Научно-исследовательская работа по направлениям, темам Физика элементарных частиц, физика высоких энергий, теория калибровочных полей и фундаментальных взаимодействий, космология
| Вид материала | Научно-исследовательская работа |
- Отчет о научно-исследовательской работе кафедры теоретической и вычислительной физики, 679.56kb.
- Программа «физика ядра и элементарных частиц» по направлению подготовки 011200 «Физика», 24.54kb.
- План работы. Физика элементарных частиц. Величины в фэч и их единицы измерения, 793.04kb.
- Программа по дисциплине Физика элементарных частиц для специальности 010400 «Физика, 115.04kb.
- Омус-2012 Ключевые слова: , 13.52kb.
- Программа курса астрофизика высоких энергий для специальности 010400 Физика специализация, 37.06kb.
- Концепции фундаментальных полей основное содержание главы, 394.45kb.
- Лекция 17. Элементарные частицы >17. 1 Виды взаимодействий элементарных частиц, 319.98kb.
- Программный комплекс для анализа данных трековых детекторов методами распознавания, 2073.36kb.
- Программа Государственного экзамена по подготовке магистра по направлению «Физика ядра, 32.88kb.
Развитие теории переноса нейтронов в различных средах и системах и ее приложение к решению задач ядерной физики и астрофизики
Руководитель темы: Виктор Леонидович Матушко
Завершены расчёты и проектирование биологической защиты экспериментальной установки РАДЭКС. Согласован и утвержден (совместно с ГСПИ) проект защиты нейтронных каналов и ловушек нейтронных пучков.
Разработаны методы расчёта потоков нейтронов для оценки эффекта и фона в экспериментах, планируемых на установке РАДЭКС. Исследована возможность проведения в вертикальном канале эксперимента по прямому измерению рассеяния нейтрона на нейтроне. Оценен его эффект в области тепловых энергий нейтронов. Оптимизированы размеры и расположение замедлителя нейтронов вблизи ловушки протонного пучка для получения максимально возможной плотности потока тепловых нейтронов в вертикальном канале.
Разработан комплекс программ и проведено моделирование многосекционного детектора нейтронов на основе жидкого сцинтиллятора, содержащего изотоп
. Этот детектор позволит измерять спектры нейтронов в интервале энергий от 0.5 МэВ до нескольких десятков МэВ с энергетическим разрешением порядка 15%. Такое разрешение достигается, благодаря разбиению объёма сцинтиллятора на секции с раздельной обработкой сигналов от протонов отдачи, образующихся в процессе замедления нейтрона до тепловой энергии. Оптимизированы размеры и количество секций, а также процентное содержание в сцинтилляторе изотопа , являющегося меткой нейтрона Прогнозируемая эффективность детектора составляет около 3%. Наряду с этим рассмотрен вариант детектора на основе твердого сцинтиллятора, содержащего изотоп 
. Экспериментально проверена возможность использования оптоволокон для съёма сигналов из кубических секций. Работы по созданию многосекционного детектора нейтронов выполнялись совместно с Берлёвым А.И. и сотрудниками ОЛВЭНА Абдурашитовым Д.Н. и Янцем В.И.Совместно с ИЯИ ЯЭ БАН проведена серия расчётов с использованием программного комплекса MCNP по определению влияния неточностей экспериментальных данных на формирование потоков нейтронов в неоднородных средах.
Радиохимический метод регистрации нейтронов
Руководитель темы: Сергей Григорьевич Лебедев
Высокочувствительный дозиметр быстрых нейтронов.
Основные результаты, полученные в ходе выполнения проекта.
