Еженедельник
Объединенного института ядерных исследований
(Электронная версия с 1997 года)
Архив Содержание номера О газете На главную Фотогалерея KOI8

№ 28 (3967) от 10 июля 2009:

Версия № 28 в формате pdf (~2.9 Mb)

Комментарий к событию

Нуклотрон снова в строю

После почти двухлетнего перерыва, обусловленного коренной модернизацией многих систем нуклотрона, проводимой в рамках проекта NICA, 15 июня к вечеру на старте долгожданных измерений находилась большая коллаборация Дубна - Минск - Москва.

Несмотря на героические усилия персонала нуклотрона, до последнего момента не было уверенности, что этот летний (обещанный с конца прошлого года) сеанс работы ускорительного комплекса состоится и физикам будет предоставлен пучок ускоренных дейтронов. Однако поздно ночью нуклотрон "пошел", и дейтроны с энергией 1 ГэВ начали бомбардировать свинцовую мишень.

Задачей эксперимента было изучение характеристик мгновенных и запаздывающих нейтронов, возникающих при взаимодействии дейтронов высоких энергий с массивными идентичными мишенями из естественного урана и свинца. Были использованы разнообразные методы регистрации нейтронов, разработанные в ЛНФ и ЛФВЭ ОИЯИ, а также в Институте физики имени Б.И.Степанова и Объединенном институте энергетических и ядерных исследований "Сосны" НАН Беларуси. Эксперимент проводился по инициативе и при всесторонней поддержке Центра физико-технических проектов (ЦФТП) "Атомэнергомаша" и его руководителя В.В.Чилапа.

В течение трех суток была успешно выполнена программа измерений при энергиях дейтронов 1 и 4 ГэВ. В условиях, по сути, технологически-испытательного режима работы нуклотрона, когда ускорение было нестабильным, особую важность представляла задача абсолютного мониторирования числа дейтронов, попавших на мишень. Эта задача решалась как традиционными активационными (по определению, интегральными) методами, так и с помощью новой, разработанной в группе А.А.Балдина, методики - динамического мониторирования пучка с отслеживанием его абсолютной интенсивности и пространственно-временных характеристик. При этом, наряду с традиционными ионизационными камерами с новой, более чувствительной электроникой, были использованы телескопы сцинтилляционных счетчиков, нацеленные под разными углами к исследуемым мишеням, и электронная система сбора данных установки МАРУСЯ, которая позволяет не только протоколировать динамический набор интенсивности, но и отслеживать изменения во временной структуре вывода пучка из нуклотрона.

В основных измерениях были использованы сконструированные коллегами из ЦФТП "Атомэнергомаша" и изготовленные в ЦОЭП ЛНФ (с творческим участием команды под руководством А.Н.Кузнецова) секционированные мишени из свинца и естественного урана. Уран был получен в свое время ОИЯИ из Красноярска для крупного международного проекта "Энергия плюс трансмутация" (руководитель М.И.Кривопустов). Урановая мишень весом свыше 300 кг была окончательно смонтирована в ОРДВ ОИЯИ, где хранился сам материал. Наши коллеги под руководством Б.А.Шестакова обеспечили своевременную транспортировку мишени к месту проведения эксперимента и ее последующее возвращение на хранение в ОРДВ.

Детекторы нейтронов с временным анализом были разработаны в ЛНФ в секторе Н.А.Гундорина, который и проводил измерения на пучке дейтронов. Использовались два детектора. Первый представлял собой сборку из 12 гелиевых счетчиков, погруженных в замедлитель. Этот прибор под именем ИЗОМЕР-М использовался ранее в измерениях на реакторе ИБР-2. С электроникой, модифицированной специально для эксперимента на нуклотроне, этот детектор позволил измерить одновременно выходы мгновенных и запаздывающих нейтронов из обеих мишеней, несмотря на значительные вариации указанных выходов для свинцовой и урановой мишеней. Второй детектор на основе стильбена был создан специально для данного эксперимента. Он позволял не только измерять выходы мгновенных и запаздывающих нейтронов, но дополнительно давал информацию об энергетических спектрах этих нейтронов. Данные с этих двух детекторов, в комбинации с динамическим мониторированием интенсивности пучка дейтронов, которая от импульса к импульсу ускорителя менялась весьма значительно, были получены с хорошей статистикой в условиях достаточно низкого фона. После соответствующей off-line обработки, которая еще предстоит, должен сформироваться уникальный набор данных для тестирования и коррекции существующих библиотек ядерных данных и верификации каскадных и транспортных кодов.

В определенном смысле "дифференциальные" данные детекторов с временным анализом дополнялись в проведенном эксперименте "интегральной" методикой пороговых активационных детекторов, которые дают пространственное и энергетическое распределения образовавшихся нейтронов внутри и снаружи мишени. Специальные активационные детекторы были использованы для определения пространственного распределения пучка дейтронов на мишени. Для детальной расшифровки энергетических спектров испущенных нейтронов очень важным оказывается наличие динамического мониторирования дейтронного пучка, то есть временного "сценария" облучения. Методика активационных экспериментов была предложена и реализована нашими белорусскими коллегами. Измерения активности детекторов проводились в ЛНФ на гамма-спектрометрах сектора М.В.Фронтасьевой и на спектрометре, привезенном из Минска. Команды двух белорусских институтов во главе с А.М.Хильмановичем и С.В.Корнеевым заблаговременно установили деловое взаимодействие с С.С.Павловым и его коллегами из ЛНФ, что позволило без задержки начать измерения уже во время сеанса на нуклотроне. Основная часть этих измерений должна была завершиться к концу июня. Анализ же трековых детекторов будет проведен после возвращения в Минск.

В процессе измерений возникли неожиданные организационные трудности. Но дружная команда ЛФВЭ смогла, несмотря на все трудности, обеспечить необходимые технические условия эксперимента и взаимодействие с ОРДВ и ОРБ.

Успешное проведение запланированных измерений было бы невозможным без тесного конструктивного взаимодействия с командой нуклотрона, возглавляемой Г.В.Трубниковым и А.В.Бутенко. Они и их коллеги сделали все возможное и невозможное, чтобы обеспечить физиков дейтронами заявленных энергий в необходимом для набора статистики количестве. Большое им за это спасибо от всей международной коллаборации, осуществившей этот сложный комплексный эксперимент.

Проведенный эксперимент стал первым в большой научно-технической программе, которая в настоящее время обсуждается руководством ОИЯИ и ЦФТП "Атомэнергомаша". Глобальные цели этой программы - получение необходимых данных для перспективной энергетики будущего, разработка новых ускорительных технологий, а также исследование возможностей применения частиц высоких энергий для широкого круга конкретных прикладных задач. Сформулированные цели являются весьма актуальными для международной инновационной программы ОИЯИ.

В. ФУРМАН.


 Редакция Веб-мастер