Радиолюминесцентные свойства иона неодима в жидких лазерных средах на основе оксихлорида фосфора

Актуальность темы

диссертации.

Для осуществления инерциального термоядерного синтеза, промышленного разделения изотопов и ряда других крупных проектов необходимы мощные, но, в то же время, и дешевые источники лазерного излучения. Такими источниками вполне могут стать импульсные лазеры с ядерной накачкой, в которых энергия деления атомных ядер преобразуется в энергию лазерного излучения. На сегодняшний день известно уже около трех десятков различных газовых сред, на которых получена генерация при накачке продуктами ядерных реакций [1, 2]. Однако параметры этих сред (небольшая эффективность накачки, малое время жизни верхнего рабочего уровня) пока не могут в полной мере удовлетворить требованиям, предъявляемым к активным средам будущих мощных лазеров с ядерной накачкой. С другой стороны, известночто кроме газовых сред в лазерах широко используются конденсированные среды. Эти активные среды имеют большие времена жизни верхних лазерных уровней и с высокие концентрации активных ионов, что позволяет получить большую мощность лазерного излучения. Для лазеров с ядерной накачкой жидкие среды представляют особый интерес, поскольку в них можно гомогенно распределить делящееся вещество. Это позволит на порядок увеличить эффективность ядерной накачки за счет полного использования энергии осколков деления при их торможении в лазерной среде. Кроме того, использование урансодержащей жидкой лазерной среды позволит осуществить прокачку лазерной жидкости и тем самым решить проблему отвода избыточного тепла, которая особенно актуальна в условиях ядерной накачки. Несмотря на эти преимущества, развитие жидкостных лазеров с ядерной накачкой значительно отстает от развития лазеров на газовых смесях. В настоящее время разрабатываются два вида жидкостных лазеров, в которых используется преобразование кинетической энергии осколков деления ядер в лазерное излучение и которые различаются по способу накачки: лазеры с прямой ядерной накачкой и лазеры с ядерно-оптической накачкой. При прямой ядерной накачке лазерная среда возбуждается непосредственно осколками деления, при этом область накачки и область снятия инверсии совмещены. При ядерно-оптической накачке область ядерной накачки и область снятия инверсии разделены. Во втором случае область ядерной накачки (конвертор) играет роль «ядерной лампы», которая преобразует энергию деления ядер в световую, а область снятия инверсии (активный элемент) — обычный лазерный элемент, накачиваемый этим светом. Ожидается, что кпд лазеров с прямой ядерной накачкой будет выше кпд лазеров с ядерно-оптической накачкой. Наиболее актуальной проблемой при разработке лазеров с прямой ядерной накачкой является создание эффективных лазерных урансодержащих сред, что невозможно сделать без понимания физических процессов, протекающих при преобразовании кинетической энергии осколков деления в возбуждение излучающих ионов редкоземельных элементов. В случае лазеров с ядерно-оптической накачкой главной проблемой является создание эффективного конвертора.

На первом этапе исследований жидких сред для лазера с ядерной накачкой были изучены свойства растворов хелатов европия [3], содержащих *" и, в условиях реакторного облучения. Получено, что эффективность преобразования кинетической энергии осколков деления. в энергию люминесценции иона Ей составляет 4%. В то же время, в работе [4] при исследовании аналогичных растворов в условиях реакторного облучения была получена эффективность световыхода всего 0.01%. В работах [5, б] изучали радиолюминесцентные свойства хелатов европия при возбуждении растворов интенсивным импульсным пучком электронов с энергией 0.9 МэВ. Максимальная эффективность преобразования энергии электронов в энергию возбуждения ионов европия составила 12%, что вполне удовлетворительно согласовывалось с данными работы [3]. В то же время, в этих работах было отмечено, что органические растворители, к которым относятся хелаты, являются фотои радиационно-нестойкими средами и изменяют свои характеристики в процессе импульса накачки, что делает проблематичным использование их в качестве сред ЛЯН.

