НАВЕРХ

Отдел трековых детекторов

Петербургский
Институт
Ядерной
Физики

Петербургский Институт Ядерной Физики им.Б.П.Константинова

 • Введение

 • Штат

 • Исторический обзор     деятельности

 • Текущие проекты

 • Публикации

 • Обратная связь

 

 • ОФВЭ

 

  Введение

Отдел трековых детекторов
Введение
логотип отдела трековых детекторов Отдел Трековых Детекторов (ОТД) был образован в ОФВЭ в 1972 году и первоначально назывался Группа газоразрядных приборов. С 1982 года отдел возглавляет доктор физ.-мат. наук А.Г. Крившич.

Первые многопроволочные пропорциональные камеры, созданные в отделе были применены в экспериментах по исследованию адронов на малые углы (ПИЯФ, Протвино, ЦЕРН).
(См.Основные направления научной деятельности, ПИЯФ-XXV (1971-1996) - стр.182. - Упругое дифракционное рассеяние адронов на легчайших ядрах.)

кликните для увеличения картинки-страница открывается в отдельном окне Значительным успехом ОТД, стало создание детектора переходного излучения, который обеспечил реализацию серии успешных экспериментов (Е-715, Е-761, Е-781) в лаборатории Fermilab, США. До сих пор достигнутый этим детектором коэффициент режекции частиц является рекордным, а сам детектор является самым большим детектором переходного излучения в мире.
(См.Основные направления научной деятельности, ПИЯФ-XXV (1971-1996) - стр 41. - Исследование редких распадов гиперонов.).
       В 80-е годы в ОТД была разработана трековая система на основе многопроволочных пропорциональных камер, которая, обладая высоким пространственным разрешением на уровне 60 микрон, обеспечила обнаружение эффекта фокусировки протонов с энергией 1 Гэв изогнутыми монокристаллами.
(См.Основные направления научной деятельности, ПИЯФ-XXV (1971-1996) - стр.136. - Кристаллооптика частиц высоких энергий)

кликните для увеличения картинки-страница открывается в отдельном окне Для эксперимента L3 в CERN впервые в ПИЯФ был создан детектор, вошедший в состав экспериментальной установки, работавшей на коллайдере LEP. В детекторе для определения точной координаты прошедшей частицы измерялось время дрейфа электронов трека. Вторая координата события измерялась методом деления заряда на анодной проволочке. Детектор успешно отработал в эксперименте в течении 10 лет, участвовал в наборе статистики и анализе данных.
(См.Основные направления научной деятельности, ПИЯФ-XXV (1971-1996) - стр.67. - Исследования на большом электрон-позитронном коллайдере ЦЕРНа -- эксперимент L3.)

кликните для увеличения картинки-открывается в отдельном окне В начале 90-х годов в отделе для эксперимента HERMES в DESY была разработана и изготовлена координатная система из 18 плоскостей пропорциональных камер. Детекторы предназначалась для работы внутри зазора спектрометрического магнита c напряжённостью магнитного поля 0,5Т. Созданная координатная система обеспечивала реконструкцию треков низкоэнергетичных частиц на протяжении всего эксперимента и успешно проработала 13 лет. (смотрите: рис.1,   рис.2,   рис.3 )
(См."Основные результаты (2002-2006) - стр.97". - HERMES EXPERIMENT AT DESY: SELECTED ANALYSIS RESULTS S.L. )
       В рамках подготовки экспериментов на Большом Адроном Коллайдере (БАК) в ОТД был выполнен комплекс исследований по изучению физических механизмов старения газоразрядных детекторов. В ходе исследований был обнаружен новый тип старения газоразрядных детекторов - swelling (См.Основные результаты (1997- 2001) - стр.329. - ANODE WIRE SWELLING -- A NEW PHENOMENON IN ANODE WIRE AGING UNDER HIGH-ACCUMULATED DOSE.), связанный с распуханием анодной проволочки в интенсивных радиационных полях. Результаты исследований были использованы при создании координатных детекторов для экспериментов ATLAS, CMS и LHC-B.

