Исследование параметров сцинтилляционных кристаллов саМоО 4 для поиска двойного бета- распада изотопа

Скачать 261.94 Kb.

Название	Исследование параметров сцинтилляционных кристаллов саМоО 4 для поиска двойного бета- распада изотопа
страница	1/3
Дата публикации	20.11.2017
Размер	261.94 Kb.
Тип	Автореферат

100-bal.ru > Физика > Автореферат

1 2 3

На правах рукописи

ВЕРЕСНИКОВА АННА ВАСИЛЬЕВНА
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫХ КРИСТАЛЛОВ

СаМоО₄ ДЛЯ ПОИСКА ДВОЙНОГО

БЕТА- РАСПАДА ИЗОТОПА ¹⁰⁰Мо

01.04.01- Приборы и методы экспериментальной физики

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата физико-математических наук
МОСКВА 2009

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук

Институте ядерных исследований РАН, Москва

Научный руководитель: кандидат физико-математических наук	И. Р. Барабанов (ИЯИ РАН)
Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук кандидат физико-математических наук	С. П. Михеев (ИЯИ РАН) А. А. Клименко (ОИЯИ ЛЯП)
Ведущая организация:	Федеральное Государственное унитарное предприятие "Государственный Научный Центр Российской Федерации - Институт теоретической и экспериментальной физики", Москва

Защита диссертации состоится «___» _____________ 2010 г.

в «____» часов на заседании диссертационного совета Д 002.119.01

Учреждения Российской академии наук
Института ядерных исследований РАН

Адрес: 117312, г. Москва, проспект 60-летия Октября, д.7а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИЯИ РАН.
Автореферат разослан «___»_______________ 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ИЯИ РАН,

кандидат физико-математических наук

Б.А. Тулупов

Общая характеристика работы

Актуальность темы диссертации. Поиск безнейтринного двойного бета-распада ядер (0νββ) является в настоящее время одной из центральных задач экспериментальной физики. Положительное наблюдение 0νββ дало бы ответ на вопрос является ли нейтрино дираковской или майорановской частицей, как предполагается в большинстве теорий с расширением Стандартной модели. Однако окончательный ответ может быть дан только в случае положительного наблюдения процесса 0νββ на нескольких изотопах с хорошей статистической точностью. Таким образом, регистрация безнейтринного двойного бета- распада будет означать открытие "новой физики".

Для выполнения экспериментов по поиску 0 - распада требуется большое количество (десятки и сотни килограмм) дорогостоящих обогащенных изотопов. Выбор рабочего изотопа для поиска 0 определяется как возможностью его масштабного производства при относительно невысокой стоимости, так и возможностью создания на его основе экспериментальной установки с высокой эффективностью регистрации полезных событий и низким значением внутреннего фона, вызванного присутствием долгоживущих радионуклидов.

Высокая эффективность регистрации (~ 100%) может быть достигнута только в случае, когда источник безнейтринного двойного бета распада одновременно является и детектором («источник  детектор»). Эта ситуация воспроизводится в исследуемом в настоящей работе монокристалле молибдате кальция СаМоО₄, в кристаллической решетке которого молибден природного изотопного состава заменен на изотоп ¹⁰⁰Mo. Преимущество выбора ¹⁰⁰Mo в качестве кандидата для поиска 0νββ связано с тем, что его энергия распада (3.07 МэВ) является одной из наибольших. Большая энергия распада с одной стороны увеличивает вероятность 0νββ, и с другой стороны существенно упрощает проблему дискриминации как внешнего, так и внутреннего фона. Неорганические монокристаллические сцинтилляционные детекторы СаМоО₄ требуют разумных усилий на свое создание (относительная дешевизна выращивания монокристаллов большого объема). При этом детекторы на основе СаМоО₄ могут работать как сцинтилляционные детекторы от комнатных до криогенных температур.

Цель и задачи работы

Целью диссертационной работы является:

исследование параметров сцинтилляционных кристаллов СаМоО₄, предназначенных для поиска двойного бета-распада изотопа ¹⁰⁰Мо.
измерение содержания радиоактивных примесей в сцинтилляционных кристаллах СаМоО₄и определение их допустимого содержания для достижения чувствительности эксперимента на современном уровне.

Научная новизна

Впервые детально исследованы временные параметры сцинтилляционного свечения кристалла СаМоO₄ и обнаружен ее сложный многоэкспоненциальный характер.
Впервые обнаружена быстрая компонента сцинтилляционного свечения кристаллов СаМоO₄при комнатной температуре.
Исследован абсолютный световой выход и альфа/бета отношение кристалла СаМоО₄.
Исследована температурная зависимость сцинтилляционных свойств кристалла СаМоО₄.
Измерено содержание радиоактивных примесей в сцинтилляционных кристаллах СаМоО₄и определено их допустимого содержания для достижения чувствительности эксперимента на современном уровне.