В конце 60-х и 70-е годы были созданы низкопороговые мощные лазеры на апротонных неорганических жидкостях, активированных неодимом [7, 8]. В работах [4, 9] приведена информация о первых экспериментах по исследованию радиолюминесценции апротонных неорганических жидкостей на основе оксихлорида фосфора РООз-БпСЦ в условиях реакторного облучения. В этих работах было получено, что световыход растворов, соактивированных Еи3+ и.

Л^г о г лтг и, составил 0.08% [4], а растворов соактивированных N<1 и" и — 0.1% [9]. Таким образом, из работы [4] следует, что световыход растворов европия в оксихлориде фосфора в 4−8 раз выше, чем хелатов европия. Поэтому, несмотря на низкие значения световыхода, полученные в работах [4, 9], представляло несомненный интерес продолжить исследования радиолюминесцентных и других оптических свойств апротонных неорганических жидкостей при их возбуждении тяжелыми заряженными частицами.

В конце 80-х годов в ГНЦ РФ-ФЭИ были начаты исследования, направленные на изучение конденсированных лазерных сред для ЛЯН. Исследования радиолюминесцентных свойств лазерных материалов были начаты с изучения временных распределений и распределений по длинам волн Р (Х) фотонов радиолюминесценции неодима в кристалле УзА^О^^с!34″ при возбуждении осколками деления 252С5 и а-частицами 239Ри (Еа=5.1МэВ). Измерения распределений в режиме счета одиночных фотонов были выполнены методом задержанных совпадений. Результаты этой работы позволили сделать ряд важных выводов. Оказалось, что время жизни верхнего лазерного уровня иона неодима, положение и ширина люминесцентной линии лазерного перехода ^ъп—^Ьт не зависят от способа возбуждения кристалла. Так же как и при оптическом возбуждении иона неодима форма линии радиолюминесценции описывается распределением Лоренца. Эффективность накачки верхнего лазерного уровня 8 [10], напротив, зависит от способа возбуждения лазерного кристалла и от вида ионизирующего излучения. Важно отметить, что при возбуждении а-частицами эффективность накачки иона неодима примерно такая же, как и при возбуждении осколками деления, и только в 2 раза ниже, чем при возбуждении электронами.

При облучении лазерных кристаллов электронами [11], а-частицами и осколками деления возбуждение происходит в поверхностных слоях вещества толщиной 10−100 мкм из-за больших сечений взаимодействия перечисленных видов ионизирующего излучения с веществом. Для осуществления объемной гомогенной накачки лазерных материалов продуктами ядерных реакций была развита методика подпороговой диагностики с использованием облучения сред быстрыми нейтронами из мишени ускорителя КГ-03 ГНЦРФ-ФЭИ [10, 12]. Эта методика позволила провести абсолютные измерения выхода фотонов радиолюминесценции и получить информацию как о люминесцентно-кинетических свойствах иона активатора, так и об эффективности накачки верхнего лазерного уровня продуктами ядерных реакций. В результате этого этапа работы были получены данные об эффективности накачки тяжелыми заряженными частицами верхнего лазерного уровня иона неодима в бинарных апротонных растворителях РОС13−8пС14, 80С12−0аС13, гпС12-ОаС13 и 82ОС12-ОаС13 [13−15], а также данные о радиолюминесцентных свойствах Еи3+, ТЬ3+ и Мп2+ в апротонных растворителях и в тяжелой воде. Из анализа полученных данных был сделан вывод, что такие лазерные свойства ионов активатора как люминесцентное время жизни верхнего лазерного уровня, положение и ширина линии люминесценции, соответствующей лазерному переходу, сечение вынужденного излучения и коэффициенты ветвления люминесценции слабо зависят от способа возбуждения среды и с высокой точностью совпадают с данными параметрами, измеренными при оптической накачке. Эффективность накачки тяжелыми заряженными частицами оказалась наибольшей для растворов 80С12−0аС13-Кс13+, затем несколько ниже для РОС13−8пС14-Ш3+ и 82ОС12-ОаС13-Ш3+ и ещё ниже для гпС12-СаС13-Ш3+. Затем перед исследователями встала задача введения делящегося вещества в состав конденсированной среды. В качестве делящегося материала был выбран 235и, поскольку на нем возможно получение цепной ядерной реакции. Последующие работы по созданию урансодержащей лазерно-активной жидкости показали, что при добавлении урана в виде солей уранила (235иОч2+) в вышеперечисленные лазерные растворы идет процесс фотовосстановления, уранил меняет свою валентность и переходит из 6-ти в 4-х валентное состояние. Этот процесс значительно ухудшал лазерные свойства среды [16, 17]. Было установлено, что константа скорости протекания процесса и6+—>и4+ зависит как от свойств растворителя, так и от методики приготовления уранилсодержащих растворов, активированных ионами редкоземельных элементов. Специальная.

