Создание системы детекторов для регистрации нейтронообразующей компоненты мощных ШАЛ с низким энергетическим порогом регистрации

ГФ ИРН AP08955730

Конкурс: ГФ на 2020-21 гг. со сроком реализации 12 месяцев (МОН РК)

Тема: «Создание системы детекторов для регистрации нейтронообразующей компоненты мощных ШАЛ с низким энергетическим порогом регистрации»

Цель: Создание системы детекторов для сбора данных о нейтронообразующей компоненте мощных ШАЛ с низким энергетическим порогом регистрации, на основе газоразрядных счетчиков 3He.

Актуальность: Детекторы комплекса позволяют подробно исследовать пространственную структуру потока частиц в ШАЛ с энергией E0 порядка 1014 - 1017 эВ. Создание нейтронных детекторов на основе газоразрядных счетчиков 3Hе дает возможность исследовать ранее не регистрировавшиеся потоки тепловых нейтронов в области ствола ШАЛ.

Руководитель:

Вильданова Людмила Ивановна – к.ф.-м.н., ведущий научный сотрудник ФТИ, Scopus ID 6603196964, WoS Q-9478-2017, ORCID ID 0000-0001-8558-9026.

Исполнители:

1. Новолодская Ольга Александровна - к.ф.-м.н., старший научный сотрудник ФТИ, Scopus ID 6504679234, WoS O-9305-2017, ORCID ID 0000-0002-1978-2781 .

2. Таутаев Ернар Мадуарович – научный сотрудник ФТИ, Scopus ID 57188694124, WoS B-3278-2015, ORCID ID 0000-0001-9528-5069.

Краткий отчет и достигнутые результаты

За отчетный период разработана, создана и протестирована система детекторов для регистрации нейтронообразующей компоненты ШАЛ, на основе газоразрядных счетчиков 3Hе. Создано программное обеспечение для работы нейтроных детекторов на основе газоразрядных счетчиков 3Hе.

Получено, что вероятность регистрации нейтронов в детекторе практически не зависит от вида углового распределения налетающего на детектор нейтронного потока. Поэтому можно сделать вывод, что сами по себе детекторы, созданные на основе газоразрядных счетчиков ПД631, обладают заметной эффективностью, с вероятностью регистрации нейтронов≳1%, в энергетическом диапазоне, который начинается с тепловых значений и продолжается вплоть до (0.1–0.3) кэВ. При этом подобные детекторы оказываются наиболее чувствительным к нейтронам, обладающим кинетическими энергиями En ≃ (0.01–0.1) эВ, а в области больших энергий его эффективность падает обратно пропорционально√En. Для всех нейтронных детекторов обеспечивается одновременная регистрация данных двух типов: регулярные измерения скорости счета нейтронов с постоянным периодом порядка нескольких секунд и прецизионная запись формы временного распределения интенсивности сигналов в течение некоторого периода после прохождения фронта широких атмосферных ливней.

Полученные результаты демонстрируют высокую стабильность функционирования программно-аппаратного комплекса. Которая, в свою очередь поддерживалась непрерывно на протяжении длительного времени.

Список публикаций за отчетный период

Список публикаций в изданиях, индексируемых зарубежными информационными ресурсами Web of Science, Scopus.

  1. L. I. Vil’danova, S. B. Shaulov, E. A. Kupriyanova, V. A. Ryabov, A. L. Shepetov. Scaling violation in interaction of cosmic ray hadrons and the nature of the 3 PeV knee in the spectrum of primary cosmic rays // Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics, Volume 48, Number 12 https://doi.org/10.1088/1361-6471/ac2e58 (Scopus процентиль 84%, Q1).

  2. Shepetov A., Antonova V., Kalikulov O., Kryakunova O., Karashtin A., Lutsenko V., Mamina S., Piscal V., Ptitsyn M., Ryabov V., Sadykov T., Saduev N., Salikhov N., Shlyugaev Y., Vildanova L., Zhukov V., Gurevich A. The prolonged gamma ray enhancement and the short radiation burst events observed in thunderstorms at Tien Shan. // Atmospheric Research.- 2021.-Vol. 248, 105266 (Scopus процентиль 94% Q1, IF= 4,676 в Web of Science) https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2020.105266

Список публикаций в Казахстанских изданиях, рекомендованных ККСОН МОН РК

  1. Вильданова Л.И., Новолодская О.А., Садыков Т. Х., Кантарбаева Д.О. Эффективность регистрации нейтронов низкой энергии нейтронными детекторами на основе газоразрядных счетчиков3Hе//News of the national academy of sciences of the republic of Kazakhstan physico-mathematical series. - 2021.-Volume 2, Number 336.- c. 152 – 156. https://doi.org/10.32014/2021.2518-1726.35 (ККСОН МОН РК IF= 0,484).