Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование реакторных антинейтрино - 2-ой этап, эксперимент Борексино

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Выполнение этапа проекта
Проект
02.434.11.7101

Проведение поисковых исследований и получение новых знаний с использованием возможностей международной кооперации

Этапы проекта

1
07.11.2005 - 08.12.2005
В подземной низкофоновой лаборатории Гран Сассо (Италия) выполнен комплекс текущих работ по подготовке детектора к заполнению.
С использованием вычислительных станций в РНЦ "Курчатовский институт" выполнена разработка методов анализа экспериментальных данных.
Проведены фоновые измерения с макетом детектора Борексино, направленные на измерение свойств сцинтиллятора. Монтаж и подготовка узлов, систем и коммуникаций к заполнению детектора. Командирование сотрудников для проведения работ в подземной лаборатории Гран Сассо (Италия). Разработка методов анализа данных с использованием вычислительных станций РНЦ «Курчатовский институт». Модернизация вычислительной техники. Проведение измерений и предварительный анализ свойств 5 тонн сцинтиллятора с использованием макета детектора. Калибровка незаполненного детектора Борексино. Командирование сотрудников для проведения работ в подземной лаборатории Гран Сассо
Проверка перед заливкой работоспособности фотоэлектронных умножителей (более 2200 шт.) и электронного комплекса, проведение необходимого ремонта. Завершение монтажа и подготовительных работ, анализ радиационной чистоты сцинтиллятора, заполнение детектора.
Командирование сотрудников для проведения работ в подземной лаборатории Гран Сассо
Развернуть
2
01.01.2006 - 30.06.2006
1. В подземной низкофоновой лаборатории Гран Сассо (Италия) выполнен комплекс работ по подготовке детектора к заполнению, включающий анализ работоспособности элементов детектора и электронного комплекса, отработку методов калибровки детектора.
2. Проведена проверка и отработка принципов регистрации и сортировки событий, анализа экспериментальных данных.
3. Проведена калибровка энергетической шкалы на основе анализа распадов ядер в цепочке 238U: 214Bi (-, Емах=3.26 МэВ, Т1/2 = 19.9 мин.) --> 214Po (, Е = 7.69 МэВ, Т1/2 = 164 сек).
Получено значение концентрации примеси урана-238 в сцинтилляторе: С(238U) = (4.9  0.2(стат)  0.3(сист)) х 10-16 г/г.
Проведена калибровка энергетической шкалы на основе анализа распадов ядер в цепочке 232Th: 212Bi (-,(64%) Емах=2.25 МэВ, Т1/2 = 60.6 мин.) --> 212Po (, Е = 8.95 МэВ, Т1/2 = 299 нсек).
Получено значение концентрации примеси тория-232 в сцинтилляторе: С(232Th) = (2.1  0.1) х 10-15 г/г.
4. Полученные данные использованы для изучения возможности отличить по форме импульса тип частицы, регистрируемой в сцинтилляторе.
5. Изучена возможность калибровки детектора с помощью данных по захвату нейтронов, генерируемых космическими мюонами при взаимодействии с материалами детектора. Быстрые нейтроны после замедления захватываются ядрами водорода (захвата = 0.332 барн) или углерода (захвата = 0.0034 барн) с испусканием гамма квантов 2.225 МэВ и 4.946 МэВ, соответственно.
6. На основании полученных данных была получена величина, характеризующая среднее число нейтронов, рождаемых одним мюоном на один метр его пути: = (2.2  0.2) 10-2 нейтрон/(мюон×м).
Работа выполнялась в соответствии с Календарным планом и настоящим Техническим заданием. Все задачи, поставленные на первом этапе, были выполнены.
Развернуть
3
01.07.2006 - 31.10.2006
1 Выполнены текущие работы по подготовке детектора к заполнению. Проведены модификации и модернизация коммуникаций, узлов, замена приборов. Заменены все основные фильтры в системе очистки воды, добавлены приборы контроля очистки воды, давления и скорости потока. Проведены изменения в колонне продувки газом, заменены и очищены основные элементы, добавлены датчики уровня. Выполнены работы по очистки коммуникаций, проведен контроль степени чистоты. Работы проведены в подземной низкофоновой лаборатории Гран Сассо (Италия).
2 С использованием вычислительных станций в РНЦ «Курчатовский институт» выполнена разработка методов анализа экспериментальных данных. Развит алгоритм реконструкции пространственно-временных характеристик событий, основанный на методе максимального правдоподобия. Для отработки метода использовались калибровочные измерения с макетом детектора.
Задача носит общий характер и представляет интерес для широкого класса экспериментов (не только нейтринных) Внедрение метода в анализ данных проекта БОРЕКСИНО ведет к улучшению спектральных характеристик детектора и значительному повышению его чувствительности. Основные результаты работы состоят в следующем:
- Выполнена разработка статистических методов реконструкции координат событий по функциям отклика чувствительных элементов детектора (для детектора Борексино – это более 2000 фотоэлектронных умножителей),
- Проведена отработка методики с использованием данных моделирования эксперимента методом Монте Карло,
- Выполнено экспериментальное обоснование метода на основании экспериментальных данных макета детектора Борексино данных, полученных с помощью источников,
- Выполнено внедрение программ реконструкции событий в стандартный программный пакет обработки данных детектора.
3 Проведены фоновые измерения с макетом детектора Борексино, направленные на измерение свойств сцинтиллятора. На вычислительных станциях в РНЦ «Курчатовский институт» проведен анализ энергетического спектра детектора. С использованием разработанного метода реконструкции событий был проведен анализ фоновых данных в энергетическом окне 250-800 кэВ, который представляет интерес для регистрации солнечных нейтрино. Было показано, что счет детектора в этом окне составляет 0.03 события/кэВкггод, что является рекордно низким значением для экспериментальных установок такого типа. Анализ данных измерений с макетом детектора будет использован для получения новых физических результатов.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы

Программное мероприятие

1.2 Проблемно-ориентированные поисковые исследования фундаментального характера
Продолжительность работ
2005 - 2006, 11 мес.
Бюджетные средства
1 млн
Организация
ИЯИ РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2005 - 2006, 11 мес.
Бюджетные средства
1 млн
Организация
ИЯИ РАН
профинансировано
Тема
Исследование свойств реакторных антинейтрино на установке: "Красноярский нейтринный комплекс (КНК) (рег. № 01-82)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
0,5 млн
Количество заявок
1
Тема
Развитие центра коллективного пользования научным оборудованием для обеспечения комплексных исследований в области реакторного материаловедения и ядерных технологий.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 9 мес.
Бюджетные средства
70 млн
Количество заявок
2
Тема
Проблемно-ориентированные поисковые исследования фундаментального характера по приоритетным направлениям развития науки и техники в рамках подписанных межправительственных соглашений Российской Федерации по научно-техническому сотрудничеству с зарубежными странами
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
87,79 млн
Количество заявок
217
Тема
Разработка научно-технических и технологических решений по обоснованию проекта атомной станции нового поколения с реакторной установкой на основе микротвэлов для автономного энергоснабжения регионов.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 17 мес.
Бюджетные средства
9 млн
Количество заявок
1
Тема
Научно-методическое и организационно-техническое сопровождение проведения межотраслевого семинара «Физическое моделирование изменения свойств реакторных материалов в номинальных условиях», Второй Российской конференции «Проблемы реакторного материаловедения транспортных ЯЭУ».
Продолжительность работ
2008, 5 мес.
Бюджетные средства
0,5 млн
Количество заявок
1