Детектор спиновой физики (SPD) - это эксперимент на коллайдере NICA, предназначенный для изучения спиновой структуры протона, дейтрона и других связанных со спином явлений с использованием поляризованных пучков при энергиях в системе центра масс до 27 ГэВ и светимостью до 10^32 см^-2 с^-1. Одной из подсистем начальной фазы эксперимента SPD является Beam-Beam Counter (BBC). BBC спроектирован...
Эксперимент Spin Physics Detector (SPD) на ускорительном комплексе NICA будет изучать спиновую структуру нуклона в столкновениях пучков поляризованных протонов и дейтронов, при этом для локальной поляриметрии будет использован специализированный детектор Beam-Beam Counter (BBC), построенный на основе пластиковых сцинтилляционных пластин со считыванием сигнала через спектросмещающее оптоволокно...
BM@N (Baryonic Matter at Nuclotron) - первый эксперимент, работающий на ускорительном комплексе Нуклотрон/NICA в ОИЯИ [1]. Целью эксперимента BM@N
является исследование динамики реакций и изучение модификации свойств адронов в ядерной материи, рождение странных гиперонов около порога и поиск гиперядер с использованием установки BM@N во взаимодействиях выведенных пучков ионов Нуклотрона с...
The Electromagnetic Calorimeter (ECal), a critical sub-detector of Multi-Purpose Detector (MPD) at Nuclotron-based Ion Collider fAcility (NICA), is designed to identify and measure electrons, photons, and neutral hadrons produced in high-energy heavy-ion collisions. Its Shashlyk-type architecture combines lead absorbers and plastic scintillators in a layered geometry to optimize measurement...
В процессе эксплуатации АЭС происходит активация конструкционных материалов активной зоны реактора под воздействием потока нейтронов. В реакциях нейтронного захвата происходит образование долгоживущих радионуклидов, распадающихся без испускания гамма-излучения, требующих учёта и паспортизации на этапе вывода АЭС из эксплуатации. Нами разрабатывается фотоактивационный подход к определению...
Consideration of the $(\alpha, n)$ reactions is necessary for conducting precision experiments on detection and study of neutrinos and dark matter particles in modern ultra-low background detectors. As a result, computational tools that facilitate the evaluation of the background caused by the reactions, such as NeuCBOT [1], are emerging. The NeuCBOT utility originally use the TENDL...
В последние годы возникли сложности с оснащением экспериментальных установок в связи с ограничением поставок из-за рубежа. В своём докладе мы расскажем о:
- Производимых нами компонентах;
- Возможностях разработки новых решений под заказ;
- О доступных к поставке компонентах и их характеристиках для построения комплексных установок, включая:
- Кремниевые детекторы;
-...
В Лаборатории Ядерных Реакций имени Флерова (Дубна) создается установка для прецизионного измерения масс тяжелейших ядер, синтезируемых в реакциях слияния с тяжелыми ионами [1]. Установка состоит из криогенной газовой ячейки охлаждения ионов и много отражательного время пролетного масс спектрометра. Использование установки планируется совместно с газонаполненным сепаратором ГРАНД [2], с...
The aim of the work was to estimate the mass of the HPGe detector similar to one from nuGeN experiment and compare it with the manufacturer’s specification. To achieve such purpose measurements with a calibration uranium source were carried out on a low-background experimental setup. In the next place mass estimation were realized by Monte-Carlo simulation made in Geant4.10. Main advantage of...
In our previous publications [1–3], a very specific effect, unknown in the past, was discussed, namely a break-up of the fission fragment while it passes through a solid-state foil. The fraction of the fragments which undergo the break-up is supposed to be born in the shape isomer states. The bulk of the results were obtained in the frame of the so-called missing mass experimental method when...
Радиационная обработка — это технология, использующая ионизирующее излучение (электроны, тормозные фотоны или гамма-излучение радиоактивных источников) для направленного воздействия на различные материалы и продукты. Она применяется в медицине (стерилизация инструментов и оборудования), пищевой промышленности (обеззараживание и продление срока годности продуктов), а также в материаловедении...
