Vārds Uzvārds Amats Tālrunis Kabinets E-pasts
Daina Riekstiņa Laboratorijas vadītāja 67261304 330 Daina.Riekstina@cfi.lu.lv
Tamāra Krasta Vadošā pētniece 67261304 330 daina.riekstina@cfi.lu.lv
Ļubova Simonova Vadošā pētniece 67261304 330 daina.riekstina@cfi.lu.lv

Radiācijas fizikas laboratorijas (RFL) darbības pamatvirzieni ir eksperimentālie un teorētiskie kodolu struktūras pētījumi, kā arī kodolfizikas metožu izmantošana apkārtējās vides un fizikālo procesu pētījumos.

Atkarībā no konkrētā kodola protonu un neitronu skaita un ierosinājuma enerģijas, tā formu var aprakstīt kā stipri deformētu aksiāli-simetrisku rotatoru, γ-nestabilu trīsasu rotatoru, vai sfēru. RFL veicamie kodolu struktūras pētījumi galvenokārt saistīti ar deformācijas pārejas apgabalu ap masas skaitli A~190. Kodola formas izmaiņa būtiski iespaido kodola īpašības, it sevišķi tā zemāko ierosināto līmeņu sabrukšanas shēmu. Apgabalā pie A~190 kodolu struktūrā novērojamo formas maiņas fāzu pārejas izraisīto efektu izpētei ir liela nozīme mūsdienu kodola uzbūves modeļu attīstībā.

Beidzamā laikā RFL pievērsusies arī pētījumiem par kodolreakciju izraisītā sekundārā starojuma ietekmi uz materiālu struktūru. Šie efekti kļūst būtiski, ja materiāli tiek pakļauti intensīvam jonizējošo daļiņu starojumam ar enerģiju virs 5 MeV/daļiņa. Šiem pētījumiem ir nozīme pielietojumos kā materiālu zinātnēs, tā arī medicīnā.

Kodolfizikas metožu praktisko pielietojumu jomā RFL veic dabisko (K-40, Th-232, U-238), un mākslīgo (Cs-137, H-3) izotopu aktivitātes mērījumus dažādos paraugos: būvmateriālos, augsnē, grunts ūdeņos, dzeramajā ūdenī, u.c. Šie mērījumi tiek veikti ievērojot visas laboratorijas kompetences standarta LVS EN ISO/EIC 17025:2005L prasības.

RFL iegūtajiem rezultātiem ir starptautiska nozīme, jo dati par dažādu kodolu īpašībām un struktūru ir nepieciešami ne vien mūsu fundamentālo priekšstatu papildināšanai par fiziskās pasaules uzbūves ainu, bet arī kodolfizikas pielietojumiem astrofizikā, materiālu zinātnēs, vides pētījumos, medicīnā un enerģētikā. Tāpat RFL iegūtie rezultāti dod praktisku ieguldījumu Latvijas vides aizsardzībā un kodolfizikas metožu izmantošanā citos pētījumu virzienos.

Nozīmīgi rezultāti tika iegūti izstrādājot un teorētiski interpretējot nepāra-nepāra 192Ir ierosināto līmeņu shēmu līdz ~ 530 keV enerģijai. Šajā darbā tika izmantoti agrāk veikto eksperimentu rezultāti. Tika parādīts, ka 192Ir ilgi dzīvojošā (241 gadi) izomērā stāvokļa struktūra un kvantu skaitļi ir 11- (p:11/2[505] + n:11/2[615]), tāpat kā abos kaimiņu nepāra-nepāra izotopos 190,194Ir. Būtisks sasniegums ir trīs jaunu gamma-vibrācijas stāvokļu atklāšana 192Ir kodola struktūrā.

Izmantojot siltuma neitronu satveršanas reakcijas γγ-sakrišanu mērījumu datus, kas iegūti ar liela tilpuma Ge detektoriem reaktorā Režā (Čehija), un summāro γ-starojuma spektru enerģijas intervālā no 105 līdz 1860 keV, kas reģistrēts ar augstas izšķirtspējas kristāla difrakcijas spektrometru GAMS5 Grenoblē, tika izstrādāta nepāra-nepāra 188Re kodola ierosināto līmeņu shēma līdz ~1.5 MeV. Izveidotā 188Re shēma satur 175 enerģētiskos līmeņus: 114 negatīvās pārības līmeņus, un 61 pozitīvās pārības līmeņus. Iegūtās līmeņu shēmas analīze divu kvazidaļiņu un rotatora mijiedarbības modeļa ietvaros ļāva noteikt aksiāli-simetrisko un neaksiālo stāvokļu līdzāspastāvēšanu 188Re, kas liecina par šā kodola tuvumu formas fāzu pārejas apgabalam.