кликните для увеличения картинки- открывается в отдельном окне C 1995 года и по настоящее время отдел принимает активное участие в серии экспериментов по исследованию мю-захвата. (См.Основные результаты (1997-2001) - стр 72 . - FINAL RESULTS OF µ3He-CAPTURE EXPERIMET AND PERSPECTIVES FOR µp-CAPTURE STUDIES.) Для экспериментальной установки была создана трековая система, состоящая из пропорциональных камер и время-проекционная камера (TPC), работающая в чистом водороде под давлением 10 атмосфер. Полученные в экспериментах результаты вошли в мировую базу данных Particle Data Group.
(Смотрите раздел Исторический обзор деятельности).

       В настоящее время Отдел трековых детекторов является участником ряда международных экспериментов, проводимых в различных научных центрах: TOTEM - БАК (CERN, Швейцария), Мюонный захват - Институт Пауля Шерера (PSI, Швейцария), PANDA - Институт тяжело-ионных исследований (GSI, Германия).
       ОТД является активным разработчиком газоразрядных детекторов для регистрации тепловых нейтронов. Основной целью разработок, ведущихся сегодня в отделе, является создание измерительного нейтронного комплекса для научно-исследовательского реактора ПИК, строительство которого завершается в ПИЯФ в 2012 году. В отделе создана и прошла успешные испытания технология изготовления детекторов тепловых нейтронов. Созданы и работают на пучке реактора ВВР первые двух-координатные детекторы тепловых нейтронов.
( Смотрите файл NIMA581(2007)_NDet.pdf), а также в сборнике "Основные направления научной деятельности, ПИЯФ (2007-2012) - стр.362" статью - GAS-FILLED POSITION-SENSITIVE THERMAL NEUTRON DETECTOR и V.A. Andreev, G.A. Ganzha, E.A. Ivanov, D.S. Ilyin, L.M. Kochenda, S.N. Kovalenko, M.R. Kolkhidashvili, A.G. Krivshich, A.V. Nadtochy, A.I. Okorokov, V.V. Runov, G.D. Shabanov, V.A. Solovei).

       В отделе продолжаются методологические исследования, связанные с изучением процессов старения в газоразрядных координатных детекторах. За годы работы сложился уникальный автоматизированный измерительный комплекс для мониторирования процесса старения детекторов. Для качественных и количественных исследований поверхностей проволочек используется ускоритель Ван дер Графа. Впервые с его помощью методом ядерных реакций проделаны измерения распределения кислорода и углерода по глубине анодной проволочки.
       (См. "Основные результаты (2002-2006) - стр 296" - INVESTIGATION OF BORONIZATION IN GLOBUS-M TOKAMAK AND GAS-FILLED DETECTORS USING THE ELECTROSTATIC ACCELERATOR BEAMS V.M. Lebedev, A.G. Krivshich, V.A. Smolin, B.B. Tokarev, E.I. Terukov, V.K. Gusev.)

(Смотрите старый сайт - "Ageing Test Station").

       Последние исследования, проведённые с использованием измерительного комплекса, убедительно продемонстрировали положительные результаты по восстановлению состаренных детекторов путём их тренировки в газовом разряде смеси 80%CF4+20%CO2.
(Смотрите в журнале: Ядерная Физика и Инжиниринг, 2013, т.4, № 8, с. 735–743. - "НОВЫЙ МЕТОД ВОССТАНОВЛЕНИЯ СОСТАРЕННОЙ АНОДНОЙ ПРОВОЛОЧКИ КОРОННЫМ РАЗРЯДОМ", -
- Г. Е. Гаврилов, Д. А. Аксёнов, В. М. Вахтель, A. Г. Крившич, Д. А. Майсузенко, А. А. Фетисов,
Н. Ю. Швецова
,
а также в сборнике "Основные направления научной деятельности, ПИЯФ (2007-2012)" -
- стр.383 - 390
- "RECOVERY OF AGED ANODE WIRES IN PROPORTIONAL COUNTERS USING A NEGATIVE CORONA DISCHARGE IN 80%CF4+20%CO2" - G.E. Gavrilov, A.G. Krivshich, D.A. Maysuzenko, A.A. Fetisov, N.Yu. Shvetsova) .
       Сотрудники ОТД участвовали в создании экспериментальной установки по созданию и исследованию долгоживущих светящихся образований. По-существу эта работа посвящена изучению нового типа газового разряда. Время жизни, полученных светящихся образований, составляет до 1 сек.

