Geum.ru

Название эксперимента

Вид материалаИсследование

Содержание


Вниифтри, мгу
Подобный материал:
Проект-заявка
  • Название эксперимента. Исследование характеристик радиационно-акустического поля, создаваемого в воде интенсивными пучками заряженных и нейтральных частиц.
  • Руководитель, его e-mail и телефон. Демидов В.С., Demidov@itep.ru. 129-96-31(р),

8-915-089-5020(м), 683-54-97(дом)
  • Список участников эксперимента от ИТЭФ, их год рождения и должность. * отметить тех, у кого предполагается защита диплома или диссертации.

Гусев К.Е., 1972 г.,инженер-физик; Демидова Е.В.(*), 1964 г.,НС; Лукьяшин В.Е., 1951, СНС; Ляшук В.И.,1952,СНС ; Новиков Е.Г. ,1947,вед.инж ;Новожилов Ю.Б., 1956, НС;

Халдеева Н.А., 1944 г., СНС.
  • Участие других институтов : ВНИИФТРИ, МГУ
  • Статус эксперимента. Эксперимент проводится с 2000 г. Заявка подается на набор статистики, обработку данных, написание статей.
  • Предполагаемые научные результаты и их соотношение с мировым уровнем.

Предполагается провести анализ свойств акустической антенны, возникающей при прохождении пучков частиц в веществе, таких свойств, как зависимость частоты и амплитуды сигналов от расстояния до оси пучка и координаты вдоль направления распространения пучка, угловая направленность излучения. По результатам анализа планируется разработать методику восстановления формы и пространственного расположения акустической антенны. Предполагается сравнить результаты для пучков протонов, электронов и ионов.

Для проверки терморадиационной модели генерации звука заряженными частицами будет создана программа моделирования радиационно-акустического поля.

Будет получена зависимость интенсивности и частоты радиационно-акустических сигналов от температуры воды с измерением температуры с точностью ~0.1C.

Применение сверхвысокочувствительных гидрофонов, разработанных во ВНИИФТРИ и использование оригинального метода исследования радиационно-акустического поля (РАП) – метода сканирующего гидрофона обеспечивают получение результатов, которые с 2003 г. являются лучшими в мире в области исследований РАП.
  • Описание установки. Основным элементом установки является бассейн в форме параллелепипеда размерами 50.8×52.3×94.5 см, выполненного из оргстекла, заполняемого водой. Ввод пучка частиц в центр бассейна производится через трубу диаметром 59 мм, длиной 46 см и толщиной стенки 1.5 мм, вставляемую в боковую грань бассейна и закрытую заглушкой из тефлона толщиной 2 мм. Энергия частиц (протонов, электронов, ионов) выбирается такой, чтобы пробег заряженных частиц составлял около половины расстояния от заглушки до стенки бассейна. измерительного объема. Преобразование акустических сигналов(АС) , генерируемых пучком частиц, в электрические проводились с помощью гидрофонов, разработанных во ВНИИФТРИ на основе пьезокерамики ЦТС-19 цилиндрической формы с тангенциальной поляризацией. Типичный гидрофон обладает линейной АЧХ в диапазоне от 0.1 до 100 кГц, неравномерность АЧХ в этом диапазоне не превышает 5 дБ. Средняя чувствительность пьезоэлемента на частоте 50 кГц составляет 2000 мкВ/Па.

Наиболее информативными являются эксперименты, выполненные методом сканирую-

щего гидрофона, впервые примененного в наших работах. Для реализации этого метода

бассейн оснащен специально разработанным электромеханическим сканером с дистанции

онным управлением, позволяющего устанавливать гидрофон дискретно с шагом 4.5 мм в

пределах линейной апертуры длиной 0.4 м на различных глубинах бассейна.
  • График проведения работ. 2008 – исследование свойств РАП, генерируемого в воде протонами, электронами и ионами. Имеется в виду обработка данных, полученных ранее на пучках протонов в ИТЭФ и электронов в МГУ и проведение одного сеанса на пучке ионов на ТВН ИТЭФ. Предполагается доложить результаты на 18 симпозиуме по нелинейной акустике и опубликовать 2 работы в рецензируемых журналах.

