![]() |
![]() |
![]() |
|||||||||||||||||
Ученые придумали детектор для отслеживания траектории антинейтрино
Стандартный метод выявления антинейтрино опирается на обратный бета-распад: антинейтрино сталкивается с протоном (обычно в водороде), превращая его в нейтрон и позитрон, которые разлетаются с большой скоростью. Типичный детектор антинейтрино имеет большой объем обогащенного водородом «сцинтиллятора» – материала, насыщенного элементами, имеющими склонность к захвату нейтронов (к примеру, бором). Стоит отметить, что нейтрон, полученный в результате обратного бета-распада, изначально движется примерно в том же направлении, в котором распространялось антинейтрино. Но позже он рассеивается от множества ядер, теряя, таким образом, информацию о направлении. Позитрон тормозит примерно по прямой линии на расстоянии порядка нескольких сантиметров, но сцинтиллятор преобразуют его излишнюю энергию в свет, который излучается во всех направлениях, скрывая траекторию позитрона. Детекторы солнечных и космический нейтрино, например, гигантские установки IceCube или Super-Kamiokande, могут указать путь нейтрино и антинейтрино высоких энергий (более 100 миллиардов электрон-вольт), но не существует приборов, которые обеспечивают информацию о направлении антинейтрино с энергиями порядка нескольких миллионов электрон-вольт, при том, что такое устройство могло бы дать информацию о радиоактивных источниках внутри Земли или пополнить базу знаний о ядерных реакторах. Группа исследователей из Massachusetts Institute of Technology и Princeton University (США) в рамках своей последней работы, опубликованной в журнале Physical Review Letters, предложили конструкцию детектора антинейтрино, предоставляющего также информацию о направлении распространения частиц. Конструкцию агрегата они условно назвали «Аппарат сегментированной анти-нейтрино томографии» (Segmented AntiNeutrino Tomography Apparatus, SANTA). В этом аппарате среда обнаружения состоит из слоев, отделенных друг от друга пустым пространством. Нейтроны, произведенные в результате столкновения с антинейтрино в «целевом» слое, избегают рассеяния в том же слое (из-за его малой толщины) и продолжит свое движение через пустое пространство, сохраняя направление. Далее они попадают в более толстый слой «захвата», где вызывают реакцию, в результате которой будут зафиксированы вспышки света. Направление каждого нейтрона можно будет проследить по прямой линии от места его захвата обратно к точке обратного бета-распада (его местонахождение можно определить по вспышке света, вызванной позитроном). Хитрость заключается в том, что нейтрон проходит большее расстояние через пустое пространство перед любым взаимодействием, что дает большую точность в расчетах. Чтобы проверить предложенную конструкцию, команда начала моделирование, в котором «целевой» слой (слой-мишень) имел 0,5 см, 1 см или 2 см толщиной. Слои захвата имели толщину порядка 1 метра (слой размещался с обеих сторон от мишени, хотя для захвата почти всех нейтронов было достаточно толщины в 6 см). Слои были сделаны из однотипного пластмассового сцинтиллятора, но слой захвата был насыщен на 5% (по весу) бором. Ученые использовали два вида моделирования. В одном они предполагали, что траектория антинейтрино совпадает с траекторией полета нейтрона (в этом случае точность метода составила лишь 30 градусов). Во втором случае они предположили, что путь позитрона также может быть измерен. С информацией об обеих частицах путь антинейтрино можно определить с точностью в 5 градусов при толщине «целевого» слоя в 0,5 см. При таких параметрах устройство может дать существенную информацию о ядерной реакции, если будет находиться в 25 м от реактора. В настоящее время научная группа работает над предложением построить такое устройство.
Также по теме:
Источники: |
самое популярное
самое важное
сьерра-невада краб гидротермальный источник галактика ацетаминофен парниковый эффект solaren BRCA1 микрочип наностойка МРЗС хлоргексидин паутина отит ухо волос LHX2 smed-prep дрейф интервью SPN IFS сигма-1 пиксел ЛПВП зета-токсин PEZT PEZAT UNAG-3P MTC RAF KG5 matbasic ботаника береллий сайт младенец juice TLR8 сверхтвёрдость нанорезонатор моноселенид эпигаллокатехин-3-галлат биозонд ожог fosb заболонь перфторгексан аптамер IL-37
самое читаемое
медицина вирус детектор робот НАСА МГУ ESA рак мозг океан геном креветка эмоция графен диагностика ЯМР нанотехнология общество школа сенсор биосенсор микротрубка вооружение этика солнечная система экзамены экосистема жук марс вода жюль верн международная космическая станция космос генетика заболевание ESA обучение климат НАСА океан наследственность цвет зрение загрязнение феникс кислотность память информация подсознание культивирование
самое интересное
aquarius falcon heavy звук NOTES холера дизентерия НДМ-1 штрих-код phycomyces blakesleeanus плод роды мать ЮГ50 лилия цветение сафинамид дискинезия фуран капсула резонатор адсорбат мета-материал аминокислота лизин хумана ШОС ЛАГ циклон-4 украина бразилия микрофлора станок гуттенберг нончастица STEM тубулин TTL оже NPP БАВ рацион взрыв cfr sierra nevada dream chaser strf парк-медиа ВИО NOTCH |
||||||||||||||||||
|
|