|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Экспериментальное определение временных и спектральных характеристик гамма-излучение (и электронов) в диапазоне 50 кэВ - 100 МэВ во время гроз на горе Арагац и на уровне морядипломная работа (Магистр)
- Научный руководитель: Богомолов В.В.
- Автор: Коваленко Антон Артурович
- Тип: Магистр
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2018
- Аннотация: В атмосфере существует ряд недостаточно изученных явлений и процессов, связанных с жестким излучением. В этой работе будут затронуто такое явление как TGE (Thunderstorm Ground Enhancement), проявляющие себя как возрастания фона гамма-излучения в период грозы в течение временного интервала от десятков минут до нескольких часов [1]. Данная работа заключается в продолжении исследований спектральных и временных характеристик атмосферного гамма-излучения. В процессе работы проводилась обработка и анализ данных, полученных при помощи сцинтилляционного гамма-спектрометра НИИЯФ МГУ, расположенного на горе Арагац. Также в работе рассмотрено совершенствование аппаратурного комплекса для проведения наземного эксперимента с целью более детального изучения явлений, протекающих в периоды грозовой активности. В ходе работы были обработаны семь событий 2017-го года, указанных в каталоге группой А.Чилингаряна. В процессе анализа экспериментальных данных с детектора 5х5 см NaI(Tl), разработанного в НИИЯФ МГУ, были зарегистрированы значимые возрастания потоков гамма-излучения в четырех из них, а именно, в событиях 3 мая, 31 июля, 17 августа и 30 ноября. Для каждого из значимых событий были построены временные диаграммы в трёх энергетических диапазонах 220 – 500 кэВ; 0,5 – 3 МэВ; 3 – 7 МэВ. Во временных диаграммах были выявлены следующие особенности: 1) В период грозовой активности, в каналах 220 – 500 кэВ; 0,5 – 3 МэВ наблюдались плавные возрастания фона гамма-излучения на ~15%, с характерным временем в несколько часов. Энергетические спектры для этих возрастаний дают основания предположить, что основной вклад в них вносят вариации концентрации естественного изотопа 222Rn. Для уточнения этой гипотезы требуется проведение более строгих измерений и количественных оценок. 2) В каналах 3 - 7 МэВ наблюдались возмущения до 12 сигма в форме узких пиков с характерным временим порядка минуты. Природа данного явления пока остается не ясной, однако, исходя из полученного для этой компоненты спектра, есть основания полагать, что наблюдается вторичное излучение электронов, ускоренных в грозовом облаке. Спектр события 17 августа 2017 года дает возможность выдвинуть гипотезу о прямой регистрации ускоренных в грозовом облаке электронов. Для более детального изучения особенностей, описанных выше, было создано два прототипа гамма-спектрометров. Ключевыми характеристиками, которыми должен был обладать создаваемый прибор, являются: 1) Широкий рабочий диапазон для покрытия как области естественной радиоактивности (< 2,6 МэВ) так и области более высоких энергий ( >15 МэВ), при этом порог регистрации должен быть на уровне ~100 кэВ. 2) Энергетическое разрешение менее 15% и временным разрешением порядка 15 мкс 3) Селекция событий вызванных электронами и гамма-квантами Прототип “малого” спектрометра полностью удовлетворяет приведенным выше критериям и характеризуется рабочим диапазоном от ~80 кэВ до ~21 МэВ, разрешающей способностью ℰ (662 кэВ) ~13%. Также в нем реализован фосвич-метод, благодаря чему возможно производить отбор событий, вызванных заряженными частицами. Прибор откалиброван и готов к проведению наземного эксперимента, направленного на дальнейшее изучение процессов, протекающих в периоды грозовой активности.
- Добавил в систему: Богомолов Виталий Владимирович