2009г. – анализ возможности регистрации акустических сигналов в пучках фотонов и проведение прецизионного эксперимента по уточнению зависимости АС от температуры воды.
  • Стоимости продолжения эксперимента в 2008 – 118 тыс.руб., в том числе:
  1. Зарплата – 48 тыс. руб.,
  2. Аппаратура для прецизионного измерения температурного поля в воде ~20 тыс.руб.
  3. Командировка в Швецию на 18 международный симпозиум по нелинейной акустике 7-10 июля с докладом. Доклад принят оргкомитетом симпозиума. Требуется приблизительно приблизительно 50 тыс.руб.(транспорт, взнос, проживание)

Требуется 12 часов времени на пучке ионов 12С ТВН ИТЭФ и 18 часов на мед.пучке.
  • Группа ИТЭФ играет ведущую роль на всех стадиях эксперимента от разработки идеи эксперимента до написания статей, включая обработку результатов.
  • Грантовая поддержка.Эксперимент проводился при поддержке 3-х грантов РФФИ. (проек

ты 01-02-17936-а, 02-02-17148-а и 03-02-16755-а).Поданы 2 заявки на гранты РФФИ в 2008 г.
  • Краткий отчет за 2004-2007 г. Применение метода сканирующего гидрофона позволило впервые зарегистрировать пространственно-временное распределение акустического поля, возникающего при остановке протонов в воде, и выделить вклады трех составляющих: цилиндрической волны, расходящейся от средней части акустической антенны и сигналов от концов антенны - области максимальной плотности выделения энергии протонами (пика Брэгга) и от другого конца – области входа пучка в воду. Сигнал от пика Брэгга обладает некоторыми свойствами солитонов, относящихся к нелинейным акустическим объектам. Эта тема будет обсуждаться в нашем докладе на 18-международном симпозиуме по нелинейной акустике в Швеции 7-10 июля 2008 г. Доклад принят оргкомитетом симпозиума. Эксперименты с протонами проводились на мед.пучке ИТЭФ.

В [2,7] представлены результаты эксперимента на электронном пучке ускорителя

МГУ с энергией 50 МэВ, в котором впервые зарегистрирована пространственно-временная

картина, создаваемая пучком электронов в воде.

В эксперименте по исследованию температурной зависимости акустических сигналов[5] продемонстрировано, что при температуре 40C полярность акустического сигнала меняется на противоположную, что, в основном, подтверждает терморадиационную модель. Ранее таких убедительных данных получено не было. Однако, сигнал при этой температуре не исчезает полностью, его амплитуда уменьшается на порядок, а длительность увеличивается в 2 раза. Указание на этот эффект было получено в ранних работах американских исследователе, но до сих пор не получило объяснения. Возможно, к основному терморадиационному механизму возникновения акустического излучения примешиваются другие механизмы. В данном проекте предполагается исследовать этот эффект более детально.

1. V. I. Albul, V. B. Bychkov,et al. ITEP investigation of acoustic phenomena from high energy particles. International Workshop on Acoustic and Radio Neutrino Detection Activities (ARENA 05), Zeuthen, Germany, 17-19 May 2005. Published in Int.J.Mod.Phys.A21S1:122-126,2006

2. V. B. Bychkov, V. S. Demidov, E. V. Demidova,“Experimental Study of the Acoustic Field Generated by a 50 MeV Electron Beam in Water”, e-Print Archive: physics/0610241,2006

3. Демидова Е.В., Ермаков А.Н., Ершова О.Д. Исследование акустического поля, создаваемого в воде пучком электронов с энергией 50 МэВ. Труды VII межвузовской научной школы молодых специалистов “Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине”,20-21 ноября 2006, НИИЯФ МГУ, стр.77.

4. В.И. Албул, В.Б. Бычков, и др. Акустическое поле, создаваемое пучком останавливающихся протонов в водной среде // Акустический журнал , Т 51, N 1, 2005 стp. 47-55.

5. В.И. Албул, В.Б. Бычков, и др. Измерение температурной зависимости акустического сигнала, излучаемого в воде пучком протонов с энергией 200 мэв. ПТЭ 2004 (№4) с. 89

6. В.И. Албул, В.Б. Бычков, и др. Измерение ультразвукового поля, возникающего при торможении пучка протонов в воде. ПТЭ 2004 (№4) с. 94

7. В.И.Албул, В.Б.Бычков и др. Экспериментальное исследование акустического поля, создаваемого электронами с энергией 50 МэВ в воде. Вестник МГУ, Серия 3 (Физика. Астрономия.) 2007, №3, стр.25

8. Бычков В.Б., Демидов В.С., Демидова Е.В., Ермаков А.Н., Ершова О.Д., Ишханов Б.С., Масляный В.П., Соколов А.Ю., Халдеева Н.А. «Исследование акустического поля, создаваемого пучком электронов с энергией 50 МэВ в воде», Тезисы научной конференции МГУ «Ломоносовские чтения '07», Москва, 2007.

В 2004 г. работы группы заняли первое место на конкурсе научных работ ИТЭФ по теме «Методика эксперимента»