Ускорители заряженных частиц ЛФВЭ можно использовать в качестве источника нейтронов

На создаваемом в ОИЯИ ускорительном комплексе NICA будут ускоряться протоны и ионы химических элементов широкого спектра: дейтроны, ядра углерода и другие, вплоть до золота. При этом с помощью мегасайенс-комплекса уже сейчас можно получать на выходе различные типы частиц, в том числе нейтроны намного более высоких энергий, чем на реакторе ИБР-2 и установке ИРЕН в Лаборатории нейтронной физики. Нейтроны высоких энергий, в свою очередь, можно использовать для всестороннего испытания нейтронных детекторов, которые будут применяться на ускорителях ОИЯИ и в других научных центрах мира.

Разработка детекторов регистрации нейтронов дает дополнительную важную информацию для целей фундаментальной науки. Нейтроны, как и другие частицы, активно исследуются учеными; они несут информацию о взаимодействиях, которые будут изучаться, в частности, на ускорительном комплексе NICA. Всестороннее тестирование нейтронных детекторов заключается в проверке их работоспособности и определении характеристик, таких, как КПД, коэффициенты перевода сигналов с детектора в энергию, координаты и т. д. Кроме того, исследование детекторов включает в себя нахождение их оптимальных режимов работы для использования в конкретных задачах.

Тестирование нейтронных детекторов на выводе пучка из Нуклотрона в зоне установки МАРУСЯ (Магнитный радиационный универсальный спектрометр) ведется в ОИЯИ с 2011 года. Начальник Сектора теоретической и методической поддержки проектов Научно-экспериментального отдела физики тяжелых ионов на LHC Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ д. ф.-м. н. Антон Балдин пояснил, что МАРУСЯ была запущена в 90-е годы и служила для задач фундаментальной науки.

«Канал МАРУСЯ состоит из двух частей. Одна часть состоит из магнита и двух линз и представляет собой самостоятельный магнитооптический спектрометр, который может вращаться вокруг мишени. Магнит доворачивает пучок частиц из Нуклотрона дальше по каналу вывода пучка», — рассказал он.

К настоящему времени на основе установки МАРУСЯ была создана тестовая зона детектора SPD, которая может быть использована также для испытания как нейтронных детекторов, так и детекторов заряженных частиц. Фактически же проверку работоспособности детекторов возможно проводить на всем протяжении канала вывода пучка из Нуклотрона (126 метров).

Тестированию нейтронных детекторов посвящен препринт ОИЯИ 2019 года, в котором группа авторов показала, как проводятся эти испытания при ускорении дейтронов в диапазоне энергий от сотен МэВ до нескольких ГэВ. Подробнее о такого рода исследованиях рассказал соавтор статьи, научный сотрудник сектора корреляционных исследований ЛФВЭ Дмитрий Дряблов.

Он пояснил, что последовательно ускоренный в двух синхротронных ускорителях – Бустер и Нуклотрон – пучок заряженных частиц в будущем будет выводиться в коллайдер NICA, но в настоящее время реализована еще одна возможность – вывод пучка в соседнее здание (корпус 205 ЛФВЭ) с экспериментальными установками, использующими фиксированные мишени.

Нейтроны высоких энергий получаются наравне с другими частицами в канале вывода пучка из Нуклотрона. Для проведения испытаний нейтронных детекторов требуются именно нейтроны высоких энергий, которые не могут быть получены на реакторе ИБР-2 или установке ИРЕН в ЛНФ, но могут – на ускорительном комплексе ЛФВЭ.

«Мы можем тестировать нейтронные детекторы на нейтронах с большой энергией, ведь именно такие энергии будут использоваться в тех экспериментах, в которых задействованы эти детекторы», – сообщил Дмитрий Дряблов.

С введением в эксплуатацию ускорительного комплекса NICA в здании с фиксированными мишенями расположится комплекс физических установок для прикладных исследований. Планируется, что испытание нейтронных детекторов войдет в число этих прикладных задач.

07.02.2024 | 17:29    482
В дни празднования 300-летнего юбилея со дня основания Российской академии наук стало известно, что научный вклад ряда ведущих ученых Объединенного института ядерных исследований – академиков и членов-корреспондентов РАН – был отмечен высокими...
15.02.2024 | 19:44    365
13 февраля делегация посольства Республики Шри-Ланка в Российской Федерации посетила ускорительный комплекс NICA в Объединенном институте ядерных исследований.
21.02.2024 | 17:09    646
19 февраля 2024 года директору ОИЯИ академику РАН Григорию Трубникову были вручены диплом и мантия почетного доктора Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого.