Президиума ран
Скачать 1.66 Mb.
|
  РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУКПРОГРАММА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРЕЗИДИУМА РАН Фундаментальные свойства материи и астрофизика Научный отчет за 2012 год Москва 2012 «УТВЕРЖДАЮ» Президент Российской академии наук академик Ю.С.ОСИПОВ « » 2012г. ПРОГРАММА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРЕЗИДИУМА РАН Фундаментальные свойства материи и астрофизика Научный отчет за 2012 год «Согласовано» «Согласовано» Академик-секретарь Координатор программы Отделения физических наук академик В.А.Матвеев академик В.А.Матвеев ………………..(……………..) ……………….(………………) Проект 1.1 «Галлий-германиевый нейтринный телескоп» Руководитель: чл.-к. Гаврин В.Н. а. Исследование нейтринного излучения Солнца. [1-4] В соответствии с программой ежемесячных измерений потока солнечных нейтрино в 2012 году выполнено 12 извлечений на ГГНТ. Все извлечения установлены на измерения. Проведен первичный анализ данных 12 извлечений. Завершены измерения 7 извлечений, предварительный объединенный анализ данных 7 измерений 2012г. дает величину скорости захвата 69.7 +14.1/-13.1 (SNU). За 23 -летний период наблюдений с января 1990 года по август 2012 года в эксперименте SAGE выполнено 220 измерений скорости захвата солнечных нейтрино (414 отдельных наборов данных). Это самый длительный период измерений среди всех действующих солнечных нейтринных экспериментов. В энергетических диапазонах отобрано 4557 событий, из которых 1229 отнесено временным анализом к 71Ge. Объединенный анализ данных измерений за 23-летний период измерений скорости захвата нейтрино с энергией выше 233 кэВ на 71Ga дает величину 64.8 +/-2.4(стат) +2.6/-2.8(сист) SNU или 64.8 +3.5/-3.7 SNU (солнечных нейтринных единиц). Суммарная ошибка результата составляет 5.6%.  Рис. 1. Результаты измерений, объединенных по годам; заштрихованная область соответствует объединенному результату SAGE 64.8 +/-2.4(стат) SNU. Вертикальные линии в каждой точке соответствуют статистической ошибке 68%, горизонтальные – временному интервалу объединенного анализа измерений. С использованием результатов других солнечных нейтринных экспериментов и теории нейтринных осцилляций вычисленная величина потока солнечных рр нейтрино, приходящих на Землю нейтрино, 3.38×1010/(см2с) [2] хорошо согласуется с MSW-LMA решением солнечных нейтринных осцилляций.  Рис.2. Вероятности выживания солнечных νe, вычисленные по результатам солнечных нейтринных экспериментов, ожидаемые вероятности с учетом MSW эффекта, спектр солнечных нейтрино для солнечной модели BS05 (Бакал-Серенелли (2005)) Галлий-германиевый нейтринный телескоп Баксанской нейтринной обсерватории в настоящее время является единственным в мире телескопом, обеспечивающим измерение скорости фундаментальной протон-протонной (pp) реакции термоядерного синтеза в Солнце, в которой генерируется подавляющая часть солнечной энергии, а также рождается подавляющая часть нейтринного потока. Регистрация pp нейтрино является прямым мониторингом и проверкой состояния светимости Солнца, pp нейтрино могут обеспечить нам более точную низкоэнергетическую нормалировку для калибровки MSW эффекта, проявляющегося в Солнце с ростом энергии нейтрино [4]. б. Модернизация телескопа с целью повышения его чувствительности В результате оптимизации ICP-OES метода анализа германия по времени распыления образца и количества реплик в одном измерении и перехода на весовой метод приготовления стандартных растворов и образцов для анализа лигатуры более чем в два раза повышена точность измерений содержания германия в растворе. В 2012 году была выполнена значительная часть подготовительных работ для перехода на новую технологическую схему извлечения германия из галлиевой мишени, на технологическую схему со сбором конденсата. Проведены технологические испытания новой системы улавливания германия из газового потока на насыпной колонке. Насыпная колонка по своим свойствам отличается от тарельчатой, для определения оптимального режима работы колонки было осуществлено ряд тестовых и калибровочных отдувок. После установления оптимального режима (используемого в настоящее время) эффективность отдувки с использованием насыпной колонки составила не менее 98%. Для повышения чувствительности ГГНТ в рамках работ по увеличению массы мишени ГГНТ проведена регенерация 1248.8 кг экстракционных растворов. Выход металлического чернового галлия составил 97.4%, что составляет 1216.367кг, которые находятся в настоящее время в стадии дальнейшей обработки и включения в активную часть мишени ГГНТ. Литература
Публикации: 1. В.Н. Гаврин, Вклад Ga экспериментов в понимание физики Солнца и физики нейтрино, принято в печать в журнал «Ядерная физика» (2012). Доклады:
Публикации в средствах массовой информации и др. 1. V. N. Gavrin, V. V. Gorbachev, D. S. Gorbunov, T. V. Ibragimova, A.V. Kalikhov, V. A. Matveev, E. P. Veretenkin et al., Light Sterile Neutrinos: A White Paper, Very Short Baseline νe → νx Oscillation Search with a Dual Metallic Ga Target at Baksan and a 51Cr Neutrino Source, arXiv:1204.5379v1 [hep-ph], 170. Поддержка работы за счет грантов РФФИ, госконтрактов, внебюджетных и прочих средств: РФФИ 11-02-00806-а Исследование нейтринного излучения Солнца и свойств нейтрино на Галлий-германиевом нейтринном телескопе в эксперименте SAGE Проект 1.2. «Калибровочный эксперимент с источником 51Cr на двухзонной галлиевой мишени» Руководитель: чл.-к. Гаврин В.Н. В Институте молекулярной физики Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» проведено совещание, на котором рассмотрены и согласованы основные положения совместного “Предложения нового эксперимента с искусственным источником нейтрино 51Cr активностью 3 МКи”. Уточнены расчетные характеристики облучения хромовой мишени в реакторе СМ-3. Разработаны основные технические требования к опытной установке для изготовления мишени из обогащенного хромa. Предложена следующая схема получения мишеней из обогащенного хрома 50 состоит из следующих операций:
Электрохимический хром получается электрохимическим осажденим на катодах металлического хрома из электролита, представляющего собой водный раствор хромовой кислоты. Технологический процесс рафинирования хрома основан на реакции взаимодействия кислорода, содержащегося в хроме, с водородом при высокой температуре. Т.к. процесс имеет лимитирующую стадию - диффузию кислорода в хроме к поверхности под действием разности концентраций, то необходимо обеспечивать не только высокую подвижность кислорода, высокое парциальное давление продуктов реакции, но и постоянный газообмен у поверхности чешуйки. При термическом рафинировании в токе водорода наряду с удалением газовых и газообразующих элементов уменьшается содержание легкоплавких металлических примесей. При производстве порошка из ЭРХ последний подвергают многократному размолу на дезинтеграторах. Для снижения содержания натертого железа и некоторых других примесей используется химическая обработка порошка, состоящая в отмывке хрома в горячей 5-10% азотной кислоте с декантацией, которая наряду с отсевом фракции менее 40 мкм удаляет мелкие инородные включения. Для изготовления мишеней из рафинированного хрома используются различные методы порошковой металлургии, позволяющие максимально сохранить чистоту исходного металла в процессе изготовления. Основным методом производства изделий из хромового порошка является газоизостатическое прессование (ГИП). Для проведения ГИП стальную капсулу плотно набивают трамбовкой и заваривают. Окончательную заварку проводят у исполнителя на установке электронно-лучевой сварки. При этом происходит удаление адсорбированных газов и воды из хрома. Капсулу ГИПуют при 1200 ºС и давлении около 1300 атм. Хром компактируется и после остывания направляется на механическую обработку. Для измерения активности источника нейтрино на основе хрома-51 калориметрическим методом разработаны гидравлическая и электрическая схемы калориметрической установки. Принцип измерения заключается в полном поглощении в измерительной ячейке калориметра выделяемого источником тепла теплоносителем, в качестве которого используется деионизованная вода, теплофизические характеристики которой известны с высокой точностью. Тепловыделение источника определяется как разность теплосодержаний теплоносителя на входе и выходе из измерительной ячейки. Разработана и изготовлена измерительная ячейка