Speaker
Description
Задача регистрации быстрых нейтронов в присутствии фонового гамма-излучения успешно решается с помощью сцинтилляционных детекторов со специальными органическими сцинтилляторами. Однако при работе сцинтилляционных детекторов около ускорителей частиц возникает проблема, связанная с наличием магнитного поля вблизи ускорителя.
В данной работе представлены результаты изучения воздействия магнитного поля ускорительной установки ГЕЛИС на работу сцинтилляционных детекторов, входящих в детекторный комплекс ускорителя ГЕЛИС (Физический Институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва). На ионном ускорителе ГЕЛИС ведутся работы по изучению ядерных реакций с участием легких ионов в кристаллических структурах. Представлены результаты исследования влияния магнитного поля на параметры сигналов сцинтилляционных детекторов и на эффективность разделения сигналов от нейтронов, рождающихся в изучаемых ядерных реакциях, и фоновых гамма-квантов. Использованные на ускорителе ГЕЛИС сцинтилляционные детекторы содержат монокристаллы из паратерфенила и ФЭУ Hamamatsu R6094. Сигналы с выходов ФЭУ оцифровываются с помощью быстрого АЦП CAEN DT5730.
Источники гамма-квантов Cs-137 и Co-60 применялись для энергетической калибровки сцинтилляционных детекторов и для исследования изменения амплитуды и формы сигналов детекторов при разном расположении динодной системы ФЭУ относительно магнитного поля. Наличие магнитного поля приводит к уменьшению амплитуды сигналов и искажению их формы.
С использованием источника нейтронов Cf-252 исследована зависимость эффективности разделения сигналов от нейтронов и гамма-квантов от величины магнитного поля. В отсутствии магнитного поля коэффициент эффективности разделения сигналов Figure of Merit равен FOM=1.6. При значении магнитного поля 0.5 мТл эффективность разделения сигналов от нейтронов и гамма-квантов (детекторы без магнитного экрана) уменьшается до FOM=1, а при поле ≈ 1 мТл становится невозможным разделить сигналы.
Применение ФЭУ с комбинированными магнитными экранами позволяет регистрировать нейтроны без ухудшения эффективности разделения сигналов в магнитных полях до 5 мТл. В месте расположения сцинтилляционных детекторов на ускорителе ГЕЛИС магнитное поле составляет до 2 мТл. Продемонстрировано, что сцинтилляционные детекторы с комбинированными магнитными экранами эффективно регистрирует быстрые нейтроны на ускорительной установке ГЕЛИС.