235 24* з+ методика синтеза лазерно-активных жидкостей РОС1з-8пС14- 1Ю2 -N (1 [18] позволила частично решить проблему стабилизации и02 и приготовить растворы с характеристиками, удовлетворяющими требованиям, предъявляемым к лазерным жидкостям. На этих растворах была получена генерация на ионах неодима при оптической накачке и показано, что невозбужденный уранил не влияет на лазерные свойства неодима [19].

Исследования процессов взаимодействия между уранилом и трехвалентными ионами редкоземельных элементов (РЗЭ3+) в РОС1з-8пС14 и 020 были выполнены спектрометрическими и люминесцентно-кинетическими методами. Впервые был обнаружен эффект сенсибилизированной уранилом люминесценции неодима [20, 21], Ег3+ [21] и Еи3+ [22] в РОС13−8пС14, установлено наличие полиядерных комплексов — и022± РЗЭ3+ [20, 23, 21], изучена кинетика их образования [20].

Для исследования механизма преобразования энергии тяжелых заряженных частиц в оптическое излучение был развит метод измерения радиационноо | химического выхода в возбужденных РЗЭ в а-активных растворах, ллг содержащих уран, обогащенный по изотопу и. Эффективность накачки 5 верхнего лазерного уровня РЗЭ и в связаны соотношением: 5=0-Е2/100, где Е2 — энергия верхнего лазерного уровня. В результате изучения и анализа большого количества апротонных растворов разного состава, соактивированных 235Ш22+ и РЗЭ3+ (РЗЭ: N<1, Ей, ТЬ, Ег, Рг, Бу, Бш и Но) были сделаны следующие выводы: 1) установлено, что выходы возбужденных ионов европия в растворах на основе РОСЬ-БпСЦ в 4 раза выше, чем в 020- 2) показано, что эффективность возбуждения РЗЭ3+ а-частицами зависит как от состава комплекса с центральным ионом РЗЭ3+, так и от структуры электронных уровней иона редкоземельного элемента [24, 25].