Lead-free perovskites have emerged as pivotal materials for sustainable optoelectronics and radiation-resistant technologies. This study presents a comprehensive first-principles investigation of Sr₃PI₃, a novel perovskite, leveraging density functional theory (DFT) and molecular dynamics (MD) simulations via Quantum ESPRESSO to elucidate its electronic, structural, and dynamical properties....
The study considers the possibility of creating and using a new type of scintillation detectors - a liquid scintillator doped with neodymium-containing perovskite quantum dots, in order to increase the efficiency of recording rare nuclear reactions. Rare-earth Nd3+ ions were doped into perovskite CsPbBr3 quantum dots by solution processing at room temperature. The luminescence spectra of the...
Рутений, родий и палладий, образующиеся при делении урана, относятся к металлам платиновой группы (МПГ). При переработке отработавшего ядерного топлива МПГ попадают в высокоактивный водно-хвостовой раствор (ВХР), который на завершающей стадии процесса направляется на отверждение путем включения в стеклянную матрицу. Наличие в ВХР МПГ вызывает серьезные эксплуатационные проблемы при их...
В данной работе представлена концепция радиометра быстрых нейтронов на основе активационного метода для источников импульсного типа. В качестве активируемого материала в экспериментальном образце радиометра используется изотоп 115In в составе природного индия. Для регистрации широкого диапазона выхода нейтронов радиометр содержит два канала с низкой и высокой чувствительностью к нейтронам....
Применение ионизирующего излучения как средства предпосевной обработки потенциально позволяет не только снизить фитопатогенную нагрузку на семенной материал, но и стимулировать его ростовые процессы. Для эффективной обработки биообъектов, помимо подбора эффективной дозы, важную роль играет грамотный выбор используемого вида ионизирующего излучения и его энергии. Целью работы было излучение...
На основе исследований, проведенных в Европе, Северной Америке и Азии, установлено, что радон существенно увеличивает риск развития рака легких. В зависимости от среднего уровня концентрации радона в разных странах, от 3% до 14% случаев рака легких связывают с воздействием радона. Таким образом, радон является вторым по значимости фактором, вызывающим рак легких, после курения [1].
Радон –...
A large number of position-sensitive muon detectors for volcano monitoring, tsunami forecasting, fundamental researches of cosmic radiation and nuclear power station monitoring has been developed worldwide [1]. Most of such detectors are massive, having lateral size over 1x1 m2. However, in the geophysical research and geological fields, especially in the situations where detectors have to be...
Высокая проникающая способность мюонов, возможность изучения свойств горных пород в условиях их естественного состояния, существенное уменьшение количества скважин по сравнению с традиционными методами геологоразведки, возможность построения трехмерного изображения структуры породы и выявление вещества с высоким содержанием тяжелых элементов делают мюонную томографию перспективным методом...
Radiation treatment is widely used in the food and agricultural industry to inactivate pathogens and extend product shelf life [1]. Ionizing radiation targets both microorganisms and biomacromolecules (proteins, lipids, carbohydrates, and enzymes), potentially altering product quality attributes, such as flavor, color, and texture [2,3]. The radiolytic oxidation of biomolecules generates...
В Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ создается новая экспериментальная установка для прецизионных измерений масс тяжелейших нуклидов (с относительной разрешающей способностью порядка ΔM/M ~ 10$^{-7}$). Установка будет включать в себя новый мишенный блок, газонаполненный сепаратор продуктов реакции, криогенную газонаполненную ячейку (т.н. «Криоячейку») и многоотражательный времяпролетный...
Метод возмущенных угловых γγ-корреляций основан на исследовании углового распределения каскадных γ-квантов, излучаемых ядрами-зондами, внедренными в исследуемый образец. Угловая корреляция между каскадными γ-квантами определяется сверхтонкими взаимодействиями между ядрами-зондами и их локальным окружением (первая, вторая координационная сфера) [1]. В свою очередь, сверхтонкие взаимодействия...
A scintillation detector concept utilizing high light yield crystals with silicon photomultiplier readout is under development at the Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences (INR RAS). The detector is aimed at registration of neutrino-induced recoil electrons with sub-keV energy thresholds (<1 keV). The detector architecture employs a modular, easily scalable design...
В Лаборатории ядерных реакций Объединённого института ядерных исследований создается установка для прецизионного измерения масс сверхтяжелых элементов с разрешением M/dM~10^6. Установка состоит из криогенной газовой ячейки охлаждения ионов и много-отражающего времяпролетного масс-спектрометра. Место её предполагаемого расположения — один из выводов газонаполненного сепаратора...