калориметра. Проведены предварительные температурные измерения, которые показали, что возможно достичь точности измерения разницы температуры теплоносителя на входе и выходе из калориметра на уровне нескольких тысячных градуса. Это позволяет достигнуть точности измерения активности источника при активности в диапазоне 1-3 МКи на уровне десятых долей процента. Одновременно разрабатывается метод определения активности источника по измерению γ-излучения, выходящего за пределы первичной защиты источника, германиевым полупроводниковым детектором и сцинтилляционным детектором NaI. В распадах 51Cr рождаются фотоны с энергией 320 кэВ (10%) и внутреннее тормозное излучение с непрерывным спектром с максимальной энергией γ квантов 750 кэВ (~10-2 %). Подавляющая часть этого излучения поглощается в первичной защите источника. Вместе с тем, часть излучения выходит за пределы защиты и может быть зарегистрирована. В 2012 году было проведено изучение выхода излучения от 51Cr и от вероятных примесей методом Монте-Карло с использованием Geant4. Была показана возможность безопасной работы в эксперименте с источником активностью 3 МКи в заданной защите. На основе полученных спектров γ излучения источника будут проводиться измерения γ излучения от источника с применением ППД и детектора NaI, установленных на разных расстояниях. Исследуются вопросы возможной точности этих измерений с учётом угловых распределений излучения и применения различных коллиматоров. Предполагается, что в таких измерениях может быть достигнута точность на уровне 1-2%. В рамках изготовления новой счетной системы телескопа в 2012 была выполнена разработка технического задания на изготовление детектора антисовпадений на основе кристалла NaI(Tl) габаритами ø200х200 мм, колодцем ø 00х150 мм, четырьмя ФЭУ Hamamatsu, в корпусе из нержавеющей стали и кварцевыми иллюминаторами. Детектор изготовлен на предприятии AMCRYS (г. Харьков, Украина) и доставлен на БНО. Предварительные испытания показали полную работоспособность детектора, энергетическое разрешение составило около 4.6% при энергии 1.33 МэВ. Были разработаны: проект пассивной защиты для пропорциональных счетчиков и детектора антисовпадений. Выполнена разработка комплекта конструкторской документации для изготовления конструкционных элементов защиты. Все конструктивные элементы изготовлены и доставлены в ЛГГНТ, произведена контрольная сборка пассивной защиты; проект модуля для размещения пропорционального счетчика в пассивной защите. Изготовлено нескольких опытных образцов модулей, на основе которых производится дальнейшая доводка всей конструкции до конечного вида; функциональная схема электроники системы регистрации. Выполнен монтаж и настройка аппаратной части электроники. Компоновка оборудования выполнена с учетом оптимизации его теплового режима. В помещении в комплексе ГГНТ для размещения новой системы регистрации проведены системы приточной и вытяжной вентиляции, стабилизированного электропитания от ИБП, гидравлическая магистраль и линии передачи данных. Проведена модернизация подземного сегмента локальной вычислительной сети (ЛВС). Разрабатываемая в рамках проекта 8-канальная система регистрации представляет собой результат эволюционного развития технических решений, реализованных в существующей 8-канальной системе регистрации ГГНТ, и включает весь накопленный опыт ее многолетней эксплуатации. В то же время новая система обладает более высокими метрологическими характеристиками за счет применения современного оборудования. Для изготовления счётчиков новых низкофоновых счетчиков был подобран и приобретён высокочистый материал. Изготовлена партия (5) счетчиков. Для исследования их счетных и фоновых характеристик счетчики заполнялись стандартной смесью и устанавливались на измерения в систему счета ГГНТ. Из 5 исследованных счетчиков 3 счетчика показали стабильные счетные и низкие фоновые характеристики. Литература [1] arXiv: 1006.2103 Публикации: 1. В.Н. Гаврин, Вклад Ga экспериментов в понимание физики Солнца и физики нейтрино, принято в печать в журнал «Ядерная физика» (2012). 2. В.В. Горбачев, Поиск осцилляций электронных нейтрино на короткой базе в экспериментах SAGE и Borexino с искусственным источником нейтрино, принято в печать в журнал «Ядерная физика» (2012). 3. D. Frekers, M.C. Simon, C.Andreoiu, J.C. Bale, M. Brodeur, T.Brunner, A.Chaudhuri, U. Chowdhury, J.R. Crespo Loren-Urrutia, P.Delheij, J. Dilling, H. Ejiri, S. Ettenauer, A.T. Gallant, V. Gavrin, A.Grossheim, M.N. Harakeh, F.Jang, A.A. Kwiatkowski, J. Lassen, A. Lennarz, M.Luichtl, T. Ma, E. Mane, B.E. Schultz, V.V. Simon. A.Teigelhoefer, Penning-trap Q-value determination of the 71Ga(ν,e–)71Ge reaction using threshold charge breeding of on-line produced isotopes (отправлена в PRL). Доклады:
Публикации в средствах массовой информации и др. 1. V. N. Gavrin, V. V. Gorbachev, D. S. Gorbunov, T. V. Ibragimova, A.V. Kalikhov, V. A. Matveev, E. P. Veretenkin et al., Light Sterile Neutrinos: A White Paper, Very Short Baseline νe → νx Oscillation Search with a Dual Metallic Ga Target at Baksan and a 51Cr Neutrino Source, arXiv:1204.5379v1 [hep-ph], 170. 2. V.V. Gorbachev, B.T. Cleveland, V.N. Gavrin, T.V. Ibragimova, A.V. Kalikhov, J.S. Nico, E.P. Veretenkin, Ga source experiment for detection of short baseline neutrino oscillations, Journal of Physics: Conference Series, 375 (2012) 042068. 3. V.N. Gavrin, V.V. Gorbachev, T.V. Ibragimova, E.P. Veretenkin, Current status of the Ga-Cr neutrino project, http://web.ias.tokushima-u.ac.jp/physics/nucl/NDM12/NDM12.html |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Российской Академии Наук Институт проблем нефти и газа со ран министерство... Председатель – Александр Федотович Сафронов, чл корр. Ран, председатель Президиума Якутского научного центра со ран, директор ИПНГ... | | Внешних Участие в государственных научно-технических программах, федеральных целевых программах, интеграционных программах со ран, программах... |
| Внешних Участие в государственных научно-технических программах, федеральных целевых программах, интеграционных программах со ран, программах... | | Внешних Участие в государственных научно-технических программах, федеральных целевых программах, интеграционных программах со ран, программах... |
| «Нейтринная Физика» программа фундаментальных исследований президиума ран Полученная величина с учётом результатов других экспериментов с солнечными нейтрино даёт прямое экспериментальное доказательство... | | Николаевич Кафедра «Философия» Первый вице-президент Российского Философского общества, ведущий научный сотрудник Института философии ран. Член Президиума Российской... |
| Николаевич Кафедра «Философия» Первый вице-президент Российского Философского общества, ведущий научный сотрудник Института философии ран. Член Президиума Российской... | | О соотнесении постановления президиума ран №196 от 25. 04. 2008 с... Тематический план лекций по гигиене труда для студентов 5 курса медико – профилактического факультета |
 | Докладчик к и. н., профессор С. А. Халфин Уважаемые ветераны войны и труда! Доклад на торжественном заседании Президиума унц ран, посвященном празднованию 70-й годовщины Победы советского народа в Великой... | | Предварительная научная программа малый конференц-зал Президиума... Российско-Азербайджанский симпозиум с международным участием «Катализ в решении проблем нефтехимии и нефтепереработки» |
| Отчет о научно-исследовательской работе по программе фундаментальных... Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского Отделения Российской академии наук | | Программа фундаментальных исследований Президиума ран №8 «разработка... «Разработка «безызносных» подшипников скольжения спутниковых антенн для работы в отсутствии смазки в открытом космосе» |
| Отчет за 2013 г. По программе фундаментальных исследований ... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... По предложению ведущего заседание Президиума Жилина С. П. члены Президиума проголосовали за предложенную повестку дня |
| Программа фундаментальных исследований Президиума ран перспективы... России и Украины по приоритетным направлениям модернизации, инновационного и технологического развития | | Утверждаю” Координатор Программы академик С. М. Алдошин положение... Лейбниц в письме Гольдбаху пишет: "Музыка есть скрытое арифметическое упражнение души, не умеющей считать". И гольдбах ему отвечает:... |