Также был выполнен большой цикл работ по изучению оптических свойств урансодержащих лазерных жидкостей, возбужденных осколками деления в условиях импульсного облучения на реакторе БАРС-6 ГНЦ РФ-ФЭИ [26−28, 29, 30]. Приготовленные по методике [18] лазерно-активные среды для жидкостного реактора-лазера представляют собой раствор РОСЛз-БпСЬг и02 -N (1, в котором концентрация ядер ионов неодима составляет (2−3)-10 см" 3, концентрация ионов 235и — не менее 5−1019 см" 3, время жизни метастабильного состояния — не менее 200 мкс, сечение вынужденного излучения — 8−10″ 20 см² и показатель неактивных потерь на длине волны генерации не более 10~2 см" 1. Параметры синтезированных урансодержащих лазерно-активных сред соответствуют требованиям, предъявляемым к хорошей лазерно-активной среде. С данной лазерно-активной средой были проведены первые эксперименты по получению лазерного эффекта при накачке от импульсного двухзонного реактора БАРС-6, которые проводились в двух геометриях. В первом варианте кювета, окруженная замедлителем нейтронов, помещалась сбоку от реактора. Во втором варианте — между зонами реактора. Ни в первом, ни во втором варианте расположения кюветы относительно реактора не удалось зарегистрировать лазерный эффект. Были выделены две главные причины отсутствия генерации. Это термооптические явления, вызванные неоднородностью нейтронного поля по объему кюветы, и наведенные осколками деления дополнительные потери. Изучению этих эффектов было уделено особое внимание. Для изучения термооптических явлений в жидкой лазерной среде в условиях накачки осколками деления была разработана методика измерения пространственно-временных характеристик излучения, прошедшего через возбужденную жидкость [28]. Результаты эксперимента показали, что на свойства жидкости оказывают существенное влияние термооптические явления типа наведенной термооптической линзы с переменным фокусом и термооптического клина [29]. Более подробно методика и результаты эксперимента представлены в работах [28, 30]. С целью определения наведенных дополнительных оптических потерь были выполнены эксперименты по измерению пропускания зондирующего лазерного излучения.

235 возбужденной осколками деления лазерной жидкостью РОСЬ-ЗпСЦио2 -Ьп3+, в которой ион неодима был заменен на лантан, не имеющий полос люминесценции ни в видимом, ни в ближнем ИК диапазоне [27, 29]. В среднем за нейтронный импульс величина наведенного осколками деления оптического поглощения составила (6±2)-10″ 3 см" 1 при удельном энерговкладе 4.6 Дж/см3 [27]. В последующей работе [31] измерены наведенные оптические потери в разные моменты нейтронного импульса и обнаружена корреляция между скоростью энерговклада и наведенными оптическими потерями. Для количественного описания зависимости наведенных оптических потерь от скорости энерговклада осколков деления в лазерно-активной жидкости была разработана теоретическая модель образования пузырьков на треках осколков деления с учетом избыточного давления, появляющегося в кювете в момент импульса, и с учетом переменной концентрации газообразных продуктов радиолиза. Данная модель позволила вполне удовлетворительно описать полученные экспериментальные результаты [31]. С целью уменьшения рассеяния электромагнитного излучения, наведенного треками осколков деления при ядерной накачке, было решено увеличить давление в среде. В работе [32] показано, что увеличение давления до 25 атм приводит к уменьшению наведенных осколками деления оптических потерь в 2 раза. Для этого была разработана конструкция герметичного контейнера, в котором можно было создать избыточное давление в 25 атм. Также была разработана конструкция фторопластовой кюветы с прижимными окнами. Через тонкую стенку герметичной кюветы давление 25 атм передается лазерной среде. Кроме того, были проведены эксперименты по изучению пространственно-временного распределения оптического излучения при прохождении непрерывного N (1лазера через возбужденную реакторным воздействием среду РОСЬ-БпСЦ-235Ш22+ [28], которые показали, что накачка жидкости осколками деления приводит к существенным изменениям этого распределения в пространстве и во времени. Эти изменения свидетельствуют о сложной эволюции оптических свойств среды в процессе и после импульса накачки. В работе [30] показано, что возникновение термолинзы в жидкости на основе оксихлорида фосфора может быть связано с поглощением тепловых нейтронов ядрами изотопа 35С1 и изотопа 235и, которое приводит к радиальной неоднородности энерговклада осколков деления. После этих работ, уже при непосредственном участии автора, проводились эксперименты на реакторе БАРС-6 при помощи позиционно-чувствительного фотодетектора с целью определения оптимального расположения лазерной кюветы с симметричным полиэтиленовым замедлителем относительно зон реактора. Таким образом удалось несколько уменьшить эффект оптического клина. Все дальнейшие исследования на реакторе БАРС-6 представленные в диссертации проводились при оптимальном расположении активного элемента лазера.

