Jump to content

Модульная нейтронная решетка

Модульная нейтронная решетка ( MoNA ) — это высокоэффективный детектор нейтронов большой площади , который используется в фундаментальных исследованиях редких изотопов в (NSCL) Мичиганского государственного университета , Национальной сверхпроводниковой циклотронной лаборатории исследовательском центре ядерной физики. Он специально разработан для обнаружения нейтронов , образующихся в результате реакций распада быстрых фрагментационных пучков.

Детекторная матрица

[ редактировать ]

Модульная нейтронная решетка состоит из 144 отдельных детекторных модулей. В основе каждого модуля лежит пластиковый сцинтиллятор размерами 10х10х200 см. Эта сцинтилляционная планка оснащена световодами на каждом конце, которые направляют свет в один фотоумножитель на каждом конце. Каждый модуль детектора завернут в светонепроницаемый материал, что позволяет размещать матрицу детекторов в различных конфигурациях.

В исходной конфигурации MoNA состоял из 9 вертикальных слоев по 16 плотно расположенных друг к другу детекторов с активной площадью 2,0 м в ширину и 1,6 м в высоту. В своем нынешнем расположении (изображенном на соседнем изображении) он сложен в четыре отдельные секции по 2, 2, 2 и 3 слоя соответственно, разделенные промежутками от 0,5 до 0,8 метра. Он измеряет как положение, так и время нейтронных событий с возможностью многократного попадания. Энергия нейтрона основана на измерении времени пролета. Эта информация вместе с обнаруженным положением нейтрона используется для построения вектора импульса нейтронов. [ 1 ] [ 2 ]

Эффективность обнаружения MoNA максимизируется для скоростей дальнего луча, которые доступны в комплексе связанных циклотронов (CCF) NSCL. Для нейтронов с энергией от 50 до 250 МэВ он рассчитан на эффективность до 70% и расширяет возможные эксперименты по совпадениям с нейтронами до измерений, которые ранее были невозможны. Детектор используется в сочетании с магнитом Sweeper. [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] и его фокальные детекторы заряженных частиц. [ 8 ] Кроме того, модульная конструкция MoNA позволяет транспортировать его между экспериментальными хранилищами и, таким образом, использовать в сочетании с магнитом Sweeper, установленным на магнитном спектрографе S800. [ 9 ] Благодаря высокой эффективности обнаружения этот детектор будет хорошо подходить для экспериментов с быстрыми фрагментационными пучками на предлагаемом ISF.

Когда NSCL модернизировал свои возможности до установки связанного циклотрона, консорциум Университета штата Флорида и Университета штата Мичиган построил магнит Sweeper, который будет использоваться с двумя существующими нейтронными стенками для проведения экспериментов по совпадению нейтронов и фрагментов. Нейтронные стены изначально были построены для более низких энергий пучка и имели эффективность только около 12% для энергий нейтронов, ожидаемых от CCF. Во время встречи пользователей NSCL в 2000 году рабочая группа осознала возможность значительно повысить эффективность за счет увеличения количества слоев с использованием пластиковых сцинтилляционных детекторов .

На заседании рабочей группы присутствовало несколько пользователей NSCL из бакалавриата, которые предположили, что модульный характер и простая конструкция предоставят большие возможности для привлечения студентов бакалавриата.

Весной 2001 года эта идея превратилась в несколько предложений по МРТ, представленных 10 различными учреждениями, большинство из которых — студенческие школы. Физики из этих десяти академических институтов сформировали Коллаборацию MoNA:

Предложения были профинансированы NSF летом 2001 года. После детального проектирования первые модули детекторной матрицы были доставлены летом 2002 года. В течение следующего года все модули были собраны и протестированы студентами бакалавриата в своей школе. [ 10 ] и, наконец, добавлен для формирования полного массива в NSCL.

Сотрудничество MoNA продолжилось после завершения первоначального этапа строительства и ввода в эксплуатацию [MoNA], и теперь оно использует детекторную решетку для экспериментов, что позволяет большому количеству студентов всех сотрудничающих школ принять участие в передовых экспериментах по ядерной физике в одно из ведущих в мире предприятий по производству редких изотопов. Исследования в бакалавриате финансируются NSF через несколько грантов RUI (Исследования в бакалавриате).

Сотрудничество МОНА

[ редактировать ]

В настоящее время в Коллаборацию MoNA входят физики из одиннадцати колледжей и университетов. Проект финансируется Национальным научным фондом .