Основные результаты, представленные к защите

Результаты измерения временных параметров сцинтилляционной вспышки кристалла СаМоО₄.
Сложный многоэкспоненциальный характер сцинтилляционного свечения СаМоO₄ при облучении -частицами и -квантами в диапазоне (0-120мкс).
Открытие быстрой компоненты сцинтилляционного свечения кристаллов СаМоO₄при комнатной температуре, при облучении -частицами и -квантами в области времен 12-46 нс.
Спектр излучения кристалла СаМоО₄.
Показатель преломления кристалла СаМоО₄.
Абсолютный световой выход кристалла СаМоО₄.
α/β-Отношение для кристалла СаМоО₄
Температурная зависимость сцинтилляционных свойств кристалла СаМоО₄в диапазоне температур от – 100 ⁰C до +23 ⁰C. Возрастание длительности вспышки в 2 раза и увеличение светового выхода в 2,5 раза.
Зависимость ожидаемого предела на периода безнейтринного двойного бета распада ¹⁰⁰Мо от содержания радиоактивных примесей в кристалле СаМоО_4.Показано, что для достижения индекса фона 0,01 отсчета/год/кг/ кэВ допустимое содержание изотопов ²¹⁴Bi и ²⁰⁸Tl (от ²³⁸U и ²³²Th рядов) в кристалле не должно превышать 20 мкБк/кг.
Результаты измерений содержания радиоактивных изотопов ⁴⁰К, ²²⁸Ac (²³²Th), ²⁰⁸Tl (²³²Th),²¹⁴Bi (²³⁸U) в исходных материалах кристалла и в готовом сцинтилляционном кристалле СаМоО₄.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и представлялись на следующих конференциях: Школа-семинар студентов и молодых учёных «Фундаментальные взаимодействия и космология» (Москва, 2007), международной конференции SCINT (2009), семинарах ИЯИ РАН.

Публикации. Основные результаты научных исследований по теме диссертации содержатся в 6 публикациях, в их числе 3 публикации в ведущих научных журналах перечня Высшей аттестационной комиссии.

Структура и объем диссертационной работы Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, содержит 102 страницы текста, 34 рис., 15 табл., список литературы из 110 названий.

Личный вклад диссертанта Автор участвовал в разработке экспериментальных установок, для измерения временных и амплитудных параметров сцинтилляционного кристалла СаМоО₄. Автором разработана и создана установка для измерения температурной зависимости параметров кристалла СаМоО₄. Автором выполнено исследование сцинтилляционных и временных параметров кристалла СаМоО_4.Автором разработано программное обеспечение для обработки полученных результатов. Автором выполнен расчет зависимости чувствительности эксперимента от содержания радиоактивных примесей в сцинтилляционных кристаллах СаМоО₄. При участии автора выполнены измерения содержания радиоактивных примесей в сцинтилляционных кристаллах СаМоО₄.

1 2 3

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

	Исследование параметров сцинтилляционных кристаллов саМоО 4 для поиска... Федеральное Государственное унитарное предприятие "Государственный Научный Центр Российской Федерации Институт теоретической и экспериментальной...		Исследование фона в экспериментах по поиску двойного безнейтринного... Исследование фона в экспериментах по поиску двойного безнейтринного бета распада 76Ge от космического излучения и естественной радиоактивности...
	Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка и исследование... «Разработка и исследование новых кристаллических, аморфных и наноструктурированных материалов для сцинтилляционных и люминесцентных...		Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка и исследование... «Разработка и исследование новых кристаллических, аморфных и наноструктурированных материалов для сцинтилляционных и люминесцентных...
	Практическая работа «Выращивание кристаллов медного купороса и хлорида... А во-вторых, в результате деятельности проекта будет создана презентация «Кристаллы и их применение» и выращенные кристаллы медного...		Исследование электрических свойств диэлектрических кристаллов Математика. Пособие к изучению дисциплины и варианты заданий для контрольных работ. – М.: Мгту га, 2008. 48 с
	Адаптивная системА управления процессАмИ роста кристаллов для методов Степанова и Чохральского Работа выполнена в лаборатории управляемого роста кристаллов Учреждения Российской академии наук Института физики твердого тела ран...		Исследование эффективности поиска сведений в интернете Хх столетия. Эта дисциплина возникла в ответ на увеличившуюся потребность в эффективных методах сбора, обработки, хранения, поиска...
	Реферат по физике на тему «исследование зависимости периода и частоты... «исследование зависимости периода и частоты механических колебаний от параметров колебательной системы»		Контрольная работа по «Информатике» На тему: Исследование эффективности... Результат своих подсчетов я свела в таблицу, заполнила её в соответствии с требованиями (сосчитала кол-во полезных ссылок, определила...
	Контрольная работа по «Информатике» На тему: Исследование эффективности... Результат своих подсчетов я свела в таблицу, заполнила её в соответствии с требованиями (сосчитала кол-во полезных ссылок, определила...		Программа по спецкурсу «правовое регулирование избежания двойного... Постоянное местопребывание (резидентство) и наличие постоянного представительства/постоянной базы как основания для налогообложения...
	Проблема поиска массы покоя электронного антинейтрино в бета распаде трития постановка задачи Я решил писать данную работу, чтобы узнать побольше об истории появления тригонометрии, способах решения тригонометрических уравнений...		«Исследования супругов Кюри» Общее определение радиоактивности, распад ядер, типы распада, закон радиоактивного распада
	Реферат: «Выращивание кристаллов в домашних условиях» Мир кристаллов это сказочно красивый мир. Они завораживают своим блеском, многообразием цвета и форм		Работа по информатике на тему: «Исследование эффективности поиска сведений в Интернете» Цель работы – исследовать эффективность работы поиска сведений в интернете, путем сопоставления выдаваемой полезной информации в...

Школьные материалы