Целью работы является разработка методик и проведение исследований, направленных на получение экспериментальной информации, необходимой для изучения физических процессов, протекающих при прямом преобразовании энергии продуктов ядерных реакций в оптическое и лазерное излучение сред на основе оксихлорида фосфора.

Для изучения процессов, происходящих в среде при ядерной накачке, необходимо было провести работу по изложенному ниже плану. Во-первых необходимо было изучить оптические и лазерные свойства иона неодима в неорганических растворителях на основе РОС1з-МС1п (М: Бп, БЬ, Ъх, Тл и А1). Затем, перейти к изучению радиолюминесцентных свойств иона неодима в > урансодержащих растворах на основе оксихлорида фосфора. В этой части работы необходимо было выяснить наиболее перспективные неорганические растворители, в которых эффективность накачки иона неодима тяжелыми заряженными частицами выше. Далее нами была предпринята попытка получения лазерного излучения при ядерной накачке, которая не увенчалась успехом. Тогда встал вопрос о возможности работы обычного жидкостного лазера с оптической накачкой в нейтронном поле реактора' БАРС-6, ответу на который посвящена одна из глав диссертации. Забегая вперед, отметим, что лазер оставался работоспособным, но происходило изменение режима его работы. ЕГ завершающей главе диссертации представлен метод, позволяющий исследовать соотношение населенностей лазерных уровней иона неодима в процессе ядерной накачки. Следует подчеркнуть, что проведенное комплексное исследование показывает возможность осуществления лазерной генерации.

235 2*Ь 34* иона неодима в неорганической жидкости РООз-БпСЬт иОгN (1 при условии преодоления, наведенных оптических потерь, а также перспективу использования" лазерных сред на основе оксихлорида фосфора в качестве активных сред для лазера с ядерно-оптической накачкой.

Научная новизна.

Большинство результатов, представленных в диссертационной работе, получены впервые.

Разработан и реализован метод исследования радиационно-индуцированных изменений характеристик жидкостного лазера с оптической накачкой в нейтронном поле импульсного реактора БАРО-6. Показано, что в сильных радиационных полях жидкостной лазер на неорганических жидкостях Р0С1з-8пС14-Ш3+ и Р0С13−8пС14−235и022±Нс13+ остается работоспособным.

Разработан и реализован метод исследования радиационно-индуцированных изменений населенности лазерных уровней иона неодима, позволяющий экспериментально изучать зависимости населенностей от скорости энерговклада осколков деления, от концентрации неодима и от времени жизни верхнего лазерного уровня.

Впервые получены зависимости радиационно-химического выхода возбужденных ионов неодима в растворах РОС13-МС1пи02 -N (1 (М: Тл, Zr,.

Бп, БЬ) от концентрации неодима. В растворах Р0С13-МС1п-235и022±Ш3+ (М: Бп, БЬ) радиационно-химический выход возбужденных ионов N (1 растет с ростом относительной концентрации кислоты Льюиса и достигает насыщения.

•7 I при соотношении концентрации.

МС1П]/[ШП больше 3. Такой характер зависимости указывает на внутрикомплексный перенос энергии возбуждения* на-центральный ион № 3+ в этих растворах.

Впервые при оптической* накачке получена лазерная генерация на ионах неодима в новой урансодержащей среде на основе оксихлорида фосфора с пентахлоридом сурьмы.

Практическая значимость работы.

Разработанная и представленная методика исследования радиационно-индуцированных изменений населенности лазерных уровней иона неодима позволяет изучать различные конденсированные среды под влиянием внешнего ионизирующего воздействия. С помощью данной методики показано* что в л" «1 | средах.

РОС13−8пС14- Ш2 наблюдается инверсия населенностеи, которая указывает на возможность достижения ядерно-индуцированной лазерной генерации.

В работе показано, что конденсированные среды на основе оксихлорида фосфора обладают высокой радиационной стойкостью. Данное обстоятельство позволяет использовать жидкостные лазеры в сильных радиационных полях.

