Каналирование протонов с энергией 200-1000 МэВ в изогнутых кристаллах кремния

3 Jul 2025, 16:20
20m
БХА (Санкт-Петербургский Государственный Университет )

БХА

Санкт-Петербургский Государственный Университет

Oral Section 3. Modern methods and technologies of nuclear physics. 3. Modern methods and technologies of nuclear physics

Speaker

Полина Иванова (НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ)

Description

Каналирование в изогнутых монокристаллах исследуется и применяется для получения пучков заряженных частиц высоких и сверхвысоких энергий в таких крупнейших ускорительных центрах, как ИФВЭ, KEK, LNF, FNAL, LHC [1, 2]. Особенностями кристаллооптики заряженных частиц являются компактность, высокая эффективность, снижение радиационных потерь.
На синхроциклотроне ПИЯФ проводятся работы по исследованию возможностей кристаллооптики заряженных частиц в области промежуточных и медицинских энергий. Для опытов на пучке протонов с энергией 1 ГэВ были спроектированы, изготовлены, тестированы оптическими и рентгеновскими методами одномиллиметровые изогнутые кристаллы, с которыми наблюдено отклонение протонов на угол 3 мрад с эффективностью около 30% [3].
Для анализа экспериментальных данных и планирования новых измерений была разработана программа, моделирующая методом Монте-Карло прохождение заряженных частиц через ориентированный кристалл с помощью численного решения уравнения движения частицы в непрерывном потенциале плоскостного канала [4]. Программа была проверена на экспериментальных данных, полученных при исследовании кристаллов ПИЯФ на пучках высоких энергий в CERN, и применена для моделирования экспериментов с кристаллами на синхроциклотроне. Результаты расчетов находятся в хорошем согласии с результатами измерений.
Получены оценки для применений разработанных изогнутых кристаллов в области ниже 1 ГэВ вплоть до «медицинских энергий» 70-230 МэВ.

  1. V.M. Biryukov, Y.A. Chesnokov, V.I. Kotov, Crystal channeling and its application at high-energy accelerators, Berlin: Springer Science & Business Media (2013)
  2. W. Scandale et al., Eur. Phys. J. Plus 139, 1041 (2024)
  3. Д. А. Амерканов и др., Письма в ЖЭТФ 118, 551-556 (2023)
  4. П.Ю. Иванова, Моделирование эксперимента по высокоэффективному отклонению протонов с энергией 1 ГэВ изогнутым кристаллом, СПбГУ: магистр. дисс. (2024)

Primary author

Полина Иванова (НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ)

Co-author

Юрий Иванов (НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ)

Presentation materials

There are no materials yet.