Izgotovlen unikal'nyi iskusstvennyi istochnik neitrino
12.06.2004 12:33 | I. Mirmov/scientific.ru

V Rossii izgotovlen unikal'nyi iskusstvennyi istochnik neitrino na osnove izotopa Ar-37. Podobnyi istochnik neobhodim v svyazi s razrabotkoi i sozdaniem detektorov solnechnyh neitrino novogo pokoleniya, kotorye sposobny nablyudat' neitrinnyi spektr v oblasti promezhutochnyh i nizkih energii.

V konce aprelya v g. Zarechnyi Sverdlovskoi oblasti zaversheno izgotovlenie unikal'nogo iskusstvennogo istochnika neitrino na osnove izotopa Ar-37. Eta rabota prodolzhalas' bolee 3-h let, i v nei prinimala uchastie bol'shaya gruppa rossiiskih institutov i predpriyatii. Aktivnaya podderzhka pri sozdanii istochnika ishodila i iz-za rubezha, ot Universitetov Vashingtona, Pensil'vanii (SShA) i Tohoku (Yaponiya). Osnovnoe finansirovaniya proekta vzyal na sebya Mezhdunarodnyi nauchno-tehnicheskii centr (MNTC), odnako, i Rossiiskoe Federal'noe agentstvo po atomnoi energii, vneslo svoi zametnyi, a glavnoe svoevremennyi vklad.

Iskusstvennye istochniki neitrino neobhodimy v svyazi s razrabotkoi i sozdaniem detektorov solnechnyh neitrino novogo pokoleniya, kotorye sposobny nablyudat' neitrinnyi spektr v oblasti promezhutochnyh i nizkih energii. Istochnik na osnove Ar-37, kotoryi raspadaetsya s zahvatom elektrona (T_1/2 ~ 35 sutok) i ispuskaet monoenergetichnye neitrino, predstavlyaetsya ideal'nym instrumentom dlya kalibrovki takih detektorov, kak BOREKSINO v Gran Sasso, KAMLEND v Yaponii. No pervoprohodcem v aprobirovanii novogo istochnika stal rossiisko-amerikanskii eksperiment SAGE, provodyashii izmereniya na Gallii-germanievom neitrinnom teleskope (GGNT) v Baksanskoi observatorii (Kabardino-Balkariya). Institut yadernyh issledovanii RAN, v ch'em sostave nahoditsya Baksanskaya observatoriya, vozglavil raboty po sozdaniyu argonovogo istochnika s cel'yu provesti novuyu kalibrovku GGNT.

Dlya polucheniya znachimyh rezul'tatov pri kalibrovke GGNT aktivnost' istochnika dolzhna sostavlyat' velichinu poryadka 500 KKi. Issledovaniya, provedennye v IYaI (Troick), FEI (Obninsk) i v Institute reaktornyh materialov (Zarechnyi), pokazali, chto edinstvennym putem polucheniya takogo kolichestva izotopa Ar-37 yavlyaetsya ispol'zovanie promyshlennogo vysokopotochnogo reaktora na bystryh neitronah tipa BN-600. Ar-37 v etom sluchae narabatyvaetsya v reakcii ⁴⁰Ca (n, α) ³⁷Ar, dlya kotoroi maksimum secheniya ~ 0.2 barn dostigaetsya v oblasti energii neitronov 6 - 7 MeV. Odin iz naibolee vysokih potokov v mire (bolee chem 5 x 10¹³ sm^-2s^-1) neitronov s energiei vyshe 2 MeV dostupen v reaktore BN-600, kotoryi imeetsya na Beloyarskoi atomnoi stancii, takzhe raspolozhennoi v Zarechnom.

V techenie polugoda (nachinaya s oktyabrya 2003 g.) posle ryada testovyh eksperimentov i izmerenii v bokovoi zone vosproizvodstva BN-600 obluchalis' 19 sborok s mishen'yu iz pressovannogo oksida kal'ciya obshei massoi bolee 300 kg. Ne menee slozhnoi zadachei yavlyalas' razrabotka tehnologii izvlecheniya, ochistki i kapsulirovaniya poluchennogo Ar-37. Ved' v otlichie ot ranee izgotovlennyh (na osnove izotopa Cr-51) istochnik Ar-37 yavlyaetsya gazoobraznym. Tem ne menee, sovmestnymi usiliyami uchenyh (v pervuyu ochered' IRM i IYaI RAN) tehnologiya byla sozdana. Oksid kal'ciya izvlekalsya iz obluchennyh kapsul i rastvoryalsya v vodnom rastvore azotnoi kisloty. Vysokoradioaktivnyi gaz (summarnyi ob'em okolo 3-h litrov) otduvalsya iz rastvora potokom geliya i osazhdalsya pri temperature zhidkogo azota v special'noi ampule, zapolnennoi aktivirovannym uglem.

Rabota po izvlecheniyu obluchennyh sborok s mishen'yu iz reaktora, rastvoreniyu tabletok oksida kal'ciya i pomesheniyu Ar-37 v ampulu istochnika potrebovala pochti dvuhnedel'nyh sovmestnyh i tshatel'no skoordinirovannyh usilii grupp sotrudnikov IRM i Beloyarskoi atomnoi stancii. Pered samymi maiskimi prazdnikami istochnik dostavlen snachala na samolete, a potom v soprovozhdenii special'nyh sil GIBDD na mashine v Baksanskuyu neitrinnuyu observatoriyu. V 4 chasa utra 30 maya ampula s istochnikom opushena v special'no podgotovlennyi reaktor GGNT, soderzhashii 13 tonn sverhchistogo zhidkogo galliya. Tak nachalas' kalibrovka teleskopa iskusstvennym istochnikom neitrino Ar-37.

P.S. [Ot avtora] My soznatel'no zaderzhalis' s publikaciei etoi novosti, i vyzvano eto otchasti suevernymi soobrazheniyami. No seichas uzhe mozhno konstatirovat', chto kalibrovochnyi eksperiment prohodit uspeshno, i pervye rezul'taty (v chastnosti aktivnost' istochnika na moment polucheniya ocenena v 500 KKi) vnushayut optimizm i uvazhenie k urovnyu rossiiskoi nauchnoi mysli i nauchnoi tehnologii. Chut' pozzhe my prodolzhim informirovat' nauchnuyu obshestvennost' o hode eksperimenta.

Publikacii s klyuchevymi slovami: neitrino - istochniki neitrino Publikacii so slovami: neitrino - istochniki neitrino
Sm. takzhe: Neitrino, svyazannye s dzhetom dalekogo blazara Vnutri detektora antineitrino v Daiya Bei Podo l'dom Antarktidy obnaruzheny neitrino, priletevshie izdaleka Tahiony i neitrino Podlednyi lov kosmicheskih neitrino Neitrinnyi detektor v Sadberi Sovremennaya astronomiya Vse publikacii na tu zhe temu >>