Участниками сотрудничества являются:

Сотрудничество направлено на вовлечение студентов в значительную часть экспериментальной программы на объекте MoNA. Большинство учреждений-членов сотрудничества представляют собой в основном бакалавриат. Студенты помогли построить и протестировать MoNA и продолжают участвовать в экспериментах во время запусков и анализа данных. Он также организовал интенсивные летние сессии, предназначенные для студентов, поощряя студентов участвовать во всех этапах экспериментов, проводя несколько встреч в год с участием студентов-студентов и используя информационные технологии для объединения студентов, находящихся на расстоянии.

  1. ^ Лютер, Б.; Бауманн, Т.; Тённессен, М.; и др. (Июнь 2003 г.), «MoNA — Модульная нейтронная решетка», Раздел A «Ядерные инструменты и методы в физических исследованиях » , 505 (1–2): 33–35, Бибкод : 2003NIMPA.505...33L , doi : 10.1016/s0168 -9002(03)01014-3
  2. ^ Бауманн, Т.; Бойке, Дж.; Браун, Дж.; и др. (Май 2005 г.), «Строительство модульного детектора нейтронов большой площади для NSCL», Ядерные инструменты и методы в физических исследованиях, Раздел A , 543 (2–3): 517–527, Бибкод : 2005NIMPA.543..517B , дои : 10.1016/j.nima.2004.12.020
  3. ^ Зелевинский В.; Воля, А. (2006), «Модель континуальной оболочки, реакции и гигантские резонансы», Вёр, А.; Апрахамян, А. (ред.), Захватная гамма-спектроскопия и смежные темы: 12-й международный симпозиум, 4–9 сентября 2005 г., Нотр-Дам, Индиана , Материалы конференции AIP , том. 819, Американский институт физики , стр. 493–497, номер документа : 10.1063/1.2187905.
  4. ^ Престемон, С.; Берд, доктор медицины; Крук, генеральный директор; и др. (Март 2001 г.), «Структурный расчет и анализ компактного магнита-чистителя для ядерной физики», IEEE Transactions on Applied Superconductivity , 11 (1): 1721–1724, Бибкод : 2001ITAS...11.1721P , doi : 10.1109/77.920115
  5. ^ Тот, Дж.; Берд, доктор медицины; Миллер-младший; и др. (Март 2002 г.), «Окончательный проект компактного магнита для ядерной физики», IEEE Transactions on Applied Superconductivity , 12 (1): 341–344, Bibcode : 2002ITAS...12..341T , doi : 10.1109/tasc. 2002.1018415
  6. ^ Берд, доктор медицины; Боле, С.; Гундлах, С.; и др. (июнь 2004 г.), «Проектирование и изготовление криостата для магнита NHMFL/NSCL Sweeper», IEEE Transactions on Applied Superconductivity , 14 (2): 564–567, Bibcode : 2004ITAS...14..564B , doi : 10.1109/tasc .2004.829720 , S2CID   34670655
  7. ^ Берд, доктор медицины; Кенни, С.Дж.; Тот, Дж.; и др. (Июнь 2005 г.), «Испытание системы и установка магнита NHMFL/NSCL Sweeper», IEEE Transactions on Applied Superconductivity , 15 (2): 1252–1254, Bibcode : 2005ITAS...15.1252B , doi : 10.1109/tasc.2005.849553 , S2CID   24997693
  8. ^ Франк, Н. (2006), Спектроскопия несвязанных состояний нейтронов в нейтронно-богатых изотопах кислорода (докторская диссертация), Университет штата Мичиган
  9. ^ Базен, Д.; Каджано, Дж.А.; Шерилл, Б.М.; и др. (Май 2003 г.), «Спектрограф S800», Раздел B «Ядерные инструменты и методы в физических исследованиях» , 204 : 629–633, Бибкод : 2003NIMPB.204..629B , doi : 10.1016/s0168-583x(02)02142-0
  10. ^ Хоус, Р.Х. ; Бауманн, Т.; Тённессен, М.; и др. (Февраль 2005 г.), «Изготовление модульной нейтронной решетки: совместный подход к студенческим исследованиям», American Journal of Physics , 73 (2): 122–126, Бибкод : 2005AmJPh..73..122H , doi : 10.1119/1.1794758
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 9eabe671f654ef3e77ad361f33476bba__1707497880
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/9e/ba/9eabe671f654ef3e77ad361f33476bba.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Modular Neutron Array - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)