
Radiološko varstvo okolja
Laboratorij za dozimetrične standarde (NDS) je bil v letu 2004 uradno priznan s strani Urada RS za meroslovje kot nosilec slovenskega nacionalnega referenčnega etalona za veličine v varstvu pred sevanji.
Dejavnosti laboratorija v okviru slovenske meroslovne mreže obsegajo vzdrževanje sledljivosti etalonov in kalibracije dozimetrov, ki jih sedaj zahtevajo tudi novi predpisi za vse delavce, ki pri delu uporabljajo vire ionizirajočega sevanja. Poleg rutinskih kalibracij za zunanje naročnike smo nadaljevali z izpopolnjevanjem in širitvijo etalonov.
Konec leta je mednarodno priznani strokovni ocenjevalec Slovenske Akreditacije pregledal in ugodno ocenil merilne zmogljivosti na področju dozimetrije rentgenskega sevanja med 40 in 150 keV.
Posredovanje znanja
Pripravili smo 10. mednarodno konferenco PIXE (International Conference on Partical-induced X-ray Emission and its Analytical Applications) 2004 (predsedujoči konference je bil prof. dr. M. Budnar), ki je potekala v Portorožu v Kongresnem centru Hotelov Bernardin od 4.6. do 8.6.2004. Konferenca se je odvijala v organizaciji Instituta "Jožef Stefan" v sodelovanju s Fakulteto za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani ter Društvom matematikov fizikov in astronomov Slovenije. Pokrovitelji konference so bili poleg Ministrstva za šolstvo, znanost in šport, tudi Mednarodna agencija za atomsko energijo (IAEA), Evropsko fizikalno združenje (EPS) ter firma High Voltage Engineering (HVE).
Konferenci je prisostvovalo 127 udeležencev iz 31 držav z vsega sveta. S kvalitetnimi vabljenimi predavanji, referati, dvema posterskima sekcijama in debatami na okroglih mizah, je bila konferenca v strokovnem in organizacijskem pogledu uspešna.
Najpomembnejše objave 2004
- [1] X. Zheng et al. (Hall A Collaboration), Precision measurement of the neutron spin asymmetry A1n and spin-flavor decomposition in the valence quark region, Phys. Rev. Lett. 92 (2004) 012004. [2] M. Lipoglavšek, A. Likar, M. Vencelj, T. Vidmar High resolution measurement of the 208Pb(p, gamma) capture reaction up to E=19 MeV. Phys. lett., Sect. B. 2004, vol. 593, str. 61 [3] R. O. Barrachina, M.Žitnik, Young's interference effect in the autoionization of atoms colliding with molecules, J. Phys. B 37, 3847 (2004) [4] I. Arčon, A. Kodre, R.M. Abra, A. Huang, J. J. Vallner, D. D. Lasič, EXAFS study of liposome-encapsulated cisplatin, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Vol. 33/3-4 (2004) 199-204.