|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Создание экспериментального образца трекового гамма-спектрометра на основе сцинтилляционных детекторов нового поколения для проведения исследований быстропротекающих астрофизических явленийНИР
Development of a prototype of a track gamma-spectrometer based on scintillation detectors of new generation, intended for the studies of fast astrophysical processes
- Руководитель НИР: Яшин И.В.
- Участники НИР: Богомолов В.В., Июдин А.Ф., Свертилов С.И.
- Подразделение: Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына
- Срок исполнения: 1 января 2014 г. - 31 октября 2017 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 122-14
- Номер ЦИТИС: У94063 115020510033
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Астрофизика космических лучей
- ПН России: Рациональное природопользование
-
Рубрики ГРНТИ:
- 29.15.35 Прохождение ядерных частиц и гамма-квантов через вещество
- 29.15.39 Методика и техника ядерно-физического эксперимента
- 41.51.31 Приемники излучения и приемная аппаратура инфракрасного, ультрафиолетового, рентгеновского, гамма-излучения, гравитационных волн и других специальных видов излучения
- 29.15.33 Ядерная астрофизика. Ядерные взаимодействия космических лучей
-
Ключевые слова:
космический эксперимент, астрофизические явления, космические гамма-всплески, гамма-спектрометр, сцинтилляционные детекторы
gamma-spectrometer, scintillation detector -
Описание:
Научные задачи работы связаны с получением новых знаний о быстропротекающих астрофизических явлениях. В качестве подобных событий проявляются физические процессы, протекающие с выделением большой энергии в течение малых промежутков времени. В качестве таких астрофизических явлений рассматриваются космические гамма-всплески и широкий класс явлений, связанных с рентгеновскими двойными системами и одиночными нейтронными звездами. Отмеченные выше научные задачи предъявляют требования к составу и характеристикам научной аппаратуры (НА). В ходе эксперимента должны быть обеспечены мониторные измерения спорадических возрастаний (всплесков) гамма излучения в диапазоне энергий фотонов 0,02-10,0 МэВ астрофизического происхождения высокого разрешения и чувствительности. Целью НИР является разработка экспериментального образца трекового гамма-спектрометра на основе сцинтилляционных детекторов нового поколения для космического эксперимента по исследованию быстропротекающих астрофизических явлений.
-
Основные результаты:
Результаты 1 этапа (2014 год): Изготовление стенда, разработка КД и изготовление макетов единичных модулей спектрометра. Изготовление и сборка стенда для спектрометрических и временных испытаний сцинтилляционных материалов и детекторов на их основе. Разработка КД единичного модуля трекового гамма спектрометра. Моделирование и исследование световыхода кристаллов разной формы. Изготовление 8 макетов единичных модулей трекового гамма спектрометра. Проведение патентных исследований. Результаты 2 этапа (2015 год) Проведены испытания и определены спектрометрические и временные свойства макетов единичных модулей с разными сборками сцинтиллятор-фотоприемник. Показано, что оптимальными детекторами в качестве пикселей трекового гамма-спектрометра являются сцинтилляционные кристаллы типа YSO или Ce:GaGG. В качестве фотоприемников могут использоваться компактные ламповые фотоумножители, лавинные фотодиоды или матрицы кремниевых фотоумножителей. Также сделан вывод о необходимости включения в состав экспериментального образца трекового гамма-спектрометра модуля пространственно-чувствительного (годоскопического) детектора. По результатам испытаний единичных модулей проведена доработка их конструкции и изготовлены дополнительные единичные модули, в том числе модуль годоскопического детектора. Проведено лабораторное макетирование и испытания дополнительных единичных модулей. Показано, что оптимальным детектирующим элементом такого модуля является сцинтилляционные кристалл Ce:GaGG размером 10х10х30 мм, просматриваемые ФЭУ с квадратным фотокатодом. Осуществлено моделирование гамма спектрометра по результатам испытаний, в качестве прототипа гамма-спектрометра рассматривалась сборка из 9 (3х3) кристаллов Ce:GaGG размером 10х10×30 мм. Для рабочего диапазона регистрируемых гамма-квантов (0.2-10.0 МэВ) определен световыход в каждом кристалле в режиме независимой регистрации, а также в режиме двойных и тройных совпадений.
- Добавил в систему: Яшин Иван Васильевич
Соисполнители НИР
| ФГУП «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева» | Координатор |
Источник финансирования НИР
| Хоздоговор, Хоздоговор |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2014 г.-31 октября 2014 г. | Изготовление стенда, разработка КД и изготовление макетов единичных модулей спектрометра |
| Результаты этапа: Проведены расчеты и экспериментальные исследования световыхода в сцинтилляционных кристаллах нового поколения, подтверждающие выполнение требований технического задания. Разработана конструкторская документация разных вариантов единичных модулей трекового гамма спектрометра, использующих кристаллы нового поколения и фотоэлектронные и кремниевые фотопреобразователи. Проведены патентные исследования по теме НИР. Патентные исследования позволяют сделать вывод о том, что патентно-лицензионная ситуация является благоприятной для реализации проекта по созданию экспериментального образца трекового гамма-спектрометра. К перспективному техническому направлению, как показал анализ, относится создание измерительной аппаратуры, регистрирующей гамма-излучение, в которой используется сцинтилляционные материалы нового поколения, имеется возможность регистрации нейтронного излучения, а также позволяет осуществлять локализацию источника излучения. Наиболее перспективным направлением совершенствования продукции является повышение эффективности регистрации гамма- и нейтронного излучения. | ||
| 2 | 1 января 2015 г.-31 октября 2015 г. | Испытания единичных модулей спектрометра. Моделирование трекового гамма спектрометра. Доработка стенда. Выдача ИД на спектрометр |
| Результаты этапа: | ||
| 3 | 1 января 2016 г.-30 октября 2016 г. | Разработка КД, изготовление и исследование характеристик прототипа спектрометра. |
| Результаты этапа: | ||
| 4 | 1 января 2017 г.-30 октября 2017 г. | Доработка КД, изготовление и испытания экспериментального образца спектрометра. |
| Результаты этапа: В процессе выполнения четвертого этапа была разработана конструкторская документация экспериментального образца трекового гамма спектрометра (ЭО ТГС), основанная на результатах испытаний прототипа экспериментального образца трекового гамма спектрометра изготовленного на предыдущем этапе СЧ НИР. По разработанной документации изготовлен ЭО ТГС. Проведены автономные и комплексные испытания ЭО ТГС по согласованной с Заказчиком программе и методике испытаний (МАРД.412131.005 ПМ1).Испытания показали что изготовленный ЭО ТГС удовлетворяет требования ТЗ договора № 121-14 от «30» июля 2014г. Выпущен итоговый научно-технический отчет (Инв. № 187_ОКН_122-14_5_17). Разработан проект ТЗ на опытно-конструкторскую работу "Трековый гамма-спектрометр" (Шифр "ОКР-ТГС"). | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".