Новая конструкция сцинтилляционных стрипов для модернизации детектора ДАНСС

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Стрипы из сцинтилляционной пластмассы со спектросмещающими волокнами являются базовыми элементами чувствительного объема детектора реакторных антинейтрино ДАНСС. Необходимость оптимизации конструкции стрипов определяется ограничениями чувствительности эксперимента к поиску стерильных нейтрино из-за невысокого энергетического разрешения детектора. Новая конструкция стрипов характеризуется существенно бόльшим световыходом и лучшей равномерностью светосбора. Обсуждается методология регистрации света одновременно с обоих концов волокон, которая удваивает фотостатистику и дает информацию о продольной координате события. Работа отражает детали и статус модернизации детектора вместе с результатами недавних пучковых испытаний. Рассматривается также ожидаемое влияние улучшений на чувствительность к стерильному нейтрино.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. Н. Свирида

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”; Физический институт им. П. Н. Лебедева Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: Dmitry.svirida@itep.ru
Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Alekseev I., Belov V., Brudanin V., Danilov M., Egorov V., Filosofov D., Fomina M., Hons Z., Kazartsev S., Kobyakin A., Kuznetsov A., Machikhiliyan I., Medvedev D., Nesterov V., Olshevsky A. et al. // JINST. 2016. V. 11. № 11. P. 11011. https://doi.org/10.1088/1748-0221/11/11/P11011
  2. http://kuraraypsf.jp/psf/ws.html.
  3. http://www.surel.ru/silicone/76/.
  4. https://www.eptanova.com/sites/default/files/download_products/silver-shine_eng.pdf.
  5. Serebrov A.P., Samoilov R.M., Ivochkin V.G., Fomin A.K., Zinoviev V.G., Neustroev P.V., Golovtsov V.L., Volkov S.S., Chernyj A.V., Zherebtsov O.M. // Phys. Rev. D. 2021. V. 104. № 3. P. 032003. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.104.032003
  6. Barinov V.V., Cleveland B.T., Danshin S.N., Ejiri H., Elliott S.R., Frekers D., Gavrin V.N., Gorbachev V.V., Gorbunov D.S., Haxton W.C., Iragimova T.V., Kim I., Kozlova Yu.P., Kravchuk L.V., Kuzminov V.V. et al. // Phys. Rev. Lett. 2022. V.128. № 23. P. 232501. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.232501
  7. Alekseev I., Belov V., Bystryakov A., Danilov M., Ershova A., Filosofov D., Fomina M., Kazartsev S., Kobyakin A., Kozlenko N., Kuznetsov A., Machikhiliyan I., Mamedov F., Medvedev D., Nesterov V. et al. // JINST. 2022. V. 17. № 04. P. 04009. https://doi.org/10.1088/1748-0221/17/04/P04009
  8. https://iftp.ru/cat/detektory-stsintillyatsionnye-plastmassovye/.
  9. http://www.uniplast-vladimir.com/scintillation.
  10. http://kuraraypsf.jp/pdf/YSSeries_201007.pdf.
  11. Alekseev I., Danilov M., Rusinov V., Samigullin E., Svirida D., Tarkovsky E.// JINST. 2022. V. 17. № 1. P. 01031. https://doi.org/10.1088/1748-0221/17/01/P01031.
  12. http://www.oku.ihep.su/index.php/uskoriteli/opisanie-uskoritelnogo-kompleksa.
  13. Alekseev I.G., Bordyuzhin I.G., Budkovskii P.E., Kalinkin D.V., Kanavets V.P., Koroleva L.I., Manaenkova A.A., Morozov B.V., Nesterov V.M., Ryl’tsov V.V., Svirida D.N., Sulimov A.D., Fedin D. A., Andreev V.A., Golubev V.V. et al.// Instrum. Exp. Tech. 2014. V. 57. № 5. P. 535. https://doi.org/10.1134/S0020441214050029.
  14. Alekseev I.G., Belov V.V., Danilov M.V., Zhitnikov I.V., Kobyakin A.S., Kuznetsov A.S., Machikhiliyan I. V., Medvedev D.V., Rusinov V.Y., Svirida D.N., Skrobova N.A., Starostin A.S., Tarkovsky E.I., Fomina M. V., Shevchik E.A., Shirchenko M.V. // Phys. Part. Nucl. Lett. 2018. V. 15. № 3. P. 272. https://doi.org/10.1134/S1547477118030020.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Накопление событий обратного бета-распада в эксперименте ДАНСС.

Скачать (137KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Сравнение счета событий ОБР и мощности реактора. Цвета точек соответствуют верхнему (оранжевый), среднему (синий) и нижнему (зеленый) положению детектора, синяя линия показывает мгновенную мощность реактора, красные отрезки – ее усреднение за время измерения каждой точки.

Скачать (265KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Область исключения (голубой цвет) на плоскости параметров стерильного нейтрино в сравнении с расчетной чувствительностью эксперимента (пунктирная кривая); оценки выполнены на текущей статистике.

Скачать (214KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Чувствительность модернизированного эксперимента ДАНСС после 1.5 лет набора статистики (красная область) в сравнении с современной областью исключения параметров стерильного нейтрино (голубая область) и экспериментальными результатами Нейтрино-4 (звездочка) и BEST (точка и серые области).

Скачать (209KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Поперечное сечение сцинтилляционного стрипа с оптимизированными положениями канавок.

Скачать (68KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Технология одновременного сопряжения 8 КФУ с торцами спектросмещающих волокон: а – волокна пропущены в отверстия оптического коннектора для последующей вклейки и фиксации; б – оптический коннектор после прохода двойного режущего инструмента; в – печатная плата с 8 КФУ установлена на коннекторе и выравнена с помощью направляющих.

Скачать (161KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Распределения однофотонных событий по времени переизлучения в спектросмещающих волокнах Y -11 (а) и YS -2 (б).

Скачать (124KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Спектры световыхода для поперечных срезов стрипа шириной 2 мм (вверху), регистрируемые одним КФУ (а) и всеми КФУ (б); суммарные по всем поперечным координатам спектры световыхода (в, г) для тех же комбинаций КФУ с проведенными медианами распределений.

Скачать (395KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Световыход с каждого из концов стрипа (сиреневая и голубая линии) и по сумме всех КФУ (оранжевая линия) в зависимости от продольной координаты.

Скачать (95KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Распределение разности средних времен регистрации сигналов на противоположных концах стрипа при засветке центрального участка длиной 115 мм (а) и изменение величины этой разности в зависимости от продольной координаты в стрипе (б).

Скачать (111KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024