2012. gadā uzsākts darbs pie nepāra-nepāra 186Re kodola struktūras pētījumiem. Izmantojot bagātināto 185Re mērķi tika veikti siltuma neitronu satveršanas reakcijas mērījumi Grenoblē. Summārais γ-starojuma spektrs tika nomērīts enerģijas intervālā no 100 keV līdz 2 MeV ar augstas izšķiršanas spējas spektrometru GAMS5.. Summārā spektra apstrāde ļāva noteikt enerģijas un intensitātes pāri par 188Re 500 γ-līnijām. Izmantojot iegūtos datus, kā arī Minhenes tandēma paātrinātājā iegūtos 187Re(p,d)186Re reakcijas mērījumu rezultātus, notiek darbs pie 186Re ierosināto līmeņu shēmas izstrādes.

RFL eksperimentālie kodolu pētījumi ir cieši saistīti ar teorētiskajiem kodolu struktūras aprēķiniem, izmantojot gan kolektīvos (rotatora plus daļiņas), gan algebriskos (bozonu mijiedarbības) kodolu modeļus. Šie aprēķini ļauj noteikt robežu, līdz kurai var izmantot tradicionālo kodolu modeļu priekšstatus kritiskos apgabalos, kad notiek kodola formas kvantu fāžu pārejas no izstieptās uz saspiesto formu, kā arī no deformētās uz sfērisko. Nepāra-nepāra kodolu gadījumā veiktie modeļa aprēķini ļauj iegūt informāciju par valences nuklonu atlikuma mijiedarbību kodola serdes vidējā laukā un pētīt NN-mijiedarbības potenciāla izotopisko atkarību. Pārejas apgabala kodoli, pateicoties lielam ierosināto līmeņu blīvumam, ir interesants objekts kvantu haosa pētījumiem saistībā ar kodola formas fāžu pārejām.

Kodolfizikas metožu pielietojumu jomā RFL zinātnieki turpina darbu pie mākslīgo radionuklīdu: 137Cs, 90Sr, 3H augsnes, gruntsūdeņu un virszemes ūdeņu paraugos potenciāli piesārņotās vietās Latvijā. Iegūti dati par radionuklīdu akumulāciju un migrāciju ilgstošā laika posmā, to atkarību no gadalaika un klimatiskajiem apstākļiem. Monitorings veikts zonās ap Salaspils slēgto kodolreaktoru un radioaktīvo atkritumu glabātuvi. Veikti pētījumi par masu attiecības cements/ūdens ietekmi uz cementa masas cietēšanu, cementējot šķidros radioaktīvos atkritumus, un par radionuklīdu: 3H un 137Cs difūziju ūdenī sistēmā: cementa masa-ūdens.

Veikti pētījumi par radionuklīdu koncentrācijas atbilstību ES direktīvām dzeramā un pārtikas rūpniecībā izmantojamā ūdens kvalitātei visā Latvijas teritorijā, kā arī detalizēti pētījumi par dabisko radionuklīdu (40K, 226Ra, 232Th, 235U) saturu dažādu firmu ražotos celtniecības materiālos, kuru pamatā ir māls.

Papildus tiešo aktivitātes mērījumu veikšanai vides un tehnoloģiskajos paraugos noris darbs pie jaunu pielietojamās kodolfizikas metodiku izstrādes radionuklīdu noteikšanai dažādās matricās, izmantojot gamma un beta spektrometriju. Tāpat noris darbs pie priekšnosacījumiem, lai, izmantojot projektējamo ciklotronu, atjaunotu Latvijā aktivācijas analīzes metodes pielietošanu materiālu izotopiskā sastāva pētījumiem.

Latvija:

  • Latvijas Universitātes Ķīmiskās fizikas institūts, (Dr. G. Kizane)

Francija:

  • Laues-Lanževēna institūts, Grenoble (Dr. M. Jentschel)
  • Misisipi Universitāte (Prof. A. Afanasjev)

Polija

  • Varšavas universitātes Fizikas fakultāte (Dr. W.Urban)

I.Manika, R.Zabels, J.Maniks, K.Schwartz, R.Grants, T.Krasta, A.Kuzmins. Formation of dislocations in LiF irradiated with 3He and 4He ions. J. of Nucl.Mat., 507, 2018, pp. 241-247.

D.Riekstina, J.Berzins, T.Krasta, G.Kizane, J.Rudzitis. Impact of the former Salaspils nuclear reactor on the surrounding territory. Latvian J. of Phys. and Techn. Sciences, Vol. 52, No. 3, 2016, pp. 67-76.

D. Riekstina, J. Berzins, T. Krasta, O. Skrypnik, J. Alksnis. Longtime radionuclide monitoring in the vicinity of Salaspils nuclear reactor, “Strahlenschutz fur Mensch und Umwelt”, Publication Series: Fachverband fur Strahlenschutz e.V., 2016, pp.182-187.

J. Bērziņš , T. Krasta , L. Simonova, M. Balodis, V. Bondarenko, M. Jentschel, W. Urban, I. Tomandl. Levels of 188Re nucleus populated in thermal neutron capture reaction. Nucl. Phys,. A947, 2016, p.76-126.

D.Riekstina, J.Berzins, T.Krasta, O.Skrypnik, J. Rudzitis, J. Alksnis. Assessment of Radionuclides in Environment in Latvia. Proc. of the 3rd Int. Conf . on Radiation and Appl. in various Fields of Research. June 8-12, 2015, Budva, Montenegro, pp. 375 -380.

