Лаборатория рентгеновской и гамма-спектроскопии, НИЦ "КИ" - ПИЯФ

Начало дифракционных исследований - П.И. Лукирским (1894-1954), О.И. Сумбаевым был создан первый в стране кристалл-дифракционный фокусирующий спектрометр по Кошуа (ГСК-1) (П.И. Лукирский, к сожалению, не увидел готового прибора). На этом спектрометре (установленном на 1-м корпусе в комнате рядом с реакторным залом) уже в 1961 г. была выполнена работа по исследованию эффекта Мессбауэра на изотопах вольфрама (источник - тантал, облученный тепловыми нейтронами в реакторе ВВР-М при потоке 3·10¹⁴н/с·см). (О.И. Сумбаев, А.И. Смирнов, В.С. Зыков).

Развитая О.И. Сумбаевым теория упругой квазимозаичности кристаллов дала уникальную возможность регулировать в пределах нескольких порядков светосилу и разрешение приборов путем выбора соответствующих кристаллографических плоскостей и радиусов изгибов кристаллов.

В результате О.И. Сумбаевым и А.И. Смирновым был сконструирован и построен новый 4-х метровый гамма-спектрометр ГСК-2, установленный на горизонтальном канале реактора ВВР-М вскоре после его пуска, для изучения гамма-спектров в (n,γ)-реакциях (рабочий диапазон энергий от 40 кэВ до 1600 кэВ). Это единственный прибор, который столько времени успешно проработал на реакторе и работает в настоящее время, более того, после нескольких модернизаций, проведенных В.Л. Алексеевым и В.Л. Румянцевым (одна из них - изготовление кристалла, где использовались рекомендации, полученные в работах О.И. Сумбаева, А.В. Тюниса, А.С. Рыльникова и В.М. Самсонова по выбору рабочих кристаллографических плоскостей кристалла и ориентации его вырезки) он имеет рекордное разрешение и не имеет себе равных в мире среди фокусирующих спектрометров.

Рис.1. Схема расположения кристалл-дифракционного гамма-спектрометра ГСК-2 на горизонтальном канале реактора ВВР-М.

Уже в одной из первых работ на нем были получены результаты (О.И. Сумбаев, В.Л. Алексеев, Д.М. Каминкер, А.И. Смирнов, В.А. Шабуров, 1963 г., более подробная статья - 1965 г.), которые до сих пор остаются загадкой и требуют своего объяснения. Это - работа по изучению гамма-спектра родия, в котором впервые была обнаружена нестатистичность в распределениях гамма-линий по энергиям. Измерено около 160 линий. Вместо хорошо известного случайного распределения уровней с учетом их "отталкивания" было обнаружено "притяжение", т.е. группирование уровней. Кроме того, расстояния между группами оказались кратными. О.И. Сумбаев обратил внимание на то, что это явление очень похоже на эффект синхронизации, известный для частот системы осцилляторов с нелинейной связью. Его расчеты таких систем показывают удивительное совпадение в распределениях частот осцилляторов и энергий ядерных уровней, хотя до сих пор ведутся дискуссии о природе и даже наличии самого явления.

На том же спектрометре ГСК-2 был предусмотрен вариант головки с двумя плоскими кристаллами, в результате чего спектрометр превращался в двухкристальный. На нем впервые были зарегистрированы гамма-линии из (n,γ)-реакций с энергиями вплоть до 6 МэВ, кроме того он имел рекордное разрешение ~1 угл.сек. (специально сконструированный, считавшийся лучшим в то время двухкристальный спектрометр Ноулса имел разрешение 3 угл.сек. и диапазон энергий лишь до 4.5 МэВ.)