Описан метод создания высокочувствительного квантового (спинового) интерферометра на базе разработанного в ИЯФ СО РАН криогенного источника поляризованных изотопов водорода. Источник производит высокоинтенсивную направленную газовую струя атомов (8*10^16 атомов в секунду), находящихся в определенном спиновом состоянии. Далее, проводя атомы через область периодически изменяющегося магнитного...
Антинейтрино-спектры делящихся изотопов ядерного реактора имеют ключевое значение для фундаментальных исследований и задач реакторного мониторинга. В работе описан метод восстановления индивидуальных антинейтрино-спектров ²³⁵U, ²³⁸U, ²³⁹Pu и ²⁴¹Pu на основе суммарного экспериментального спектра с учетом неопределенностей в схемах распада для элементов, отдаленных от линии бета-стабильности....
Вывод из эксплуатации ядерных энергетических установок и дезактивация внутриконтурного оборудования реакторов остается одной из центральных задач ядерной энергетики. Применяемые в настоящее время радиохимические технологии дезактивации приводят к формированию больших объемов ЖРО, что влечет за собой дальнейшую проблему по их переработке. Недостатками радиохимических методов является...
The corrosion of cooling pipelines in nuclear reactors has several attributes, mainly comprising the (electro)chemical aspects. The use of corrosion-resistant zirconium Zr as a clad in nuclear reactors still sets limitations on the reactor’s fuel energy extraction rate in high temperatures [1] and humidity [2] which could lead to degradation [3, 4] and possibly fracture [5]. The mechanisms of...
Nuclear fusion is pursued with distinct methodologies, including magnetic confinement fusion, inertial confinement fusion, and inertial electrostatic confinement fusion (IECF) [1]. The neutron and alpha particle emissions characteristic of D-T fusion exhibit dependency on fuel selection, with compositional modifications directly influencing resultant reaction outputs [2, 3]. As documented in...
На данный момент, ядерная энергетика находится в стадии перехода от использования урана 235 для получения энергии ко второму этапу развития. То есть переходу к замкнутому ядерному топливному циклу, позволяющему эффективно использовать для получения энергии урана 238 и тория 232, запасы которых на два порядка больше, чем урана 235. В процессе этого возникают проблемы, которые отсутствуют при...
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...
The fixed-target BM@N experiment at Nuclotron (JINR, Dubna) is aimed at the study of heavy ion collisions at beam energies up to 4 A GeV. The High Granular Neutron Detector (HGND)[1] is being developed in addition to existing BM@N detectors. It provides a possibility to carry out unique measurements of direct and azimuthal flow of neutrons and measure their energy spectrum.
The HGND has two...
Investigation of prompt fission neutrons (PFN) properties is important due to PFNs carry information on excitation energy of fissile nucleus [1,2]. This information is important for nuclear energy installation development and research in nuclear physics and astrophysics. The ENGREN experimental setup has been developed at the Joint Institute for Nuclear Research (JINR, Dubna, Russia) to study...
Работа посвящена созданию нового источника ультрахолодных нейтронов на основе сверхтекучего гелия для исследований в области физики фундаментальных взаимодействий на реакторе ПИК. Использование сверхтекучего гелия позволит достичь плотности УХН в камере источника 2200 см-3, что на порядок превышает текущий уровень плотности УХН в источниках в мире.
Для источника разработан и внедрён весь...
The results of numerical modeling of leakage spectra, diffusion time and absorption spectra during propagation of neutron fluxes in 75Re, 42Mo and 13Al27 are presented. The spherically symmetric task of neutron flux diffusion from a central source to the outer surface of the spheres is reviewed. The simulation was carried out using the Monte Carlo method with ABBN-78 neutron group constants....
В системе вывода ускоренного протонного пучка из синхроциклотрона ПИЯФ с энергией 1 ГэВ применяется регенеративный метод вывода. Эффективность выводной системы около 30% [1]. Не выведенный из камеры ускоренный пучок рассеивается на стенках камеры синхроциклотрона. Частота вывода ускоренного протонного пучка порядка 50 Гц. Максимальная выведенная интенсивность ускоренного пучка 1 мкА (6*10^12...