M. Balodis, T. Krasta. Levels of two-particle and gamma bands in 192Ir. Nucl.Phys. A933, 2015, pp.189-211.

M. Balodis, J.Berzins, T. Krasta, L Simonova. Gamma bands in doubly odd rhenium and irridium nuclei. Proc. of the 15th Int Conf. Capture Gamma-Ray Spectroscopy and Related Topics, EJP Web of Conferences Vol. 93, 2015, 01043.

J. Berzins, T. Krasta, L Simonova, M. Jentschel, W. Urban. Levels of 188Re populated in thermal neutron capture reaction. Proc. of the 15th Int Conf. Capture Gamma-Ray Spectroscopy and Related Topics, EJP Web of Conferences Vol. 93, 2015, 01045.

D.Riekstina, J.Berzins, T. Krasta, R. Svinka, O.Skrypnik. Natural radioactivity in clay and building materials used in Latvia. Latvian J. of Phys. and Techn. Sciences., V. 52, Nr. 3, 2015, pp. 58-66

D. Riekstina, V. Skvorcova, O. Veveris. Application INNA for investigation of magnesium and aluminium materials. J. of Radioan. and Nuclear Chemistry, 2013, V, Issue, pp. 1907-1911.

V. Bondarenko, I. Tomandl, J. Honzátko, H.-F.Wirth, T. von Egidy. Nuclear levels of 183W studied with (n,γ) and (d, p) reactions. Nucl. Phys. A 856, 2011, pp. 1-45.

Autoru kolektīvs, Salaspils zinātniskā kodolreaktora 50 gadi (Rakstu krājums),Rīga, Zinātne, 2010, lpp. 51-63; lpp.162-166.

M. Balodis, I. Tomandl, V. Bondarenko, L. Simonova, T. Krasta, J. Bērziņš. Low-lying levels of 188Re nucleus from gamma-gamma coincidence measurements, Nuclear Physics A 847, 2010, pp.121–148.

D.Riekstina, O.Veveris, A.Skujina, A.Zalkalne. Liquid scintillation spectrometric method for monitoring tritium in ground waters. LSC 2005, Advances in Liquid Scintillation Spectrometry, Univ. of Arizona, 2007, pp.355-358.

A.Pavlenko, N.Mironova-Ulmane, M.Polakov, D.Riekstina. Investigation of EPR signals on tooth enamel, J. of Physics: Conference Series 93, 2007,012047, Functional Materials and Nanotechnologies (FM&NT 2007) IOP Publishing.

J.Proskurins, A.Andrejevs, T.Krasta, J.Tambergs. Studies of Phase Transitions and Quantum Chaos Relationships in Extended Casten Triangle of IBM-1. Physics of Atomic Nuclei (Russia), vol.69, No.7, 2006, pp. 1248-1253.

V.Bondarenko, J.Honzatko, I.Tomandl, T.von Egidy, H.F.Wirth, A.M.Sukhovoj, L.Simonova, P.Alexa, J.Berzins, R.Hertenberg, Y.Eisermann, G.Graw. Low-spin mixed particle-hole structure in 185W. Nucl. Phys. A762, 2005, pp.167-215.

J.A.Castilho Alcaras, J.Tambergs, T.Krasta, J.Ruža, O.Katkevičius. A dimension formula for reduced plethysms. J.Phys.A: Math.Gen., Vol.38, 2005, pp.7501-7508.

J.A.Castilho Alcaras, J.Tambergs, T.Krasta, J.Ruža, O.Katkevičius. Plethysms and Interacting Boson Models. J.Math.Phys., Vol.44, No.11, 2003, pp.5296-5319.

V.Bondarenko, J.Berzins, P.Prokofjevs, L.Simonova, T.von Egidy, J.Honzatko, I.Tomandl, P.Alexa, H.F.Wirth, U.Koster, Y.Eisermann, A.Metz, G.Graw, R.Hertenberger, L.Rubacek. Interplay of quasiparticle and phonon excitations in 181Hf observed through (n,g) and (d,p) reactions. Nucl. Phys. A709, 2002, pp.3-59.

T.Krasta, J.Ruža, J.Tambergs, O.Katkevičius, J.A.Castilho Alcaras. Binding Energies and Radii of α-cluster Type Nuclei from the Strictly Restricted Dynamics Model Calculations. Nuclear Physics (Russia), Vol.65, 2002, pp.752-757.

P.Prokofjevs, L.I.Simonova, M.Balodis, J.Bērziņš, V.Bondarenko, H.F.Wirth, T.von Egidy, C.Doll, J.Ott, W.Schauer, R.W.Hoff, R.F.Casten, R.L.Gill, J.Honzatko, I.Tomandl, S.Boneva, V.A.Khitrov, A.M.Sukhovoj, D.G.Burke, J.Kvasil, A.Mackova. Nuclear structure of 166Ho studied in neutron-capture, (d,p), and (d,3He) reactions. Phys.Rev. C, vol. 61, 2000, 044305, pp.1-43.