кликните для увеличения картинки- открывается в отдельном окне С 1973 года, когда в отделе были спроектированы и изготовлены первые в институте многопроволочные пропорциональные камеры, и по сегодняшний день большинство газоразрядных детекторов для экспериментов, проводимых ОФВЭ в различных научных центрах, проектируются и изготавливаются в ОТД. Это пропорциональные и дрейфовые камеры с различными видами считывания информации, детекторы переходного излучения, детекторы гамма-излучения и нейтронов .
(смотрите раздел Текущие проекты).


кликните для увеличения картинки- открывается в отдельном окне кликните для увеличения картинки- открывается в отдельном окне Сотрудники ОТД участвовали в создании экспериментальной установки по созданию и исследованию долгоживущих светящихся образований. По-существу эта работа посвящена изучению нового типа газового разряда. Время жизни, полученных светящихся образований, составляет до 1 сек.
На фотографиях приведены долгоживущие светящиеся образования.
         Некоторые результаты работы опубликованы:
Г.Д. Шабанов, А.Г. Крившич, Б.Ю. Соколовский, О.М. Жеребцов. Взаимодействие эквипотенциальной поверхности заряженного образования со слабым лазерным излучением. //Физика плазмы. 2009. Т. 35. № 7. C. 665-672.
Г.Д. Шабанов. Молния на столе. //Наука и жизнь. 2009. № 11. С. 38-43.
Г.Д. Шабанов. Гипотезы и эксперименты по созданию шаровой молнии. УФН. 2010. Т. 180. № 2. С.223-224. Eng. Vers.: Lightning ball: experiments on creation and hypotheses. Phys. Usp., 53(2) (2010), 215-216/


кликните для увеличения картинки- открывается в отдельном окне кликните для увеличения картинки- открывается в отдельном окне В 2012 – 2015 гг. для спектрометра по измерению времени жизни нейтрона (проект Сереброва А.П., грант РНФ №14-22-00105) были созданы газоразрядные детекторы ультра-холодных нейтронов (источник УХН PF2/MAM, ILL, Grenoble, France). Детекторы прошли успешные испытания и включены в состав спектометра.
Детектор УХН: слева - внутренняя часть детектора с шестью пропорциональными счетчиками (вид со стороны входного окна), справа - детектор в сборе с предусилителями (вид с обратной стороны).
         Основные результаты опубликованы в журналах:
Andreev, V.A., Vasiljev, A.V., Ivanov, E.A. et al. Tech. Phys. (2016) 61: 609. doi:10.1134/S1063784216040034
V.Andreev et.al. Nucl. Instr. Meth. A (2016).
         http://dx.doi.org/10.1016/j.nima.2016.05.005


Создание протонного спектрометра (Proton Arm Spectrometr) для эксперимента R3B , Дармштадт, Германия.

кликните для увеличения картинки- открывается в отдельном окне кликните для увеличения картинки- открывается в отдельном окне              Четыре плоскости PAS в вакуумной камере

ПИЯФ принимает активное участие в мегапроекте FAIR.
Одной из линий сотрудничества является создание детекторной системы для определения импульсов испарительных протонов (с энергией до Ер=500-1000 МэВ) в эксперименте R3B на ускорителе SUPER-FRS в Институте тяжелых ионов (GSI). В 2016 г. научный совет FAIR принял предложенную в ОТД концепцию протонного спектрометра (PAS), который будет состоять из 4х плоскостей (X1,Y1,X2,Y2) дрейфовых трубок. Каждая из плоскостей будет набираться из 3х слоев трубок расположенных в шахматном порядке. Спектрометр будет работать внутри вакуумной камеры. Каждая дрейфовая трубка должна иметь пространственное разрешение 200 мкм и быстродействие не менее 105 cек-1, обеспечивая требуемое угловое разрешение спектрометра 0.2 мрад.

наверх



НИЦ "Курчатовский институт"  •   Российская Академия Наук  •   Петербургский инстиут ядерной физики
  •   Отделение физики высоких энергий   •   Отделение нейтронных исследований   •   Отделение теоретической физики
  •   Отделение молекулярной и радиационной биофизики   •   Отделение перспективных разработок

Россия, 188300, Ленинградская обл., г.Гатчина, Орлова роща, ПИЯФ
Телефон: +7 (81371)  46042, 30257,       Факс: +7 (81371)  30010

Последнее обновление:   ,  веб-мастер С.Ф. Удалова