Много-отражательные времяпролетные масс-анализаторы (МО ВПМА) получили широкое распространение в ядерно-физических экспериментах, поскольку сочетают высокую разрешающую способность и точность измерения масс с высокой скоростью анализа, позволяющей измерять массы изотопов, времена жизни которых начинаются от 50 мс. МО ВПМА также используются как масс-сепараторы, выделяющие исследуемые ионы из...
Laboratories created for low-background measurements intensively carried out fundamental physics research, studying neutrinoless double beta decay, neutrino detection, etc. The level of radioactive background is the main indicator for experiments studying rare natural phenomena. One of the most important components of successful research in this field is the acquisition of materials purified...
Активное использование ускорительной техники в научных исследованиях требует создания новых инженерно-технологических решений в области контроля качества пучков заряженных частиц. Одними из важнейших параметров являются структура и пространственное положение пучка. В данной работе представлена многосенсорная система мониторинга пучков заряженных частиц и тяжелых ионов, разработанная в учебной...
С использованием рентгеновской дифракции и эмиссионной мессбауэровской спектроскопии изучены пост-эффекты облучения металлического тантала пучками протонов с начальной энергией 7 МэВ.
Незначительный слой полного поглощения CuКα-излучения (8.05 кэВ) в металлическом тантале (около 8 мкм), еще более малая толщина (всего несколько мкм) «допированных» атомами 57Co поверхностных слоев образцов...
Реакции H(d, p)3H и 2H(d, n)3He играют важную роль в астрофизике и термоядерной энергетике. Использование поляризованного дейтерия в качестве топлива может позволить повысить сечение синтеза на 50% [1], подавить нейтронный канал и создать анизотропию продуктов реакции, что увеличит КПД реактора и снизит радиационную нагрузку на материалы.
С 2009 года в НИЦ «Курчатовский Институт» – ПИЯФ...
Исследование сверхплотной ядерной материи, которое будет проводиться в эксперименте MPD на строящемся в Дубне коллайдере NICA, является актуальной задачей современной физики высоких энергий. Уникальными пробниками экстремальных состояний ядерной среды являются частицы, содержащие тяжелые кварки, к числу которых относятся очарованные D-мезоны. Эти частицы характеризуются малым временем жизни,...
В рамках модернизации трековой системы установки BM@N для изучения тяжело-ионных взаимодействий на Нуклотроне была разработана и установлена новая трековая станция на основе трековых модулей типа CBM-BM@N [1]. Модуль состоит из двустороннего микрострипового кремниевого детектора с потоковой считывающей электроникой на основе микросхем STS-XYTER. Стрипы сенсора соединяются с каналами...
D mesons and the λ baryon are currently considered as one of the most perspective probes for search of quark de-confinement of the matter during its transition from a state of hadron gas to quark-gluon plasma. The tracking system of the MPD experiment at NICA collider will include the vertex silicon detector MPD-ITS designed for the efficient registration of these short-lived products of...
The new high granular time-of-flight neutron detector (HGND) [1] is being developed for the BM@N (Baryonic Matter at Nuclotron) experiment to identify and measure neutrons energies in nucleus-nucleus collisions at ion beam energies up to 4 AGeV.
The detector structure, its layout at the BM@N and integration into the BM@N data acquisition system will be presented. The HGND consists of about...
Представлены результаты исследования полупроводниковых детекторов из карбида кремния (SiC-ППД) [1, 2, 3] и кремния (Si-ППД). Облучение проводилось с помощью образцового спектрометрического α-источника 226-Ra с энергиями E = 4,8 ÷ 7,7 МэВ. Толщина чувствительного слоя n-типа SiC-детекторов составляла 25, 50 мкм, диаметр рабочей области — 3,0 мм. Исходное энергетическое разрешение детекторов...
The new hybrid Fast Interaction Trigger (FIT) system of the forward detectors has become an essential part of the ALICE experiment since the start of Run 3 in 2022. FIT comprises three subsystems – FT0, FV0 and FDD using Cherenkov radiation and scintillations for charged particle detection. FIT determines the event plane and centrality and provides high-precision collision time for particle...
