Приборы и техника эксперимента, 2021, № 2, стр. 32-39

ПАССИВНАЯ ЗАЩИТА НЕЙТРИННОГО ДЕТЕКТОРА РЭД-100

Д. Ю. Акимов a, И. С. Александров ab, В. А. Белов ac, А. И. Болоздыня a*, Ю. В. Ефременко d, А. В. Этенко ae, А. В. Галаванов af, Д. В. Гусс a, Ю. В. Гусаков af, Dj. E. Kdib a, А. В. Хромов a, А. М. Коновалов ac, В. Н. Корноухов ag, А. Г. Коваленко ac, А. А. Козлов a, Е. С. Козлова ac, А. В. Кумпан a, А. В. Лукьяшин ah, А. В. Пинчук a, О. Е. Разуваева ac, Д. Г. Рудик a, А. В. Шакиров a, Г. Е. Симаков ac, В. В. Сосновцев a, А. А. Васин a

a Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ” (Московский инженерно-физический институт)
115409 Москва, Каширское ш., 31, Россия

b Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Томск, Россия

c Институт теоретической и экспериментальной физики им. А.И. Алиханова НИЦ “Курчатовский институт”
Москва, Россия

d Department of Physics and Astronomy, University of Tennessee
Knoxville, Tennessee, USA

e Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”
Москва, Россия

f Объединенный институт ядерных исследований
Дубна, Московской обл., Россия

g Институт ядерных исследований РАН
Москва, Россия

h Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Москва, Россия

* E-mail: aibolozdynya@mephi.ru

Поступила в редакцию 29.10.2020
После доработки 06.11.2020
Принята к публикации 09.11.2020

Аннотация

Разработана и построена комбинированная пассивная защита эмиссионного двухфазного нейтринного детектора РЭД-100, обеспечивающая подавление внешнего γ-фона и нейтронного фона. Защита представляет собой слой меди толщиной 5 см (внутренний слой – вблизи детектора) и слой воды суммарной толщиной (включая пространство внутри слоя меди) ~70 см. Выполнено моделирование методом Монте-Карло эффективности защиты и проведена экспериментальная проверка в лабораторных условиях с помощью сцинтилляционного детектора NaI(Tl) рассчитанного коэффициента ослабления γ-фона медной защитой, а также рассчитан коэффициент подавления γ-фона для полной защиты.

DOI: 10.31857/S0032816221020105

Список литературы

  1. Freedman D.Z. // Phys. Rev. D. 1974. V. 9. P. 1389. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.9.1389

  2. Копелиович В.Б., Франкфурт Л.Л. // Письма в ЖЭТФ. 1974. Т. 19. С. 236.

  3. COHERENT collaboration. Akimov D. et al. // Science. 2017. V. 357. Issue 6356. P. 1123. https://doi.org/10.1126/science.aao0990

  4. COHERENT collaboration. Akimov D. et al. First Detection of Coherent Elastic Neutrino-Nucleus Scattering on Argon. // 3 Apr 2020. arXiv:2003.10630

  5. Hakenmüller J., Buck C., Fülber K., Heusser G., Klages T., Lindner M., Lücke A., Maneschg W., Reginatto M., Rink T., Schierhuber T., Solasse D., Strecker H., Wink R., Zbořil M., Zimbal A. // Eur. Phys. J. C. 2019. V. 79. P. 699. https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-019-7160-2

  6. Kerman S., Sharma V., Deniz M., Wong H. T., Chen J.-W., Li H. B., Lin S. T., Liu C.-P., Yue Q. // Phys. Rev. D. 2016. V. 93. P. 113006. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.93.113006

  7. Belov V., Brudanin V., Egorov V., Filosofov D., Fomina M., Gurov Y., Korotkova L., Lubashevskiy A., Medvedev D., Pritula R. // JINST. 2015. V. 10. P12011. https://doi.org/10.1088/1748-0221/10/12/P12011

  8. MINER collaboration. Agnolet G. et al. // Nucl. Instrum. and Methods. A. 2017. V. 853. P. 53. https://doi.org/10.1016/j.nima.2017.02.024

  9. Billard J., Carr R., Dawson J., Figueroa-Feliciano E., Formaggio J.A., Gascon J., Heine S.T., Jesus M.De, Johnston J., Lasserre T., Leder A., Palladino K.J., Sibille V., Vivier M., Winslow L. // J. Phys. G. 2017. V. 44. № 10. P. 105101. https://doi.org/10.1088/1361-6471/aa83d0

