Артёмовский сцинтилляционный детектор — прибор для изучения нейтрино, расположенный в городе Соледар, Украина. Является частью Артёмовской научной станции Российской академии наук.

История В 1977 году ИЯИ АН СССР решил построить нейтринную обсерваторию в соляной шахте Артёмовского соляного месторождения. Естественный радиоактивный фон на этом участке оказался очень низким. В шахте был смонтирован сцинтилляционный детектор (КОЛЛАПС). Непосредственные наблюдения начались в ноябре 1977 года.

15 марта 2005 года решением Донецкого областного совета институт получил право на использование отработанного участка Артемовского солевого месторождения площадью 0,63 гектара на глубине 230 метров.

На станции в 2005 году работало 11 человек, большинство граждане Украины.

19 сентября 2021 года право пользования Артёмовским солевым месторождением отменено.

Описание прибора

В соляной шахте города Соледар на глубине более ста метров располагается установка «Коллапс» в виде 105-тонного сцинтилляционного подземного детектора с оборудованием управления и поддержки «Сверхновая». Это и нейтринный телескоп, и установка для исследования космических «ливней».

Сам нейтринный детектор был создан в 1977 году в толще Соледарского солевого месторождения.

Кроме того, 1000 тонн окружающей детектор соли (NaCl) являются мишенью для поиска нейтринного излучения от коллапсов звезд.

Сцинтиллятором является уайт-спирит, в качестве регистрирующих элементов используются фотоумножители разных типов.

Регистрация антинейтрино от сверхновой основывается на реакции обратного бета-распада — взаимодействия электронного антинейтрино с одним из протонов в составе сцинтиллятора; протон превращается в нейтрон с испусканием позитрона:

Сцинтилляционная вспышка от ионизационных потерь и последующей аннигиляции позитрона (почти мгновенной) является стартовым событием для регистрации последующего захвата нейтрона протоном. Нейтрон термализуется в сцинтилляторе в среднем за время, равное 170 мкс, после чего тепловой нейтрон захватывается, как правило, протоном сцинтиллятора с образованием дейтрона и испусканием гамма-кванта с энергией 2,2 МэВ:

Эта экспериментальная сигнатура, основанная на регистрации двух последовательных событий с характерными признаками, позволяет существенно подавить фон, что критично для регистрации слабовзаимодействующих частиц, таких как нейтрино.

Размещение установки в соляной шахте уменьшает фон естественной радиоактивности более чем в 300 раз по сравнению с помещением в обычном грунте.

Бак детектора разделен на четыре сектора А, Б, В и Г условными вертикальными диаметральными плоскостями. В секторе тридцать два ФЭУ-49Б и четыре ФЭУ-30.

По данным Артёмовской научной станции получено сильное экспериментальное ограничение на частоту нейтринных всплесков от гравитационных коллапсов звёзд в Галактике: менее 1 события за 17,37 лет на 90-процентном уровне достоверности.

Штат научной станции составляет 18 человек, из них 12 человек постоянно проживают рядом со станцией.

См. также Байкальский подводный нейтринный телескоп Баксанская нейтринная обсерватория

Примечания

Литература

Ссылки

Категория:Астрофизика Категория:Нейтринные обсерватории Категория:Российская академия наук Категория:Наука в Донецкой области Категория:Соледар