Ядерно-физические приборы (7 сем) / КручининПА_Лаб3_отчет

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИФИ»

Институт Космофизики НИЯУ МИФИ

Кафедра «Экспериментальной ядерной физики и космофизики»

Отчет по лабораторной работе на тему:

«Изучение амплитудных и временных характеристик детекторных систем космофизической аппаратуры»

Студенты гр. Б19-104: Кручинин П.А., Карымов И.Р.

Преподаватели: к ф.-м. н., Александрин С.Ю. . _______________

(подпись)

Оценка преподавателя: _________________ _______________

(подпись)

Москва - 2022 г.

Цель работы – ознакомление с детекторами, использующимися в экспериментальных установках для глобального физического мониторинга на борту Искусственных Спутников Земли (ИСЗ) и методами определения их характеристик.

Задачи исследований космического излучения

• Изучение характеристик и природы космического излучения в космическом пространстве

• Предсказание явлений, происходящие в атмосфере и коре Земли (предсказание землетрясений)

• Изучение радиационной обстановки в космическом пространстве (безопасность космонавтов)

• Решение проблем фундаментальных наук (космология)

• Изучение процессов взаимодействия частиц при сверхвысоких энергиях, недоступных для ускорителей

Результаты работы:

ЗАДАНИЕ 1

Зарегистрированный импульс отрицательной полярности на экране осциллографа от запуска генератора.

Рис.1 Осциллограмма импульса от генератора

Рис.2 Внешний вид импульса с генератора.

На графике представлен полученный амплитудный спектр импульсов с генератора. Из полученного графика были вычислены значения абсолютной и относительной ширины на полувысоте:

ΔU = 3 мВ

U_max = 220 мВ

δ_u = = 1,4 %

ЗАДАНИЕ 2

Рис.3 Импульс, полученный от светового диода.

Амплитудный спектр импульсов, полученный при генерации 1000 калибровочных импульсов от светового диода при напряжении, подданном на ФЭУ 800В. Наблюдается небольшой разброс импульсов, тем не менее отличный от спектра импульсов с генератора.

Рис.4 Зависимость амплитуды выходного сигнала ФЭУ от светодиода при напряжении питания 800 В

Из полученного графика были вычислены значения абсолютной и относительной ширины на полувысоте:

ΔU = 18 мВ

U_max = 275 мВ

δ_u = = 6,5 %

ЗАДАНИЕ 3

Амплитудный спектр импульсов, полученный при генерации 1000 калибровочных импульсов от светового диода при напряжении, подданном на ФЭУ 900В.

Рис.4 Зависимость амплитуды выходного сигнала ФЭУ от светодиода при напряжении питания 900 В

Из полученного графика были вычислены значения абсолютной и относительной ширины на полувысоте:

ΔU = 65 мВ

U_max = 783 мВ

δ_u = = 8,3 %

ЗАДАНИЕ 4

Амплитудный спектр для мюонов, зарегистрированных ливневым детектором

Рис.5 Импульс, полученный от мюона

Рис.5 Амплитудное распределение сигналов ФЭУ при регистрации заряженных частиц ливневым детектором

Поток мюонов через детектор Ф = 33,5 * 10^-3 с^-1см^-2

N = 1000

S = 498 498 мм² = 49,8 49,8 см²

t = 12 c

Ф = 33,5 * 10^-3 с^-1см^-2

ЗАДАНИЕ 5

Поток нейтронов через детектор:

Ф = 0,67 * 10^-4 с^-1см^-2

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения лабораторной работы было произведено ознакомление с детекторами, использующимися в экспериментальных установках для глобального физического мониторинга на борту Искусственных Спутников Земли. Изучены характеристики и режимы работы быстрого сцинтилляционного детектора, а также медленного нейтронного детектора в составе космической аппаратуры, в результате чего были зарегистрированы импульсы на экране осциллографа, построены спектры импульсов, полученные от генератора. Были получены спектры 500 калибровочных импульсов, при подачи разных значений напряжений на блок ФЭУ. Амплитудный спектр для мюонов, зарегистрированных ливневым детектором. Зарегистрированный медленным нейтронным детектором импульс от космического излучения. Были определены потоки мюонов и нейтронов сквозь детекторы:

Ф_м = 33,5 * 10^-3 с^-1см^-2

Ф_n = 0,67 * 10^-4 с^-1см^-2