  10. Strauss R., Rothe J., Angloher G., Bento A., Gütlein A., Hauff D., Kluck H., Mancuso M., Oberauer L., Petricca F., Pröbst F., Schieck J., Schönert S., Seidel W., Stodolsky L. // Eur. Phys. J. C. 2017. V. 77. Article № 506. https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-017-5068-2

  11. CONNIE Collaboration. Aguilar-Arevalo A. et al. // Phys. Rev. D. 2019. V.100. P. 092005. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.100.092005

  12. Долгошеин Б.А., Лебеденко В.Н., Родионов Б.У. // Письма в ЖЭТФ. 1970. Т. 11. С. 513.

  13. LUX collaboration. Akerib D.S. et al. // Phys. Rev. Lett. 2017. V. 118. P. 021303. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.118.021303

  14. XENON Collaboration. Aprile E. et al. // Phys. Rev. Lett. 2018. V. 121. P. 111302. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.111302

  15. PandaX-II Collaboration. Cui X. et al. // Phys. Rev. Lett. 2017. V. 119. P. 181302. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.119.181302

  16. DarkSide Collaboration. Agnes P. et al. // Phys. Rev. D. 2018. V. 98. P. 102006. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.98.102006

  17. DUNE Collaboration. Cuesta C. et al. Status of ProtoDUNE Dual Phase. // 22 Oct 2019. ArXiv: 1910.10115

  18. Акимов Д.Ю., Белов В.А., Болоздыня А.И., Ефременко Ю.В., Коновалов А.М., Кумпан А.В., Рудик Д.Г., Сосновцев В.В., Хромов А.В., Шакиров А.В. // УФН. 2019. Т. 189. № 2. С. 173. https://doi.org/10.3367/UFNr.2018.05.038356

  19. RED-100 Collaboration. Akimov D. et al. // JINST. V. 15 2020. P02020. https://doi.org/10.1088/1748-0221/15/02/P02020

  20. Kneißl R., Caldwell A., Du Q., Empl A., Gooch C., Liu X., Majorovits B., Palermo M., Schulz O. // Astropart. Phys. 2019. V. 111. P. 87. https://doi.org/10.1016/j.astropartphys.2019.03.006

  21. Ананьев В.В., Болоздыня А.И., Власик К.Ф., Дмитренко В.В., Ефременко Ю.В., Утешев З.М., Сосновцев В.В., Толстухин И.А., Шакиров А.В., Шафигулл-ин Р.Р., Хромов А.В. // ПТЭ. 2015. № 4. С. 138. https://doi.org/10.7868/S0032816215030167

  22. 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. P11011. https://doi.org/10.1088/1748-0221/11/11/P11011

  23. https://www.ortec-online.com/products/application-software/maestro-mca

  24. GEANT4 Collaboration. Agostinelli S. et al. // Nucl. Instrum. and Methods. A. 2003. V. 506. P. 250. https://doi.org/10.1016/S0168-9002(03)01368-8

  25. GEANT4 Collaboration. Allison J. et al. // Nucl. Instrum. and Methods. A. 2016. V. 835. P. 186. https://doi.org/10.1016/j.nima.2016.06.125

  26. Kozlov A., Chernyak D. // Nucl. Instrum. and Methods. A. 2018. V. 903. P. 162. https://doi.org/10.1016/j.nima.2018.07.006

  27. Chazal V., Brissot R., Cavaignac J.F., Chambon B., Jesus M.De, Drain D., Giraud-Heraud Y., Pastor C., Stutz A., Vagneron L. // Astropart. Phys. 1998. V. 9. P. 163. https://doi.org/10.1016/S0927-6505(98)00012-7

  28. Busanov O.A., Etezov R.A., Gavriljuk Yu.M., Gezhaev A.M., Kazalov V.V., Kornoukhov V.N., Kuzminov V.V., Moseev P.S., Panasenko S.I., Ratkevich S.S., Yakimenko S.P. // EPJ Web of Conferences. 2014. V. 65. P. 03002. https://doi.org/10.1051/epjconf/20136503002

Дополнительные материалы отсутствуют.