Детекторы для регистрации космических лучей создают в НГУ
Детекторы для регистрации космических лучей создают в НГУ
При столкновении прилетевших из глубокого космоса протонов с атомами газов в составе воздуха возникает каскадное рождение множества частиц. Это явление назвали широкими атмосферными ливнями. Во всем мире космические лучи изучают в обсерваториях. Для детектирования ливней строят гигантские по площади установки. В Бурятии возле озера Байкал расположена одна из таких установок – комплекс TAIGA.
В лаборатории новых методов регистрации ионизирующих излучений Междисциплинарного центра физики элементарных частиц и астрофизики Физического факультета НГУ сконструировали и собирают сцинтилляционные детекторы для комплекса TAIGA. В ноябре отправили получателю 8 устройств, еще 16 отправят в ближайшее время. Всего же предстоит собрать 200 детекторов.
Как рассказал заведующий лабораторией Евгений Кравченко, это уже вторая партия детекторов, которые изготавливают вместе с сотрудниками Института ядерной физики имени Г.И. Будкера СО РАН:
– Наше участие в эксперименте «Тайга» началось в 2015 году, когда к нам обратился директор Института прикладной физики ИГУ Николай Буднев. Ему была необходима установка со сцинтилляционными детекторами для регистрации широких атмосферных ливней. Эти детекторы должны быть достаточно большими по площади, иметь невысокую стоимость и работать в температурном диапазоне от -40 до +40.
Два года ушло на создание конструкции, на третий год вместе с коллегами из ИЯФ выпустили опытную партию 48 детекторов. Частично это было по госзаданию, а также по программе «ТОП-100» и нескольких грантов. Институт предоставлял свои производственные мощности, помощь в разработке конструкции, учил работать с материалами. В НГУ закупали фотоэлектронные умножители. Материал для изготовления сцинтилляторов предоставлял Иркутский госуниверситет. Также в НГУ создали участок по сборке и проверке детекторов. Для новой партии их модернизировали с учетом практики. В частности, за счет использования новых делителей и установки дополнительного усилителя был расширен диапазон линейности отклика детекторов. На Землю прилетает множество заряженных частиц. Есть протоны большой энергии, происхождение которых определить невозможно: траектория их полета искривляется под воздействием магнитных полей. В то же время гамма-кванты, не имеющие заряда, от своей траектории не отклоняются, и ученые могут понять, откуда они здесь.
В новых сцинтилляторах используют комплектующие отечественного производства. Одна из особенностей – герметичность корпуса. Это важно, поскольку детекторы предстоит закопать на глубину полтора метра: космические частицы нередко уходят глубоко под землю. Внутри корпуса расположены сцинтилляционные пластины на основе полистирола. Заряженная частица, попадая на них, производит вспышку, далее свет попадает на переизлучатель-световод и выводится на фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), откуда считывается специализированной электроникой. В конструкции детекторы ФЭУ – самые главные и самые дорогостоящие приборы, они регистрируют очень слабые и короткие вспышки света.
– Данные детекторы с площадью поверхности в один квадратный метр и фотоэлектронным умножителем – это наше изобретение, в разработке которого мы использовали опыт ученых ИЯФ, – объяснил заведующий лабораторией Физфака НГУ. – Все комплектующие – отечественного производства. Подготавливают их к сборке – полируют, гнут и разрезают – в экспериментальном производстве ИЯФ, корпус делают в Академпарке. А сборка происходит непосредственно в нашей лаборатории.
Участие ученых НГУ в проекте «Тайга» только производством детекторов не ограничилось. Они подключились к программе исследования широких атмосферных ливней, задействованы в дежурстве на станции и проведении научных наблюдений.
По информации пресс-службы НГУ
Другие новости на тему
Комментарии