Полученные в диссертационной работе данные о вероятности спонтанного излучения, об излучательном времени жизни, о коэффициентах ветвления люминесценции и о сечении вынужденного излучения иона неодима в лазерных средах на основе оксихлорида фосфора могут быть использованы исследователями при моделировании протекающих в них физических процессов.

Высокое сечение вынужденного излучения иона неодима в среде РОС13-ВС13-Ыс13+ по сравнению с традиционно используемыми средами РОС13−8пС14-Ыс13+ и РОС13^гС1,г№ 3+ делает её перспективной для квантовой электроники.

На защиту выносятся следующие основные положения и результаты:

• метод исследования радиационно-индуцированных изменений характеристик жидкостного лазера с оптической накачкой в нейтронном поле импульсного реактора БАРС-6;

• метод исследования радиационно-индуцированных изменений населенности лазерных уровней иона неодима в процессе ядерной накачки;

• экспериментальные и расчетные данные по силам осцилляторов, вероятностям переходов, сечениям вынужденного излучения иона неодима в неорганических растворителях РОС1з-МС1п (М: 8п, вЬ, Ъх, П, В, А1);

• результаты измерения положения и ширины линии люминесценции иона л. неодима в РОС13-ВС13−1Чс1 при возбуждении оптическим излучением и нейтронным потоком реактора БАРС-6;

• экспериментальные данные по радиационно-химическому выходу возбужденного иона неодима в неорганических растворителях Р0С1з-МС1п-235и022±Ш3+ (М: Т, Ъх, Бп, БЬ).

Личный вклад автора.

Разработка методов и экспериментальные исследования, представленные в диссертации, проводились либо лично автором, либо при непосредственном участии автора. Автор принимал активное участие в анализе экспериментальной информации, обсуждениях и опубликовании результатов.

Достоверность полученных результатов подтверждается:

• использованием современных средств регистрации и методов обработки результатов;

• совпадением значений физических величин, получаемых различными методами;

• воспроизводимостью полученных результатов при повторении условий экспериментов.

Апробация работы.

Материалы, представленные в диссертации, опубликованы в работах [35 -51] в виде 3 статей в реферируемых журналах (по перечню ВАК), 9 препринтов ГНЦ РФ-ФЭИ, а также докладов на XVI, XVII, XIX Симпозиумах «Современная химическая физика» (Туапсе, 2004, 2005, 2007), II Всероссийской конференции по прикладным аспектам химии высоких энергий (Москва, 2004), на XXIII Съезде по спектроскопии (Звенигород, 2005), на IV Международной конференции «Физика лазеров с ядерной накачкой и импульсные реакторы» (Обнинск, 2007). Результаты исследований регулярно докладывались и обсуждались на научных семинарах в ГНЦ РФ-ФЭИ.

Структура и объем диссертации

.

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка цитируемой литературы из 98 наименований. Общий объем составляет 133 страницы, включая 54 рисунка и 18 таблиц.

5.3. Выводы.

1. Предложен и реализован метод оценки соотношения населенностей лазерных уровней иона неодима в конденсированных средах при их облучении на импульсном реакторе БАРС-6. Проведены исследования поведения населенностей лазерных уровней иона неодима во времени относительно нейтронной накачки. В районе максимума радиолюминесценции найдена область инверсии населенности. Наличие инверсии населенностей в лазерной урансодержащей среде POCb-SnCLp UO2 -Nd свидетельствует о возможности создания оптического квантового усилителя с ядерной накачкой.

2. По разработанной и поставленной на реакторе БАРС-6 методике можно экспериментально изучать зависимости населенностей нижнего и верхнего лазерных уровней от величины и скорости энерговклада осколков деления, от концентрации неодима и от времени жизни верхнего лазерного уровня.

Заключение

.

В данной работе представлены методы и результаты экспериментальных исследований радиолюминесцентных и генерационных свойств конденсированных лазерных сред для ядерной накачки. Основные результаты и выводы работы заключаются в следующем:

1. В сильных радиационных полях жидкостной лазер на неорганических жидкостях РОС13−8пС14-Ш3+ и РОС13−8пС14−2351го22±Ш3+ остается работоспособным, что играет немаловажную роль для концепции создания лазеров и оптических квантовых усилителей с прямой ядерной накачкой, а также лазеров с комбинированной ядерно-оптической накачкой;

2. Предложен и реализован метод исследования радиационно-индуцированных изменений населенностей лазерных уровней иона неодима в конденсированных лазерных средах в процессе ядерной накачки на реакторе БАРС-6. Проведены исследования населенностей лазерных уровней иона неодима во времени относительно накачки осколками деления урана. В районе максимума радиолюминесценции найдена область инверсии населенности. Данный метод позволяет проследить за изменением населенностей лазерных уровней неодима в исследуемых средах, абстрагировавшись от наведенных осколками деления потерь оптического излучения;

3. Впервые получены зависимости радиационно-химического выхода О возбужденных ионов Ш3+ в растворах Р0С13-МС1п-235и022±Ш3+ (М: Л, Ът,.

ЛЛГ Л I •¦> .

Эп, ЭЬ) от концентрации неодима. В растворах РОС13-МС1п- 1Ю2 -N (1 (М: Бп, ЭЬ) радиационно-химический выход возбужденных ионов Ш3* растет с ростом относительной концентрации кислоты Льюиса и достигает.

I насыщения при соотношении концентраций [МС1п]/[Кс1 ] больше 3. Такой характер зависимости О указывает на внутрикомплексный перенос о I энергии возбуждения на центральный ион N<1 в этих растворах;

4. Впервые при оптической накачке получена лазерная генерация на неорганической жидкости РОСЬ-БЬСЬ, активированной неодимом в присутствии уранила. Из анализа результатов генерационных экспериментов определены сечения вынужденного излучения с на частоте.

10 о рабочего перехода, которые составили (1.0 ± 0.1)-10″ см в растворе Р0С13−8ЬС15-и022±Ш3+ и (7.6 ± 1.0)-Ю~20 см2 в растворах РОС13−8пС14-Ма3+;

5. Впервые измерены спектральные и временные распределения радиационно-индуцированного излучения иона неодима в лазерных жидкостях разного состава в резонаторе с разными коэффициентами отражения зеркал при облучении на реакторе БАРС-6. При регистрации спектров установлено, что ширина полосы радиационно-индуцированного излучения неодима для перехода 4Р3/2—"41ц/2 в пределах экспериментальных ошибок совпала с шириной спонтанного излучения л I.

N (1 и не зависела ни от состава сред, ни от вида ионизирующего излучения, ни от зеркал резонатора. Коэффициент усиления в генерационных экспериментах оказался меньше коэффициента полных потерь. Для увеличения коэффициента усиления следует увеличить скорость энерговклада осколков деления в среду и одновременно увеличить избыточное давления для уменьшения наведенных осколками деления потерь;

6. В ходе работы также выявлено высокое сечение вынужденного излучения иона неодима в РОС1з-ВС1з-Мс13+, что делает эту среду перспективной для использования в квантовой электронике.

В заключение считаю своим долгом выразить благодарность персоналу реакторно-лазерного комплекса за организацию работ на реакторе БАРС-6 и за помощь в проведении экспериментов.

Особую благодарность за научное руководство выражаю Серегиной Елене Андреевне, а также моим коллегам и соавторам Добровольскому Анатолию.

Феодосьевичу, Серегину Артуру Александровичу, Тихонову Геннадию Викторовичу и Киселеву Сергею Владимировичу.

Я благодарен руководителю отделения Дьяченко Петру Петровичу за постоянный интерес к работе и полезные дискуссии, а также всему коллективу лаборатории.

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты № 01−02−16 551-а, № 06−03−96 323-рцентра, № 07−03−96 412-рцентра, № 07−02−96 421-рцентра).