|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Временные и спектральные характеристики потоков гамма-излучения, регистрируемого в диапазоне 0.03 – 10МэВ во время гроздипломная работа (Магистр)
- Научный руководитель: Богомолов В.В.
- Автор: Максимов Иван Алексеевич
- Тип: Магистр
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2017
- Аннотация: Магистерская диссертация И.А.Максимова посвящена экспериментальному изучению вариаций гамма-излучения, возникающего в атмосфере. Кроме излучения, возникающего при распаде радиоактивных элементов, с частности, при распаде Rn-222 и его дочерних изотопов, гамма-излучение может возникать как тормозное излучение электронов, ускоренных в грозовых облаках. Такое явление, получившее название Thunderstorm Ground Enchancement (TGE), наблюдается, в частности, приборами научной группы А.Чилингаряна в Армении на г. Арагац. Однако, эти приборы проводят измерения в области больших энергий, не обладая хорошими спектрометрическими свойствами для гамма-излучения при энергиях менее 3 МэВ. Между тем именно качественные измерения спектра необходимы для выделения тормозного гамма-излучения, возникающего в грозовом облаке, на фоне гамма-излучения дочерних изотопов радона, испытывающего сильные вариации во время атмосферных осадков. Цель работы Максимова И.А. - разработка гамма-спектрометра, обеспечивающего долговременный мониторинг фонового гамма-излучения в диапазоне 0.03-10 МэВ и проведение эксперимента в условиях Подмосковья и на высокогорной станции на г. Арагац. Разработанный И.А.Максимовым прибор реализует возможность проведения автономных измерений в течение месяца и более путем записи данных на карту памяти в пособытийном формате: для каждого гамма-кванта, провзаимодействовавшего с детектором, записываются амплитудные характеристики и время регистрации с точностью ~7 мкс, привязанное к мировому времени с помощью GPS-датчика, входящего в состав прибора. В процессе работы были изготовлены и откалиброваны 4 экземпляра прибора с детекторами разного размера. Для анализа данных было создано программное обеспечение, одна из важных возможностей которого – уточнять калибровку в процессе анализа данных путем определения положения фоновой линии 40К. Это положение определялось на каждом пятиминутном участке данных путем вписывания в области пика 1.46 МэВ кривой Гаусса, параметры которой подбирались методом спуска. Такой алгоритм позволил свести к минимуму вариации показаний, вызванные изменениями температуры сцинтилляционного кристалла. Изготовление и настройка приборов, создание программы микроконтроллера, осуществляющего сбор данных, а также программного обеспечения для анализа и визуализации данных, производилось непосредственно И.А.Максимовым, проявившим себя высококвалифицированным инженером и программистом. Следующей частью работы И.А.Максимова стал анализ данных экспериментов, проведенных с созданными приборами, размещенными в Подмосковье и в Армении. Был проведен мониторинг фонового гамма-излучения в ясную погоду и во время осадков, как при грозе, так и в её отсутствие. В работе И.А.Максимова показано наличие во время ливня быстрых вариаций гамма-излучения, имеющих характерный линейчатый спектр, что свидетельствует о наличии радона в выпадающей дождевой воде. При этом в измерениях, проводимых в 2016 году в Подмосковье в диапазоне до 7 МэВ высокоэнергичная составляющая, связанная с ускорением частиц в грозовых облаках не наблюдалась, что можно объяснить значительным поглощением гамма-излучения атмосферой. В мае 2017 года с помощью прибора, работающего на горе Арагац, было зафиксировано возрастание гамма-излучения, не связанное с вариациями 222Rn. Для 3х минутного максимума был получен энергетический спектр в диапазоне 80кэВ – 7МэВ, что, видимо, является первым случаем измерения спектра TGE в области столь малых энергий. Достоинствами магистерской диссертации можно считать актуальность выбранной темы и проведение весьма полного исследования по ней с самым непосредственным участием автора. Значительная часть работы докладывалась на международных конференциях в Армении, Белоруссии, Дании, Израиле, опубликована в сборниках трудов конференции TEPA-2015, 2016.
- Добавил в систему: Богомолов Виталий Владимирович