Для выявления центральных столкновений и точки ион-ионных столкновений в каждом событии в экспериментах на коллайдере NICA ранее было предложено использовать быстрый детектор столкновения пучков (BBC монитор [1]) на микроканальных пластинах (МКП), Последние характеризуются собственным высоким коэффициентом усиления (~106), сигналом малой длительности (~2нс). При этом эффективность ...
Mathematical methods for reconstructing the spatial resolution of multilayer position-sensitive detectors designed to register fast charged particles are considered. It is assumed that reference detectors with known resolution are not available. Therefore, it is necessary to obtain measurement errors from measurements with unknown errors.
Typically, the assumption of equal resolutions is...
This paper presents a Monte Carlo simulation study aimed at designing a Alternative fast neutron detector based on Helium-4 gas as the detection material. This research focuses on changing the optimal design parameters for a Helium-4 detector when irradiated by a Californium (Cf-252) neutron source. A Monte Carlo simulation model was developed using the Particle and Heavy Ion Transport code...
Краевой ток утечки для кремниевых поверхностно-барьерных детекторов (ПБД) [1, 2], практически на порядок превышает все остальные компоненты обратного тока [3]. Очевидно, что это связано с высокой напряженностью электрического поля на краю металлического электрода, однако приемлемая физическая модель явления пока не предложена.
Для понимания механизма краевого эффекта были изучены детекторы с...
In isomeric transition the 229mTh nuclei emit photons of 8.4 eV energy and a frequency of 2020.409 THz, which can serve as a reference frequency for the most accurate clocks. Isomeric transitions for 229mTh atoms without valence electrons (ionization degree n = 4+) occur only by photon emission, at n = 1+, 2+, 3+ transitions mainly occur through an electron bridge, in neutral 229mTh atoms,...
Optimizing control systems in particle accelerators presents significant challenges, often requiring extensive manual effort and expert knowledge. Traditional tuning methods are time-consuming and may struggle to navigate the complexity of modern beamline architectures. To address these challenges, we introduce a simulation-based framework that leverages Reinforcement Learning (RL) [1] to...
Представлены разработанные и созданные авторами газовые системы для детекторов в различных экспериментах. Большая часть систем – рециркуляционного типа, с частичной очисткой газа от влаги и кислорода. Описаны уникальные газовые системы, работающие при больших давлениях (20 бар) и при давлении ниже атмосферного, обеспечивающие чистоту рабочего газа до 1ppb, двухконтурные системы с...
Интерес к ядерному dd-синтезу вызван как со стороны фундаментальных исследований и астрофизики [1], так и прикладной науки, в частности, в области создания термоядерных реакторов [2]. В 1967–1968 годах в Курчатовском институте была предложена идея исследования реакции ядерного dd-синтеза с использованием поляризованных пучков дейтронов [3]. Развитие данной идеи получило продолжение в...
The scintillation spectrometer based on a cluster of 9xCeBr$_3$–NaI(Tl) phoswich detectors, additionally equipped by 4xCsI(Tl) detectors of Compton shield was built as a part of MULTI setup [1] to carry out the experiments to study the reactions with radioactive neutron-rich nuclei produced by fragment separator ACCULINNA [2] of the accelerator U400M, FLNR JINR, Dubna.
The results...
On behalf of CRS NCPhM scientific collaboration.
The most actively developing large-scale project in the low-energy nuclear physics in Russian Federation is CRS NCPhM [1] – intense x- and gamma-ray source based on inverse Compton scattering effect.
The project is part of the scientific infrastructure of the recently-founded National Center for Physics and Mathematics at Sarov. The...
The method [1] for measuring the total σR and partial cross-sections of nuclear reactions and the results of applying the method in studying the energy dependence $σ_R(E)$ in reactions with neutron-rich isotopes He, Li, Be and B [2-4] are presented. Secondary beams of the studied nuclei were obtained at the fragment separator ACCULINNA of the accelerator U400M, FLNR JINR.
A comparative...
The project is aimed at a comprehensive experimental and theoretical study of exchange interactions, magnetotransport phenomena, spin and phase transitions in magnetic semiconductors, including complex cobalt
oxides. These compounds demonstrate a wide range of physical phenomena, such as spin crossover, giant magnetoresistance, dielectric-metal transition, orbital ordering, ferroelectric and...