В 2004 году был разработан и испытан компактный газовый радиохимический дозиметр быстрых нейтронов для установки протонной терапии раковых заболеваний. Целью работы в данном направлении являлось создание высокочувствительного малогабаритного дозиметра быстрых нейтронов для картографирования сопутствующих нейтронных полей в частях человеческого тела, подвергающихся облучению при протонной терапии раковых заболеваний. Для надежной оценки эффективности лечения и предотвращения отрицательных последствий лучевой терапии необходимо знать радиоактивную дозу, полученную различными органами пациента в результате воздействия всех видов ионизующего излучения. Устройства индивидуального формирования терапевтического пучка, находящиеся в непосредственной близости от облучаемого органа, поглощают значительную часть падающих протонов, излучая при этом вторичные нейтроны. Поток этих нейтронов, попадающий на жизненно важные органы пациента, может вызвать опасные для здоровья пациента последствия. Очевидно, что оперативный контроль за облучением органов вторичными нейтронами можно осуществить только с использованием миниатюрных и достаточно быстродействующих детекторов нейтронов. Поэтому разработка новых методов регистрации нейтронов остается актуальной задачей.
Особенность газового радиохимического проточного метода состоит в использовании свойства свободного выхода атомов инертных радиоактивных газов, образующихся в результате ядерных реакций, из кристаллической решетки некоторых твердых веществ. Образовавшийся в ампуле детектора инертный радиоактивный газ транспортируется газом – носителем в пропорциональный газовый счётчик проточного типа, где производится измерение скорости распадов ядер радиоактивного инертного газа, однозначно связанной с плотностью потока ионизирующего излучения в ампуле детектора. Регистрация потоков ионизирующего излучения осуществляется пропорциональным проточным счетчиком, что позволяет осуществлять измерения в реальном масштабе времени.
Дозиметр основан на ядерной реакции: 23Na(n,p)23Ne. При этом регистрируются процессы бета-распада радиоактивных ядер 23Ne. Для подсветки был использован компактный PuBe нейтронный источник с интенсивностью ~2X106н/сек. В качестве активного вещества использовался оксалат натрия Na2C2O4. Масса активного вещества в ампуле составила 36 г., при этом ампула представляет собой цилиндр, длиной 100 и диаметром 15 мм. Измерения производились при нагреве ампулы в печке. Температурная зависимость скорости счета распадов представлена на рисунке.
Фон при измерениях составлял 2.5 сек-1. При комнатной температуре счёт составил 3.5 сек-1. Таким образом, продемонстрирована возможность измерения малых потоков быстрых нейтронов компактным газовым радиохимическим дозиметром.
Публикации.
- Д.Н.Абдурашитов, Э.А.Коптелов, С.Г.Лебедев, В.Э.Янц. Газовый радиохимический монитор нейтронов.// Приборы и техника эксперимента. 2004. № 1, С. 1-7.
- S.G.Lebedev,E.A.Koptelov,V.E.Yants. On the Possibility of Measurement of Fast Neutron Cross Sections With the Radioactive Nuclei by Gaseous Radiochemical Method. Доклад на 12 Международном семинаре по взаимодействиям нейтронов с ядрами. Дубна, 28-30 мая 2004г.
- S.G.Lebedev, S.V.Akulinichev, A.S.Iljinov, E.A.Koptelov, V.E.Yants "Gaseous Radiochemical Method for Registration of Ionizing Radiation and Its Possible Applications in Science and Economy " Proc. Of The 22th World Conference of International Nuclear Target Development Society “Preparation of Nuclear Targets and Samples for Advanced Measurements”, October 19-22, 2004 Gaithersburg, Maryland, USA. To be published in Nucl.Instr.& Meth.
Полученные авторские свидетельства и поданные заявки.
- Э.А.Коптелов, С.Г.Лебедев,В.Э.Янц Радиохимический способ мониторирования потока быстрых нейтронов. Заявка на изобретение.
Краткое содержание работы на следующий год.
Разработка методики измерения сечений взаимодействия быстрых нейтронов и протонов с радиоактивными ядрами. Анализ возможностей использования газового радиохимического метода для неразрушающего контроля расщепляющихся материалов.