Руководитель: Caбухи Нуруев

Рабочий телефон: +7 (496) 216-36-83

Рабочий email: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. 

Постановка проблемы:

Традиционные нейтронные детекторы, такие как пропорциональные счётчики на основе ³He или сцинтилляционные детекторы в сочетании с фотомножительными трубками (ФЭУ), обладают хорошей чувствительностью, но имеют ряд ограничений: ³He является дорогостоящим и дефицитным, а ФЭУ громоздки, хрупки и требуют высокого напряжения. Кремниевые фотопомножители (SiPM) зарекомендовали себя как перспективная альтернатива ФЭУ в системах радиационного детектирования. Эти твердотельные фотодетекторы компактны, экономичны, работают при низком напряжении и не чувствительны к магнитным полям. В сочетании с подходящими сцинтилляторами, такими как EJ-276, стилбен или LiF:ZnS, они могут использоваться для регистрации нейтронов через косвенные процессы, при которых взаимодействие нейтронов вызывает свечение, улавливаемое SiPM. Однако одной из ключевых задач при регистрации нейтронов является различение нейтронов и гамма-квантов, поскольку в большинстве случаев наблюдаются смешанные поля излучения. Для этого необходимо применение эффективных методов разделения по форме импульса (PSD), позволяющих отличить события, вызванные нейтронами, от событий, вызванных гамма-излучением, на основе различий во временны́х характеристиках сцинтилляции. Быстрая реакция и высокая временная разрешающая способность SiPM делают их подходящими для таких методов, однако для достижения необходимой точности требуется тщательное изучение сигналов и цифровая обработка данных. Настоящая работа направлена на разработку и характеристику нейтронного детектора на основе SiPM, оптимизированного по параметрам разделения нейтронов и гамма-квантов, энергетического отклика и временных характеристик. Поведение детектора будет исследовано в различных радиационных условиях с использованием калибровочных источников и цифрового анализа сигналов.

Цель работы: 

Разработка и характеристика нейтронного детектора на основе кремниевых фотопомножителей в сочетании со сцинтилляторами с акцентом на дискриминацию нейтронов и гамма-квантов методом анализа формы импульса, а также оптимизацию энергетического и временного отклика детектора для практического применения в условиях смешанных полей излучения.

Задачи:

1. Изучить принципы регистрации нейтронов и методы дискриминации нейтронов и гамма-квантов.
2. Ознакомиться с технологией кремниевых фотопомножителей (SiPM) и её преимуществами в системах радиационного детектирования.
3. Выбрать подходящий сцинтиллятор для регистрации нейтронов (например, EJ-276, стилбен или LiF:ZnS).
4. Спроектировать и собрать прототип детектора на базе SiPM и сцинтиллятора.
5. Разработать или адаптировать методы дискриминации по форме импульса (PSD) для разделения нейтронных и гамма-событий.
6. Проанализировать эффективность дискриминации и методы обработки сигналов.
7. Подготовить и представить результаты для публикации и научных презентаций.

Научная установка: 

Работа будет выполняться в рамках проекта «Исследования нейтрон-ядерных взаимодействий и свойств нейтрона». Эксперименты с источниками излучения будут проводиться на втором канале установки ИРЕН и на первом канале реактора ИБР-2.