ПЕРДАикс

PERDaix (Детектор протонного электронного излучения Экс-ла-Шапель) — это новый, небольшой и легкий магнитный спектрометр для периодического измерения солнечной модуляции, зависящей от заряда и массы, для более глубокого понимания космических лучей . ^{[ 1 ]} Для лучшего понимания источников и ускорения космических частиц необходимы прямые измерения космических лучей. Также для лучшего понимания солнечной модуляции, которая, как ожидается, будет следовать за 22-летним солнечным циклом , необходимы временные измерения. ^{[ 2 ]} PERDaix — это новый детектор, созданный на факультете физики 1b RWTH Ахенского университета . Будучи предложенным Немецкому космическому агентству в ноябре 2009 года для участия в программе BEXUS (Эксперименты на ракетах и воздушных шарах для студентов университетов) после первой отмененной попытки полета в октябре 2010 года, фактический полет состоялся как возможность полета после кампании BEXUS в Ноябрь 2010 г.

Детектор способен измерять заряженные частицы в диапазоне энергий от 0,5 ГэВ до 5 ГэВ. PERDaix использует времяпролетную систему, сцинтилляционный волоконный трекер со считыванием кремниевого фотоумножителя (SiPM) и детектор переходного излучения в сочетании с постоянным магнитом для измерения потоков частиц. ^{[ 3 ]} BEXUS Воздушные шары запускаются в космическом центре Эсрейндж недалеко от Кируны , Швеция . В ноябре 2010 года PERDAix достиг максимальной высоты 33,3 км, на которой продержался 1,5 часа.

Субдетекторы

Система времени полета

Времяпролетная система (TOF) — это верхний и нижний уровни детектора. Он состоит из сцинтилляторов со считывающим устройством SiPM. Он используется в качестве триггерного сигнала и для дискриминации частиц, попадающих в детектор снизу. При расчетном временном разрешении около 300 пикосекунд (пс) его можно использовать для различения позитронов и электронов в диапазоне импульсов ниже 1 ГэВ. Протоны можно отличить от позитронов с импульсом ниже 1 ГэВ, если их скорость меньше β = 1. ^{[ 4 ]}

Трекер

Perdaix будет использовать детектор отслеживания сцинтилляционных волокон, состоящий из тонких сцинтилляционных полистироловых волокон толщиной 250 мкм, которые излучают свет при прохождении через них заряженных частиц. Сцинтилляционные волокна считываются с помощью матриц кремниевых фотоумножителей (SiPM), которые представляют собой структурированные полупроводниковые детекторы фотонов, обеспечивающие высокую эффективность фотонов 50%, высокий коэффициент усиления 10^6 электронов/фотон и очень компактные по размеру. Одна матрица кремниевых фотоумножителей имеет размеры 1,1х8,0 мм и имеет 32 канала. Двадцать оптоволоконных модулей шириной 32 мм и длиной 300 мм расположены в четыре слоя вокруг полой цилиндрической матрицы постоянных магнитов.

Магнит

Массив постоянных магнитов выполнен в виде кольца Хальбаха , весит 8 кг и создает очень сильное магнитное поле ~0,26 Тесла (Тл) внутри магнитного цилиндра высотой 80 мм и диаметром 213 мм, создавая при этом лишь незначительное магнитное поле снаружи цилиндра.

Детектор переходного излучения

Под самым нижним слоем трекера переходного излучения установлен детектор (TRD). ТРД регистрирует переходное излучение релятивистских частиц с фактором Лоренца γ, превышающим ≈ 1000. Частицы, пересекающие границу раздела двух сред с разной диэлектрической проницаемостью , создают переходное излучение. Потери энергии на границе пропорциональны релятивистскому гамма-фактору . Значительное количество TR производится для гамма-излучения, превышающего 1000. Гамма-фактор протонов до импульса 5 ГэВ все еще порядка 10, тогда как гамма-излучение позитрона превышает 1000, начиная с импульса 0,5 ГэВ.

Детектор состоит из 256 строу-трубок толщиной 6 мм из многослойной алюминиево - каптоновой фольги толщиной 72 мкм, заполненных смесью ксенона (Xe) и углекислого газа (CO ₂ ) в соотношении 80/20. Он используется для измерения переходного рентгеновского излучения, создаваемого электронами в восьми слоях флисового излучателя неправильной формы толщиной 20 мм. Это приводит к более чем 100 границам раздела материалов на слой радиатора.

Запуск в ноябре 2010 г.

Из-за сильного ветра стартовую кампанию в октябре 2010 года пришлось отменить без полета BEXUS-11. Благодаря поддержке Немецкого космического агентства ( DLR ) и Esrange в конце ноября 2010 года была предоставлена возможность второго полета. 23 ноября с Esrange был запущен гелиевый шар объемом 100 000 м³ с полезной нагрузкой в 334 кг, содержащей студенческие эксперименты BEXUS, включая Детектор PERDAix.

Источники

Внешние ссылки

[1] ttp://www.srl.utu.fi/AuxDOC/kocharov/ICRC2009/pdf/icrc1025.pdf ^{[ только URL-адрес PDF ]}

[2] ttp://www.srl.utu.fi/AuxDOC/kocharov/ICRC2009/pdf/icrc0338.pdf ^{[ только URL-адрес PDF ]}

[3] ttp://www.srl.utu.fi/AuxDOC/kocharov/ICRC2009/pdf/icrc0459.pdf ^{[ только URL-адрес PDF ]}

[4] ttp://www.srl.utu.fi/AuxDOC/kocharov/ICRC2009/pdf/icrc1099.pdf ^{[ только URL-адрес PDF ]}

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]